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欺骗攻击下多智能体系统协同理论及水下航行器应用

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欺骗攻击下多智能体系统协同理论及水下航行器应用

作者：杨瑞祥大连海事大学

学位级别：硕士

多智能体系统协同控制理论具有广泛的应用前景,在各个领域的编队协同控制任务中占据着重要的地位,其不仅能够提高完成任务的效率,更能节约大量的时间、经济成本,成为控制领域的研究热点之一。实际应用中,多智能体系统编队的运行环境往... 详细信息

多智能体系统协同控制理论具有广泛的应用前景,在各个领域的编队协同控制任务中占据着重要的地位,其不仅能够提高完成任务的效率,更能节约大量的时间、经济成本,成为控制领域的研究热点之一。实际应用中,多智能体系统编队的运行环境往往是复杂多变的,因此,环境中的障碍物和外部扰动等问题是不可忽视的。此外,除了与障碍物发生碰撞这种物理层面的安全性问题,智能体间通信层面的安全问题也对编队造成极大的威胁。国内外学者在多智能体系统编队避免碰撞的问题上做了充分的研究,在多智能体系统的通信安全方面研究注意力主要集中在状态一致性的保持上,但是成果中少有在编队控制中将物理层面和通信层面的安全性问题综合考虑的研究。值得一提的是,智能体的状态信息(位置、速度等)大都在编队控制算法的框架下进行理想交互,但实际应用中,对于给定速度的跟踪性能必然对编队控制造成极大影响。如航海应用时,无人水下航行器对于期望速度的跟踪性能会影响编队形成和避障的效果。因此,本文针对欺骗攻击下多智能体编队及避障控制问题进行研究,首先对避障和欺骗攻击的抵抗机制进行设计,然后针对提出的算法在航海实际应用中要考虑的航速跟踪问题,对无人水下航行器的期望纵向运动航速进行跟踪控制。本文主要工作如下:(1)从理论角度:首先针对欺骗攻击下非线性多智能体编队及避障问题,在领导跟随法的控制框架下,利用神经网络技术对非线性项进行估计,采用人工势场法对避障势场进行设计,之后利用编队算法的性质设计了欺骗攻击抵抗机制,提出了欺骗攻击下编队及避障控制策略,综合考虑了多智能体编队物理层面和通信层面的安全性问题。(2)从应用角度:考虑航速跟踪性能对所提出的编队控制算法的控制效果存在影响以及要保证航速始终保持在设定的航速范围内的问题,针对无人水下航行器集群设计一种航速跟踪性能良好的控制器。利用解耦思想跟踪航行器的纵向航速。将宽度学习系统、神经网络技术和PID控制结合,实现对PID参数的在线自适应调整,从而实现对期望航速的跟踪控制目标。本文利用稳定性分析和仿真实验验证了所设计的控制策略的有效性。研究成果从理论角度出发,有助于解决协同控制系统中的多种安全性问题;从应用角度出发,对于编队任务的安全性和编队控制性能有着良好的提升。

关键词：多智能体系统避障控制欺骗攻击宽度学习系统

有机-无机杂化钨酸铋复合光催化材料的制备及其性能研究

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有机-无机杂化钨酸铋复合光催化材料的制备及其性能研究

作者：杨瑞祥东华大学

学位级别：硕士

水污染的治理关系到人类社会的生存与发展,然而传统的治理方式具有时间长、费用高、二次污染等问题。因此,具有环保性、高效性和可再生性等优势的光催化技术逐渐成为当前的研究热点。但是,大多数单一光催化剂存在对可见光响应能力差、... 详细信息

水污染的治理关系到人类社会的生存与发展,然而传统的治理方式具有时间长、费用高、二次污染等问题。因此,具有环保性、高效性和可再生性等优势的光催化技术逐渐成为当前的研究热点。但是,大多数单一光催化剂存在对可见光响应能力差、光生电子-空穴对复合率高、催化剂粉末容易聚集、难回收、循环稳定性差等问题,制约了其在实际污水处理中的广泛应用。钨酸铋(BiWO)作为当前研究最重要的光催化半导体之一,其禁带宽度较窄,对可见光有很好的响应。但是,其光生电荷复合率高、氧化电位较低以及容易聚集等问题仍然限制其发展。国内外研究者尝试采用半导体复合、贵金属沉积和元素掺杂等改性方法,虽然取得了一定成效,但是效果不尽满意。有机-无机杂化体系的构筑,是改善光催化剂光催化性能的重要策略,本论文通过引入共轭有机小分子植酸和三聚氰胺制备了有机-无机杂化半导体光催化剂PW/CN@BiWO,其中共轭有机小分子作为“桥梁”,与钨酸铋和磷钨酸作用形成Z型异质结结构,抑制了光生电荷的复合,显著地提高了光生电荷的分离效率,同时克服了BiWO光催化剂稳定性差的弊端。针对现有粉体光催化剂在液相使用中难以重复利用的问题,本论文将棉织物作为载体,制备PW/CN@BiWO/棉循环型催化材料。本论文主要围绕有机无机复合光催化的制备和结构表征、降解性能、降解机理分析以及负载型光催化材料制备及其应用性能几个方面展开,具体如下:1、有机无机杂化PW/CN@BiWO光催化剂的制备:本论文以磷钨酸、三聚氰胺、植酸和BiWO半导体为原料,通过水热法,合成了有机-无机杂化PW/CN@BiWO半导体光催化材料,研究了反应物比例、合成温度、p H值、合成时间等条件对催化剂性能的影响。研究结果表明:当PW/CN复合材料掺杂比为10%、p H值为3、温度为180℃以及制备时间为8 h时,所制备有机-无机杂化复合材料光催化性能优异。通过SEM、TEM、XRD、XPS和BET等手段对制备的PW/CN@BiWO复合催化剂的进行表征。结果表明:磷钨酸被共轭小分子包裹,与钨酸铋相互堆叠,成功的制备了大比较面积的有机无机杂化PW/CN@BiWO光催化剂2、有机无机杂化PW/CN@BiWO光催化剂的降解性能:通过降解无色的盐酸四环素(TC)、有色的活性染料(RB-19)以及重金属六价铬离子,评估PW/CN@BiWO复合催化剂的光催化性能。此外,尝试利用不同无机盐离子和不同水质配制的四环素溶液为底物进行降解来评估其实际应用中的光催化性能,结果表明所制备的PW/CN@BiWO复合材料对不同降解底物和不同条件的水质均具有高效的光催化降解性能,证明其具有潜在的应用价值。3、PW/CN@BiWO光催化剂的降解机理:通过自由基捕捉和电子自旋共振(ESR)实验,证明光催化氧化反应过程中起主要作用的活性基团是h和·O,并结合莫特-肖特基曲线得到的导带位置以及计算出的价带位置,推断其为Z型异质结的光催化机理。此外,利用三维荧光光谱和液质联用技术跟踪监测四环素的降解中间过程。4、负载型光催化剂的制备及性能分析:通过“胺-醛化反应”将上述PW/CN@BiWO复合光催化剂粉体锚固在棉织物上,用于提高光催化剂与纤维织物的结合牢度,研究结果表明:制备的复合催化功能织物具有较高的光催化效率、反应条件温和、循环使用五次后降解率保持在80%,具备较高的光催化活性,具有可重复使用和使用后无二次污染等优势。本论文的研究为解决粉末状光催化剂在溶液中易于聚集以及难以重复利用提供了新的途径和参考价值。

关键词： Bi2WO6 异质结光催化有机无机杂化光催化织物

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衢丽铁路大型岩堆的工程地质勘察与选线

铁道工程学报 2023年第10期40卷 45-48,55页

作者：王祥中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:衢丽铁路位于浙江括苍山脉西北侧,以低山、中低山为主,山势陡峻,岩堆发育,在勘察设计期间,通过测绘、物探、钻探等综合地质勘察手段,查明大型岩堆地段的工程地质条件,为后续线位的选择、工程类型设置、设计和施工提供地质资料... 详细信息

研究目的:衢丽铁路位于浙江括苍山脉西北侧,以低山、中低山为主,山势陡峻,岩堆发育,在勘察设计期间,通过测绘、物探、钻探等综合地质勘察手段,查明大型岩堆地段的工程地质条件,为后续线位的选择、工程类型设置、设计和施工提供地质资料。研究结论:(1)马村岩堆为大型岩堆,岩堆体长约300 m,宽200 m,最大厚度达32 m,体积约120万m^(3),主要成分为块石土、碎石土;(2)天然工况下整体和局部稳定安全系数均大于规范要求值1.30,暴雨工况下整体和局部稳定安全系数小于规范要求值1.15,目前岩堆属于基本稳定状态;(3)根据综合勘察结果,原线位从岩堆中部穿越,岩堆处理工程量巨大,对线位进行了局部调整,选择北侧的线位方案可有效减少岩堆对工程的影响,降低处理岩堆的工程费用;(4)本研究成果可为山区铁路岩堆地段的勘察和选线提供参考。

关键词：铁道工程岩堆勘察选线

钯催化阻转选择性C—H键活化和瞬时手性转移构筑季碳立体中心

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有机化学 2022年第12期42卷 4358-4359页

作者：陈祥祥何刚南开大学化学学院元素有机化学国家重点实验室天津300071

含有季碳中心的茚是一类重要的分子骨架,被广泛应用于生物活性分子和有机材料研发领域[1].由于茚环骨架的高张力和季碳手性中心较大的空间位阻,发展茚骨架的不对称合成方法极具挑战性.已经报道的方法中,芳烃与炔烃经历钯催化的Heck型不... 详细信息

含有季碳中心的茚是一类重要的分子骨架,被广泛应用于生物活性分子和有机材料研发领域[1].由于茚环骨架的高张力和季碳手性中心较大的空间位阻,发展茚骨架的不对称合成方法极具挑战性.已经报道的方法中,芳烃与炔烃经历钯催化的Heck型不对称[3+2]环加成反应,是最为直接高效构筑茚骨架季碳立体中心的方法.但这些方法仅限于使用预官能团化的底物,如芳基溴化物与内炔烃的不对称环加成反应(Scheme 1a)[2-5].相比之下,从芳烃底物出发经过C—H键活化的途径无疑是构建茚骨架更为实用的策略.最近,杭州师范大学材料与化学化工学院徐利文团队[6]利用肟醚导向阻转选择性C—H键活化和瞬态轴手性到中心手性转移的策略,发展了茚骨架季碳手性中心的高对映选择性合成方法(Scheme 1b).

关键词：化学化工学院手性中心环加成反应钯催化季碳生物活性分子轴手性炔烃

华南农村生活污水治理资源化利用技术工程适用性及推广应用

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环境工程学报 2024年第1期18卷 280-285页

作者：吴广祥广东省建筑设计研究院有限公司广州510010

在广州市南沙区农村生活污水治理工程中,为解决临近河涌、房屋稀疏等地形地势不适于截污纳管片区的污水治理问题,结合华南地区的气候特点和水热条件因地制宜地提出了以三级化粪池技术为基础的“三级化粪池+人工湿地+稳定塘”资源化利用... 详细信息

在广州市南沙区农村生活污水治理工程中,为解决临近河涌、房屋稀疏等地形地势不适于截污纳管片区的污水治理问题,结合华南地区的气候特点和水热条件因地制宜地提出了以三级化粪池技术为基础的“三级化粪池+人工湿地+稳定塘”资源化利用组合工艺。对组合工艺处理农村生活污水的适用条件、常规做法、工艺机理和各工序的关键设计参数进行了分析和论述,并总结了农村污水资源化利用工艺的技术要点和注意事项。实践证明分散式污水资源化与治理技术应用效果良好,是解决农村地区水污染问题的一种有效对策。

关键词：农村污水化粪池人工湿地资源化利用

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珠江流域水量分配指标管理探讨

珠江流域水量分配指标管理探讨

2023（第十一届）中国水生态大会

作者：刘艳菊杨瑞祥水利部珠江水利委员会珠江水利综合技术中心

流域性是江河湖泊最根本、最鲜明的特性,决定了必须以流域为基础单元,从流域整体出发治水管水。随着流域统一管理逐步加强,流域水量分配指标管理已成为新形势下水资源管理的必然要求。以珠江流域为例,立足南方丰水地区水资源禀赋及水量...

流域性是江河湖泊最根本、最鲜明的特性,决定了必须以流域为基础单元,从流域整体出发治水管水。随着流域统一管理逐步加强,流域水量分配指标管理已成为新形势下水资源管理的必然要求。以珠江流域为例,立足南方丰水地区水资源禀赋及水量分配指标管理实践,着力解决当前指标管理过程中存在的指标体系不完全协调、指标调整较随意等现实问题。提出了可分配水量上限和预留水量指标计算方法,为合理制订和调整水量分配指标提供参考。明确指标动态调整的适用范围,构建指标调整模式,提出了水行政主管部门、非政府部门两种调整主体的调整方式。研究可为强化在水资源刚性约束背景下珠江流域水量分配指标管理提供支撑,落实以水定城、以水定地、以水定人、以水定产。

关键词：

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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基于相似寿命模型和数据的产品可靠性评估

航空动力学报 2024年

作者：贾祥国防科技大学系统工程学院

由于装备研制的继承性和模块化，新产品通常会与已研发的产品具有较大的相似性，可以利用这些相似产品的可靠性数据评估新产品的可靠性，从而扩充信息源。针对这一问题，提出了基于相似寿命模型的可靠性评估方法，首先定义相似因子表征... 详细信息

由于装备研制的继承性和模块化，新产品通常会与已研发的产品具有较大的相似性，可以利用这些相似产品的可靠性数据评估新产品的可靠性，从而扩充信息源。针对这一问题，提出了基于相似寿命模型的可靠性评估方法，首先定义相似因子表征各相似产品与新产品的相似程度，再构造相似寿命模型描述产品的相似因子与其寿命分布参数的关系，进一步综合相似产品数据确定模型参数，最终可评估得到各个产品的可靠性。以某卫星产品为例进行可靠性分析，展示了所提出方法的应用，结果表明无论是否存在失效数据，以及是否存在新产品数据，该方法都是适用的和稳健的，并消除了现有的数据融合方法需要新产品数据的要求，且运算简单，可扩展性强，易于推广。

关键词：可靠性评估相似产品相似因子相似寿命数据综合

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基于机器视觉的物流分拣系统研究与应用

基于机器视觉的物流分拣系统研究与应用

作者：马祥祥江南大学

学位级别：硕士

随着电商、快递行业的突飞猛进,针对物流快递的分拣工作愈发繁重,传统人工分拣存在枯燥繁琐、效率低、人工成本逐年增长等问题,智能化物流作为未来物流的发展方向,将机器视觉引入分拣机器人,使分拣机器人拥有视觉感知的能力,视觉系统通... 详细信息

随着电商、快递行业的突飞猛进,针对物流快递的分拣工作愈发繁重,传统人工分拣存在枯燥繁琐、效率低、人工成本逐年增长等问题,智能化物流作为未来物流的发展方向,将机器视觉引入分拣机器人,使分拣机器人拥有视觉感知的能力,视觉系统通过获得图像信息,实时、精确地分析出物流快递的种类和位置信息,从而灵活地使分拣机器人对物流快递进行分类和放置,极大地提高物流分拣的效率。本文设计了一个基于机器视觉的物流分拣系统平台,并对其关键技术进行研究。主要研究内容如下:(1)根据眼在手外的方案搭建了基于机器视觉的物流分拣系统平台,利用Open CV程序对RGB相机进行标定,获得相机的内外参数和畸变系数,标定后相机平均误差为0.041160。同时采用基于SVD的手眼标定方法求解相机坐标系与机器人坐标系的关系矩阵,实验结果为手眼标定的结果在x、y、z三个坐标轴上的误差都在2 mm之内。(2)针对物流分拣场景下,物流快递视觉识别检测准确率低、检测速度慢等问题,本文采用基于深度学习的目标检测识别算法对物流快递进行类别检测和粗定位,为了提高目标检测识别算法的性能,对SSD目标检测算法进行改进。本文通过将主干网络VGG16修改为Mobile Net V2、采用特征融合模块、引入注意力机制等方法,设计了基于Mobile Net V2的改进SSD目标检测算法。在PASCALVOC数据集上进行训练和验证,平均准确率为82.31%,检测帧率为40.95 frame/s;在自建的物流快递数据集上进行训练与验证,得到的平均准确率达到了97.34%,检测帧率为42.84 frame/s。实验结果表明,本文改进的SSD目标检测算法具有较高的检测准确率和检测速度,能够满足物流分拣场景对准确率和实时性的要求。(3)针对传统视觉算法对物流快递的识别检测准确率低、定位精度不高等问题,本文先使用目标检测算法对物流快递进行识别和粗定位,再使用匹配定位算法获得物流快递的精确定位信息。本文对基于边缘轮廓特征的图像定位、基于多角度的模板匹配定位和基于SIFT与FLANN的匹配定位三种精确定位方法进行研究,实验结表明,基于SIFT与FLANN的匹配定位方法精确定位方法综合检测效果最好,定位误差在3个像素以内,旋转角度误差在0.1°以内,能够满足物流分拣场景下对物流快递的定位精度要求。(4)针对实际物流分拣场景,本文设计了基于机器视觉的物流分拣系统的分拣流程,进行了物流分拣系统的相机、机器人和上位机的通信建立,设计了物流分拣的分拣策略和机器人运动的轨迹规划,使用py QT、Open CV和Pytorch等框架设计了基于机器视觉的物流分拣系统验证软件。根据所搭建的基于机器视觉的物流分拣系统实验平台,进行了物流分拣实验,实验结果为:平均单个快递的分拣时间为14.38 s,平均分拣成功率为98%。实验结果表明,本文设计的基于机器视觉的物流分拣对物流快递的识别准确度较高、分拣速度较快、分拣成功率较高,验证了本文设计的物流分拣系统的可行性和有效性。

关键词：机器视觉图像处理物流分拣系统目标检测匹配定位

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超短桩处理无砟轨道深厚含砾黏土试验研究

铁道工程学报 2022年第4期39卷 26-30页

作者：王祥中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:硬塑含砾黏土属于中等压缩性黏土,深厚含砾黏土作为无砟轨道地基,其稳定性没有问题,但是如何进行地基处理,研究成果不多。按照传统观念,高速铁路无砟轨道地基遇到类似土时最大处理深度达到30 m,地基处理的费用较高,能否采用短... 详细信息

研究目的:硬塑含砾黏土属于中等压缩性黏土,深厚含砾黏土作为无砟轨道地基,其稳定性没有问题,但是如何进行地基处理,研究成果不多。按照传统观念,高速铁路无砟轨道地基遇到类似土时最大处理深度达到30 m,地基处理的费用较高,能否采用短桩等较轻的处理措施来满足工后沉降的要求,值得研究。本文拟通过超短桩处理深厚含砾黏土地基的现场原位试验,确定地基的沉降、深层沉降、侧向位移、土压力等变化规律,为高速铁路无砟轨道深厚含砾黏土地基处理积累经验。研究结论:(1)含砾黏土地基厚度26 m、路堤填高7 m,采用6 m的超短桩处理,可以在填筑到位后满足无砟轨道工后沉降的要求,采用短桩等相对较弱的地基处理方案,对于优化高速铁路中等压缩土地基处理方案意义巨大;(2)深厚含砾黏土地基的总沉降量较小,最大约为8.7 cm,其地基的沉降具有快速收敛的规律,填筑完成时发生的沉降占总沉降的比例达到84.7%~86.4%,对控制工后沉降非常有利;(3)含砾黏土短桩复合地基桩土应力比随着荷载的增加而增大,荷载稳定后桩土应力比平均值为2.9,地基土体承担了约80%的土压力;(4)本研究成果可为高速铁路中等压缩性土的地基处理提供借鉴和参考,并为相关规范的编制积累数据。

关键词：铁道工程含砾黏土超短桩地基处理试验研究