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基于分层强化学习的翼伞轨迹跟踪控制

基于分层强化学习的翼伞轨迹跟踪控制

作者：杨永祥贵州师范大学

学位级别：硕士

无动力翼伞是一种依靠气流进行飞行的飞行装备,通过操作下拉左右后缘以实现转向。由于受外界环境干扰明显,精确稳定的实现翼伞系统的轨迹跟踪非常困难。强化学习旨在通过与环境的交互来学习如何做出最优决策。其中,分层强化学习作为其... 详细信息

无动力翼伞是一种依靠气流进行飞行的飞行装备,通过操作下拉左右后缘以实现转向。由于受外界环境干扰明显,精确稳定的实现翼伞系统的轨迹跟踪非常困难。强化学习旨在通过与环境的交互来学习如何做出最优决策。其中,分层强化学习作为其衍生方法之一,通过将复杂任务分解成若干简单子任务并构建层次化的决策过程来简化学习问题,每一层的策略都有具体的目标,这些目标共同作用于解决整体问题。分层强化学习模仿了人类解决复杂问题的方式,也因此提供了一种潜在的有效途径,以在复杂环境条件下精确和稳定地控制无动力翼伞飞行。本文探索分层强化学习在翼伞航迹跟踪控制任务中的应用,基于分层强化学习算法在9-DOF翼伞仿真环境中训练航迹跟踪控制器,以实现翼伞对目标航迹的精准跟踪。为适应不同风向条件下的航迹跟踪要求,首先,通过控制训练轨迹(根据风方向与飞行方向的夹角将轨迹划分为顺风,侧风和逆风三个类别),利用强化学习PPO算法训练出三个航迹跟踪子控制模型;然后,固定底层子控制模型,基于PPO算法训练子模型切换和子模型集成上层控制模型,实现分层强化学习控制;最后,基于传统的option分层强化学习算法框架,设计优化策略终止函数,进一步提高了航迹跟踪子模型切换的灵活性。仿真实验结果显示,在三种风向条件下,所提出的强化学习翼伞航迹跟踪子控制模型都具有超越通用控制模型的性能;所提出的强化学习分层控制模型能够高效地适应风向变化,在仿真任务中实现了精确和稳定的翼伞航迹跟踪;采用分层强化学习框架和优化策略终止函数进一步提升了模型的灵活性和鲁棒性,使其能够更好地应对复杂的环境条件。

关键词：强化学习分层强化学习航迹跟踪控制

“人与自然是生命共同体”理念的哲学意蕴——基于马克思主义自然观视角

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马克思主义与现实 2024年第3期 87-92页

作者：洪秀东华大学马克思主义学院

“人与自然是生命共同体”理念是习近平生态文明思想的重要组成部分。该理念对人与自然关系问题作出了简明深刻的科学概括,为我国生态文明建设和全球生态环境治理提供了重要的理论指引和价值遵循。若要从马克思主义自然观视角厘清其哲... 详细信息

“人与自然是生命共同体”理念是习近平生态文明思想的重要组成部分。该理念对人与自然关系问题作出了简明深刻的科学概括,为我国生态文明建设和全球生态环境治理提供了重要的理论指引和价值遵循。若要从马克思主义自然观视角厘清其哲学意蕴,应首先明确马克思主义哲学变革的实质是一种新唯物主义,这是我们把握科学自然观的首要前提。其次,还需要从两个层面予以阐释:第一,从本体论层面重申“自然界的优先地位”,肯定人与自然在生命、生活维度上所具有的本原性的共生共荣关系;第二,从认识论层面承认,人与自然在实践基础上的辩证统一和历史统一是对资本主义生产方式下人与自然之间虚幻的、抽象的共同体关系的超越,从而构筑物的尺度和人的尺度相融合的真正的生命共同体。在“两个大局”同步交织之下,面对时代之问,“人与自然是生命共同体”理念彰显出求真务实、自信自立的内在精神特质,揭示出人与自然和谐共生是人类社会发展的必然要求。

关键词：生命共同体新唯物主义自然观实践

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基于谐波电流注入的某电驱动总成振动抑制联合仿真分析

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基于谐波电流注入的某电驱动总成振动抑制联合仿真分析

作者：杨永振重庆理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着国民经济发展和科学技术进步,人们越来越青睐具有包括节能环保、续航里程长、车辆性能优越和使用成本低等优点的混合动力汽车,但对影响其整车舒适性和可靠性的电驱系统振动噪声性能(NVH性能)也提出了更高要求。因此,研究混... 详细信息

近年来,随着国民经济发展和科学技术进步,人们越来越青睐具有包括节能环保、续航里程长、车辆性能优越和使用成本低等优点的混合动力汽车,但对影响其整车舒适性和可靠性的电驱系统振动噪声性能(NVH性能)也提出了更高要求。因此,研究混合动力汽车的电驱系统NVH性能成为了改善和提高整车NVH性能问题的热点之一。论文针对某企业现有混合动力汽车电驱系统动力总成的振动问题从电驱动系统的本身结构,外在激励产生转矩脉动引起的明显振动原因,到在电机控制系统应用谐波注入技术以实现对逆变器非线性导致的谐波电流进行抑制等方法,对电驱系统总成NVH问题展开研究,论文具体研究工作如下:(1)基于场路耦合原理,利用Simulink+Maxwell+Simplorer仿真平台,建立了包括电机控制系统和永磁同步电机电磁场的联合仿真模型,联合仿真得到了电磁激励。通过基速以上的联合仿真,MTPA与FW控制模式切换较平滑以及电机的基础运动性能表现优异来验证模型的可行性。又以NVH性能偏差的3000r/min联合仿真,分析原控制系统的非线性对电机振动产生影响的高次谐波电流,并从时间和空间两个角度分析了电磁力波,以及转矩脉动的时频特性。结果表明,5、7、11、13次谐波电流幅值较大,谐波失真率(THD)高于5%为高谐波含量,12倍电流频率(2400Hz)的转矩谐波幅值最高达到了10.5N·m。为电驱动总成振动分析模型提供了准确的电磁激励。(2)建立了电机定子、电机转子总成和电驱动系统壳体总成的有限元模型,并对其进行自由模态仿真和模态试验验证。前四阶自由模态固有频率比较,仿真与试验结果误差在6%以内,说明有限元自由模态分析与自由模态试验结果一致性较好,表明电驱动系统总成的有限元模型符合要求。为电驱动系统振动分析提供了准确的结构模型。(3)建立电驱动系统振动分析模型,以原控制系统谐波电流激励下联合仿真模型输出的整体切向力(转矩脉动)为激励,进行齿轴传动系统动力学分析和振动响应分析,找到幅值最大的阶次,已便在新控制系统设计时注入适当阶次的谐波电流。首先利用电驱动总成的转子、轴系有限元模型来建立考虑零部件柔性的齿轴传动系统动力学分析模型,计算得到一二级齿轮副的传递误差和轴承力,结果显示电机输出的12倍电流频率(2400Hz)的转矩谐波对齿轮传动系统的动态特性和各轴承的动态响应力产生影响。其次利用电驱动总成壳体的有限元模型以及齿轴传动系统动力学模型建立电驱动总成的振动响应分析模型,通过模态叠加法对其进行求解,计算出了在3000r/min,66.25N·m工况下电驱动总成壳体上各测点的振动加速度。结果表明,48阶次振动的幅值较高,主要受到同频率转矩脉动的影响。(4)仍以3000r/min,66.25N·m为例,为抑制12倍电流频率的转矩脉动和48阶次的振动,设计新的控制系统。在原控制系统中引入谐波电流注入算法,包括谐波电流提取、谐波电流抑制算法、谐波电压转换模块,抑制幅值较大的5、7、11、13次谐波电流。以新控制系统与电磁模型再次联合仿真得到转矩脉动为激励,施加在振动分析模型上进行振动响应分析,最后对比两次仿真结果。结果表明5、7、11、13次谐波电流,6、12倍电源频率的转矩脉动、各振动加速度观测点48阶次振动的幅值都受到了一定程度的抑制,验证了论文所提出的谐波注入算法对电驱动总成48阶次振动的抑制效果有效。

关键词：电驱动系统转矩脉动联合仿真模态分析振动特性谐波注入

tPA在CRH诱导小鼠输卵管上皮细胞和卵泡壁颗粒细胞凋亡中的作用及机制

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tPA在CRH诱导小鼠输卵管上皮细胞和卵泡壁颗粒细胞凋亡中的作用及...

作者：杨永青山东农业大学

学位级别：硕士

光固化制造仿生蝴蝶点阵结构压缩及吸能性能研究

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应用激光 2024年

作者：谢炜豪杨永泰福建农林大学机电工程学院中国科学院大学中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心

结构功能梯度点阵模型不仅有优异的抗压及吸能特性,而且能够达到轻量化的效果,因而被广泛运用在机械、车辆、航空航天等领域。受蝴蝶蝶翼几何形状的启发,结合菱形正十二面体单胞,设计一种新型单胞,通过参数化建模将其阵列为等杆径点阵结... 详细信息

结构功能梯度点阵模型不仅有优异的抗压及吸能特性,而且能够达到轻量化的效果,因而被广泛运用在机械、车辆、航空航天等领域。受蝴蝶蝶翼几何形状的启发,结合菱形正十二面体单胞,设计一种新型单胞,通过参数化建模将其阵列为等杆径点阵结构,并设计相应的梯度点阵结构进行对比。以光敏树脂为原料,运用光固化增材制造技术进行结构制备。基于准静态压缩实验探究了两种点阵结构的压缩性能及吸能性能。结果表明,两种结构都以逐层塌陷的方式达到致密化,但裂纹扩展的方向相反;两种结构的单位体积应变能随着杆径及几何形状参数的增大而增加;在点阵结构尺寸相同的情况下,梯度点阵结构用料更少,但能大幅度提升比吸能。

关键词：光固化成形技术仿生结构设计梯度点阵结构压缩性能吸能性能

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部分闭合式型钢混凝土柱徐变修正模型研究

建筑结构学报 2024年第S1期 169-178页

作者：庞存均吴杰杨永华同济大学土木工程学院上海师范大学建筑工程学院

为考虑型钢对部分闭合式型钢混凝土(partially enclosed steel reinforced concrete, PESRC)柱徐变效应的影响，基于湿度扩散和混凝土徐变理论，提出考虑湿度分布的等效体表比法和徐变系数计算方法，通过参数分析揭示型钢对PESRC柱徐变... 详细信息

为考虑型钢对部分闭合式型钢混凝土(partially enclosed steel reinforced concrete, PESRC)柱徐变效应的影响，基于湿度扩散和混凝土徐变理论，提出考虑湿度分布的等效体表比法和徐变系数计算方法，通过参数分析揭示型钢对PESRC柱徐变特性的影响规律。以上海中心大厦PESRC巨型柱为研究对象，通过参数拟合提出适用于PESRC柱的修正徐变模型。研究结果表明：采用截面外围形状计算体表比无法反映PESRC柱的湿度散失速率，不能用于计算PESRC柱的徐变系数；PESRC柱的徐变系数与含钢率、封闭区域面积、截面尺寸、环境相对湿度以及混凝土强度呈负相关关系；现有的徐变预测模型高估了PESRC柱的徐变变形，提出的修正CEB-FIP (2010)模型考虑型钢对混凝土徐变效应的影响，能有效预测PESRC柱的徐变变形。

关键词：型钢混凝土柱部分闭合式徐变修正模型等效体表比

公路转弯段线形指标对混凝土护栏安全性能的影响

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 90-99页

作者：杨永红唐祖德王醇朱冠儒华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 广东省隧道工程安全与应急保障技术及装备企业重点实验室广东广州510545 长沙理工大学公路工程教育部重点实验室湖南长沙410114

公路转弯段的线形设计指标对护栏的安全性能有重要影响。文中基于路侧安全领域广泛使用的有限元软件LS-DYNA,通过模拟和实车试验对比验证模型的有效性,建立货车与混凝土护栏复杂碰撞试验模型,模拟计算得到车辆碰撞护栏的详细动画,作为... 详细信息

公路转弯段的线形设计指标对护栏的安全性能有重要影响。文中基于路侧安全领域广泛使用的有限元软件LS-DYNA,通过模拟和实车试验对比验证模型的有效性,建立货车与混凝土护栏复杂碰撞试验模型,模拟计算得到车辆碰撞护栏的详细动画,作为平曲线路段上护栏安全性能的直观感受,将行车道半径、路面超高、车辆速度作为变量,研究和量化主要线形指标对混凝土护栏安全性能的影响。结果表明:道路半径接近与设计速度对应的极限最小半径时,车辆的翻滚角增大,车辆易碰撞护栏发生侧翻;行车道路面超高6%为混凝土护栏安全性能的临界点,采用大于6%的超高会使车辆沿护栏迎撞面爬坡跃升的高度增加,车辆更容易发生侧翻,设计时应避免大超高(6%以上)和小半径极值的组合;在曲线路段,碰撞速度对护栏安全性能的影响明显,整体式货车车速达90 km/h后,发生侧翻的风险明显增加。文中研究成果可为道路曲线路段路侧的线形安全设计提供理论基础。

关键词：道路工程公路线形指标混凝土护栏碰撞试验安全性能

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型钢再生混凝土框架-再生砌块填充墙结构地震损伤分析

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西安建筑科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：高亮薛建阳杨永山东建筑大学管理工程学院西安建筑科技大学土木工程学院

为研究型钢再生混凝土框架-再生砌块填充墙结构在地震作用下的损伤演变规律,制作了6个缩尺比例为1/2.5的填充墙框架,考虑了宽高比、轴压比、拉筋间距、砌块强度和墙体高度等参数的影响,分析了填充墙框架的损伤模式、受力阶段划分以及荷... 详细信息

为研究型钢再生混凝土框架-再生砌块填充墙结构在地震作用下的损伤演变规律,制作了6个缩尺比例为1/2.5的填充墙框架,考虑了宽高比、轴压比、拉筋间距、砌块强度和墙体高度等参数的影响,分析了填充墙框架的损伤模式、受力阶段划分以及荷载-位移曲线等特性.结果表明:墙体的主要裂缝是沿对角方向形成交叉裂缝,表明墙体受剪切作用明显,框架填充墙试件的整体耗能较好,填充墙的砌筑高度、砌块的强度等级、轴压比和墙体的宽高比对框架的承载力和位移延性系数影响较大,减小拉筋间距为200mm,框架的承载力仅提高了0.31%.基于试验结果,建立了考虑变形和耗能的双参数评估模型,给了不同参数下的填充墙框架的损伤指数,研究发现,前期损伤指数相差较大,说明填充墙的破坏主要发生在前期,试件S1和试件S5(轴压比分别为0.4和0.6),损伤指数相差15.34%,表明轴压比越小,对填充墙的损伤越不利,墙体的宽高比对填充墙的损伤影响较小.

关键词：型钢再生混凝土框架再生混凝土砌块填充墙试验研究地震损伤

融合LGBM和SHAP的企业负面事件下微博用户极端情感可解释模型

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数据分析与知识发现 2024年第7期8卷 103-117页

作者：蒋建洪李梦欣桂林电子科技大学商学院桂林541004

【目的】提取用户外部刺激和认知评价指标,构建企业负面事件下微博用户极端情感影响因素模型,利用SHAP解释各特征变量的影响。【方法】基于认知情感理论、社会影响理论、情感评价模型、LDA模型、扎根理论确定外部刺激和认知评价指标,并... 详细信息

【目的】提取用户外部刺激和认知评价指标,构建企业负面事件下微博用户极端情感影响因素模型,利用SHAP解释各特征变量的影响。【方法】基于认知情感理论、社会影响理论、情感评价模型、LDA模型、扎根理论确定外部刺激和认知评价指标,并将两类指标包含的特征变量作为输入,极端情感变量作为输出,构建极端情感影响因素模型。通过4个模型性能对比,将最优模型与SHAP模型融合进行可视化展示。【结果】认知评价维度提取出7个特征变量;LGBM模型的准确率、精确率、F1值分别达到0.88、0.90、0.93,优于其他对比模型;从特征变量对微博用户极端情感产生的影响程度来看,认知评价维度普遍高于外部刺激维度,且各特征变量的影响方式有所不同。【局限】需要探索更多影响因素及更广泛的企业负面事件类型,算法性能有待提高。【结论】本研究提出的模型优化了扎根编码过程,可视化各特征变量对极端情感的影响程度、影响方向、影响大小及影响方式,可以为企业解决网络口碑负面化的问题提供理论依据。

关键词：企业负面事件 LGBM SHAP 扎根理论认知情感理论

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