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基于转向与主动横摆力矩协调的四轮驱动智能电动汽车路径跟踪控制

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机械工程学报 2021年第6期57卷 142-155页

作者：梁艺潇李以农 KHAJEPOUR Amir 郑玲重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 滑铁卢大学机械与机电工程学院加拿大滑铁卢N2L 3G1

为提高智能汽车的路径跟踪能力,并保证其在极限工况下的动力学稳定性,以四轮驱动智能电动汽车为研究对象,根据转向和主动横摆力矩(Direct yaw moment,DYC)系统的特点分别设计控制律进行协调控制。首先,针对汽车在转向过程中轮胎侧偏刚... 详细信息

为提高智能汽车的路径跟踪能力,并保证其在极限工况下的动力学稳定性,以四轮驱动智能电动汽车为研究对象,根据转向和主动横摆力矩(Direct yaw moment,DYC)系统的特点分别设计控制律进行协调控制。首先,针对汽车在转向过程中轮胎侧偏刚度的不确定性,利用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)理论构造可实现系统区域极点配置的鲁棒控制器,并研究其求解方案。然后,采用分层架构设计主动横摆力矩的控制律;其中,上层控制器通过车-路运动学关系,基于线性时变模型预测控制(Linear-time-varying model predictive control,LTV-MPC)计算期望横摆角速度;下层采用基于双曲正切趋近函数的滑模控制计算主动横摆力矩,为了在提高跟踪精度的同时确保汽车动力学稳定性,在滑模面中引入质心侧偏角的控制权重,其大小根据质心侧偏角稳定性相图确定。考虑到在大多数常见工况中,转向系统单独作用就已经可以取得良好的控制效果,对主动横摆力矩系统设置激活机制,使其仅在转向系统被判定难以完成当前控制目标时才介入,避免了正常工况下的非必要激活引起的耗能。最后,通过Simulink-CarSim联合仿真进行了算法验证,结果表明,即使在较极端的工况下,所提出的控制方法仍然能保持良好的循迹控制效果,并且可以很好地确保汽车的动力学稳定性。

关键词：智能汽车四轮驱动电动汽车路径跟踪控制主动横摆力矩协调控制

基于最小模型误差估计的智能汽车路径跟踪控制

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汽车工程 2021年第4期43卷 580-587页

作者：任玥冀杰赵颖梁艺潇郑玲西南大学工程技术学院重庆400715 重庆大学汽车工程学院重庆400044

为提高分布式驱动电动智能汽车在自主循迹过程中关键参数的估计精度并降低模型不确定性对控制系统鲁棒性的影响,本文中提出了一种基于观测器的自适应滑模路径跟踪控制策略。首先,针对难以直接精确测量的车辆纵、侧向速度,建立了5输入3输... 详细信息

为提高分布式驱动电动智能汽车在自主循迹过程中关键参数的估计精度并降低模型不确定性对控制系统鲁棒性的影响,本文中提出了一种基于观测器的自适应滑模路径跟踪控制策略。首先,针对难以直接精确测量的车辆纵、侧向速度,建立了5输入3输出3状态的状态估计系统,并采用最小模型误差准则以降低估计过程轮胎的非线性特性带来的观测模型误差。接着,基于运动学模型,计算出了路径跟踪期望横摆角速度响应,并采用自适应滑模算法实现主动转向控制。考虑线控转向系统的潜在失效风险,引入径向基神经网络对系统不确定性进行在线估计。同时,设计了直接横摆稳定控制器并采用最优转矩分配策略,进一步提高车辆的稳定性。最后,对车辆状态估计和路径跟踪进行了Carsim/Matlab联合仿真,结果表明:基于最小模型误差准则的观测器能取得较可靠的估计结果,路径跟踪控制器能保证车辆具有较好的跟踪精度和鲁棒性。

关键词：路径跟踪最小模型误差自适应滑模控制径向基神经网络

A-STEM理念下中学美术课程开发与实践研究——以《光与影的艺术—皮影戏》校本课程为例

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A-STEM理念下中学美术课程开发与实践研究——以《光与影的艺术—...

作者：梁艺潇西南大学

学位级别：硕士

STEAM(科学、技术、工程、艺术、数学)是新世纪以来全球流行的一种教育理念,它强调跨学科、项目式合作探究和实际体验,旨在引导学生运用多学科知识解决真实问题,注重学生高级认知的培养。近年来,随着互联网+,AI+时代的来临,教育、经济... 详细信息

STEAM(科学、技术、工程、艺术、数学)是新世纪以来全球流行的一种教育理念,它强调跨学科、项目式合作探究和实际体验,旨在引导学生运用多学科知识解决真实问题,注重学生高级认知的培养。近年来,随着互联网+,AI+时代的来临,教育、经济全球化趋势不断增强,社会对于复合型人才的需求与日俱增,我国人才培养方向开始转向培养综合化、具备二十一世纪素养的人。2016年,我国基础教育课程改革进入核心素养时代,同时国家对课程人文艺术性(Arts)有了更多的重视。基于STEAM理念变革而来的A-STEM理念应运而生,A-STEM理念在STEAM学科融合的基础上更加注重人文的引领,强调人文艺术与科学的深度融合。这一理念与我国当前“立德树人”的教育根本任务,素质教育及审美教育的教育目标有着极强的共通性,且与核心素养培养所提倡的“跨学科、综合性探索”要求不谋而合。基于此,A-STEM理念开始融入到我国中小学各类学科教育中,部份一线教师开始积极尝试进行A-STEM理念下的课程开发和探索。对于中学美术课程而言,无论是美术课程价值的彰显,还是课程资源的开发实践,都需要美术教师具备先进的教育理念。笔者作为中学美术教师,及时领悟A-STEM理念,并基于这一理念进行中学美术课程的开发和实践工作,制作了校本课程《光与影的艺术——皮影戏》。本文对中学美术学科校本课程《光与影的艺术——皮影戏》的开发利用过程进行了阐述,包括校本课程设计的整体理念与目标、设计过程以及教学实施效果,并对教学中存在的问题进行了反思。课程通过引导学生综合运用人文艺术、科学、技术、工程、数学方面的知识,制作皮影影人、合作演绎皮影戏、拍摄皮影视频,增强学生审美、信息整合、团队合作、技术运用、实践创新等方面的能力,同时也拉近了学生和非物质文化遗产之间的距离,提高了学生热爱传统文化、传承传统文化、发扬传统文化的意识。用校本课程开发的形式在美术学科领域中开展A-STEM教育理念运用的探索,不仅能够培养学生的美术学科核心素养,还能有效促进美术教师在教学方式的创新、教师和教学资源的整合以及教师综合教学能力的提升。在美术学科中融入A-STEM教育理念并进行更加深入的本土化,是一个值得长期研究和实践的课题,还有待更多的美术教师进行积极的探索。

关键词：美术课程 A-STEM理念校本课程皮影戏课程开发

酵母和脂多糖诱导的小鼠不同体温变化的调控机制探究

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酵母和脂多糖诱导的小鼠不同体温变化的调控机制探究

作者：梁艺潇山东大学

学位级别：硕士

研究背景:肥胖已成为全球范围内重要的公共健康问题,是非传染性疾病的主要风险因素之一,因此,探究肥胖的成因及干预措施成为迫在眉睫的任务。热量摄取过量或消耗不足所造成的能量不平衡,是造成肥胖的根本原因。既往的减肥重点是增加运... 详细信息

研究背景:肥胖已成为全球范围内重要的公共健康问题,是非传染性疾病的主要风险因素之一,因此,探究肥胖的成因及干预措施成为迫在眉睫的任务。热量摄取过量或消耗不足所造成的能量不平衡,是造成肥胖的根本原因。既往的减肥重点是增加运动和减少摄食,但由于依从性差和再复发风险高,使得实际结局并不理想。目前,药理学干预肥胖已成为新的重要方向,通过药物或其他方法抑制脂肪吸收或增加能量消耗以达到减肥目的。而通过提高机体基础代谢和适应性产热是最有效和最关键的增加能量消耗的途径之一,其中升高体温和降低环境温度以增加基础代谢和适应性产热导致的能量消耗是有效减肥方法之一。有研究表明,核心温度每升高1℃,基础代谢率增加10%-13%;环境温度每降低1℃,机体需要消耗46.3 kcal/m2/d。因此,体温调控机制的探究对于寻找干预肥胖的新思路和新途径显得尤为重要。感染引起的发热反应是机体在应对外界环境刺激时大脑调控体温升高的结果,在这个过程中,各系统活动增加,基础代谢消耗和适应性产热均显著增加。下丘脑视前区(the Preoptic area,POA)是体温调节中心,主导因环境温度改变和感染引起的体温调控,其中内侧视前区(the medial Preoptic area,MPA)、外侧视前区(the lateral Preoptic area,LPO)、腹内侧视前区(the ventral medial Preoptic area,VMPO)、中位视前核(the median Preoptic nucleus,MnPO)、内视前区(the medial Preoptic area,MPO)和腹侧视前区(the ventrolateral Preoptic area,VLPO)参与其中。目前认为不同病原体引起的发热在外周和中枢的机制是相似的,但临床上发现细菌感染可导致短暂的高热或低体温,真菌感染则引起持久反复的低水平发热,未发现低体温现象。临床观察和实验研究均表明细菌引起的发热向低体温这一转变与低环境温度相关,并且是预后差的征兆。然而为什么真菌性发热容易持久反复,真菌感染是否也会依赖环境温度引起低体温,细菌和真菌引起体温表现差异的机制是什么,均不清楚。这些体温差异调控机制的解析有助于理解体温调控的过程,为干预肥胖提供新的靶点和思路。研究方法:1.实验动物:C57BL/6N雄性小鼠(八周),12 h:12 h的暗-光环境、自由饮食、22℃和50%湿度条件下适应一周,所有注射统一在早晨9:00。2.动物模型:50μg/kg革兰氏阴性细菌脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)溶液经尾静脉注射以诱导细菌感染性体温变化;20%安琪酵母混悬液以10 mL/kg剂量经颈背部皮下注射以诱导真菌感染性体温变化,分为实验前禁食12 h和全程自由饮食两组。对照组用相同方式注射同体积的生理盐水。实验动物分为LPS组、酵母组、盐水组。3.测温方法:直肠测温仪、腹腔微芯片遥测、红外成像仪分别监测小鼠直肠温度、腹腔核心温度、背部皮肤和尾部温度及肩胛区产热情况。4.免疫印迹技术:检测小鼠肩胛区棕色脂肪组织解耦连蛋白(Uncoupling protein-l,UCP-1)和酪氨酸羟化酶(Tyrosine Hydroxylase,TH)的表达水平,以评估棕色脂肪组织的产热情况。5.发热率的计算:汇总所有LPS和酵母诱导体温变化的结果,比较三种不同的测温方法对LPS和酵母致热性的影响。6.分别在30℃、26℃和22℃环境温度下,比较LPS和酵母诱导小鼠的体温变化。7.免疫组织化学染色:体温升至最高或最低点时,完整剥离小鼠脑组织,采集4个30μm厚的冠状脑切片(Bregma 0.38 mm-0.02 mm),监测下丘脑POA区c-Fos的表达情况,并用Adobe photoshop和Image Fiji等软件将脑图谱合并到全脑染色图,划分大脑区域,计数下丘脑POA区及其各核团的c-Fos+细胞数量。8.统计学处理:使用IBM SPSS 22.0软件统计、分析实验数据。采用双尾非配对学生t检验对不同组进行比较。*P<0.05,**P<0.01表示有统计学差异,所有结果均以平均数±标准误(Mean±SEM)表示。结果:***诱导小鼠体温变化实验发现:较低浓度LPS和较高环境温度更容易诱导小鼠发热;50 μg/kg的LPS可引起小鼠直肠温度、腹腔核心温度、背部红外温度均升高,最高升温值分别为1℃、3℃、2℃;体温峰值均出现在注射后4h。2.酵母诱导小鼠体温变化结果发现:真菌性发热不受饮食状态影响,酵母诱导禁食组和自由饮食组小鼠直肠温度和背部红外温度升高2℃、腹腔核心温度升高3℃;禁食组直肠或背部红外温度未检测到峰值,核心温度峰值出现在注射后5 h;自由饮食组直肠温度、核心温度、背部红外

关键词：体温调控脂多糖酵母环境温度下丘脑视前区

体育舞蹈对中老年女性超重与肥胖者健身效果的研究

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体育舞蹈对中老年女性超重与肥胖者健身效果的研究

作者：梁艺潇河南大学

学位级别：硕士

研究目的：当今社会物质文明高度发展,人们生活水平日益提高,肥胖已成为现代社会的“文明病”之一。超重与肥胖是诱发心血管系统疾病的危险因素，与众多慢性疾病的发生密切相关，极大的威胁人们的健康。肥胖在中老年女性中发病率最高，... 详细信息

研究目的：当今社会物质文明高度发展,人们生活水平日益提高,肥胖已成为现代社会的“文明病”之一。超重与肥胖是诱发心血管系统疾病的危险因素，与众多慢性疾病的发生密切相关，极大的威胁人们的健康。肥胖在中老年女性中发病率最高，肥胖与超重中老年女性成为糖尿病、高血压、高血脂以及心血管疾病的高发人群。如何预防各种心血管疾病、延缓机能衰退已经成为中老年女性肥胖与超重者的健康问题的研究重点。体育舞蹈在现在的文明社会中作为一项新兴的体育与艺术相结合的体育项目，它集运动、艺术、娱乐于一体，是一种高雅的活动。随着全民健身热潮的兴起，体育舞蹈因其娱乐性、锻炼性强,自传入中国短短几十年里，已经有了深厚的群众基础。体育舞蹈其类型、风格多样性，不受场地与人数限制，适应了大众健身的不同要求。本课题主要以肥胖与超重的中老年女性为研究对象，通过体育舞蹈所达到的健身效果进行研究，为体育舞蹈改善中老年女性超重与肥胖者的体质健康提供一定的理论依据。研究方法：本课题选取开封市中老年女性人群中超重与肥胖者实验志愿者60人作为实验对象，随机分为实验组与对照组。实验期间实验组30人每周锻炼三次，每次锻炼60min，实验持续16周;对照组不进行任何干预。采用文献法、逻辑分析法、实验法、数理统计与分析法对实验前后数据进行分析对比。研究结果：（1）经过16周有规律的体育舞蹈锻炼能够使中老年女性超重与肥胖者体重明显减轻，BMI值降低，皮下脂肪减少，腰腹部脂肪堆积现象明显得到改善，塑身效果明显。（2）实验后，实验组安静心率降低、血压偏高现象改善、台阶指数上升，实验者心血管系统得到有效锻炼;肺活量大幅度增加，供能能力提高。体育舞蹈能够有效提高中老年女性超重与肥胖者的心血管系统与呼吸系统机能，增强机体氧供能力。(3)实验后柔韧素质与灵敏素质提高幅度较大，力量素质变化幅度较小。(4)16周有规律体育舞蹈锻炼后血糖血脂偏高现象得到一定程度的优化与改善，血脂大幅度下降，实验前后存在极显著性差异，高密度脂蛋白胆固醇浓度有所上升。表明体育舞蹈锻炼能够预防肥胖与超重中老年女性心脑血管疾病的发生。(5)16周的体育舞蹈锻炼后，症状自评量表-SCL90测试结果显示被测试者躯体化、强迫症状、人际关系敏感、抑郁、焦虑、敌对性、恐怖、偏执八个因子出现极显著性改善，说明体育舞蹈对负性心境和抑郁状态产生积极作用。研究结论:中老年女性超重与肥胖者长期有规律参加体育舞蹈锻炼能够有效减轻并控制体重，有效改善机体心血管与心肺功能，改善血糖血脂异常，提高机体能力。而且能够陶冶中老年女性情操，改善其心境，促进其身心健康发展。因此，体育舞蹈是一项适合中老年女性肥胖与超重者日常锻炼的运动。

关键词：体育舞蹈中老女性肥胖与超重健身效果

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基于动力学解耦的紧急工况循迹跟踪控制研究

汽车工程 2023年第6期45卷 997-1009页

作者：余颖弘黄利李以农郑玲周佳梁艺潇中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044

针对紧急工况下车辆纵横向动力学耦合导致传统轨迹跟踪方法精度下降的问题,提出解耦循迹跟踪算法,该算法在利用动力学解耦消减耦合负效应的基础上,通过跟踪车辆目标运动状态实现运动轨迹的间接跟踪。首先,基于理论推导与仿真,探究了车... 详细信息

针对紧急工况下车辆纵横向动力学耦合导致传统轨迹跟踪方法精度下降的问题,提出解耦循迹跟踪算法,该算法在利用动力学解耦消减耦合负效应的基础上,通过跟踪车辆目标运动状态实现运动轨迹的间接跟踪。首先,基于理论推导与仿真,探究了车辆纵横向动力学耦合成因及其对循迹跟踪精度的影响;然后,通过修正传统3自由度车辆动力学逆系统构型确定其接口,利用随机数据集训练反馈前向神经网络(BPNN)模型以获取车辆平面运动逆系统;最后,设计基于目标运动轨迹的目标运动状态逆解算模型与基于纯跟踪思想的目标轨迹修正模型,将逆系统解耦方法应用于长航程循迹跟踪任务中。仿真与实验结果说明解耦循迹跟踪作为一种全新的跟踪方法,不仅可以完成跟踪任务,且通过与传统循迹跟踪方法对比,在耦合工况下所提出的方法具备更高的跟踪精度。

关键词：紧急工况逆系统动力学耦合循迹跟踪解耦

基于自适应模型预测的智能汽车横向轨迹跟踪控制

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中国公路学报 2022年第7期35卷 305-316页

作者：张志达郑玲张紫微李以农梁艺潇重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

当路面附着情况和车辆行驶状态不断变化时,基于恒定侧偏刚度的模型预测控制(MPC)不能考虑轮胎非线性特性的影响,难以保证车辆轨迹跟踪的适应性。为此,提出一种考虑轮胎侧向力计算误差的自适应模型预测控制(AMPC),以提高智能汽车在不确... 详细信息

当路面附着情况和车辆行驶状态不断变化时,基于恒定侧偏刚度的模型预测控制(MPC)不能考虑轮胎非线性特性的影响,难以保证车辆轨迹跟踪的适应性。为此,提出一种考虑轮胎侧向力计算误差的自适应模型预测控制(AMPC),以提高智能汽车在不确定工况下的轨迹跟踪性能。分析了路面附着系数和垂向载荷对轮胎侧向力的影响,基于平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法,设计了利用侧向加速度和横摆角速度作为测量变量的前后轮胎侧向力估计器。利用轮胎侧向力线性计算值与估计值的差值计算得到侧偏刚度修正因子,设计了前后轮胎侧偏刚度的自适应修正准则,进而提出了一种基于时变修正刚度的AMPC控制方法。基于CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真和硬件在环测试平台,对AMPC控制的有效性和实时性进行了验证。研究结果表明:在不同的路面附着情况和车辆行驶状态下,AMPC控制都能够降低横向位置偏差和航向角偏差,有效提高车辆的轨迹跟踪精度,其控制效果明显优于基于恒定侧偏刚度的标准MPC控制。尤其在低附着工况下,标准MPC控制会因为线性轮胎力的计算误差过大而导致车辆在轨迹跟踪时严重失稳,而AMPC控制通过估计轮胎力修正侧偏刚度依然能够保证车辆稳定有效的跟踪参考轨迹。所提出的AMPC控制在保证控制精度的同时具有良好的实时性,对智能汽车控制系统的设计与优化具有重要参考价值。

关键词：汽车工程轨迹跟踪控制自适应模型预测轮胎侧向力估计平方根容积卡尔曼滤波

学术引用视角下我国政府信息公开政策及其研究的互动关联分析

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情报学报 2023年第6期42卷 690-701页

作者：翟羽佳许佳梁艺潇武汉大学信息管理学院武汉430072 天津师范大学管理学院天津300387

本文旨在从学术引用的视角出发,以政府信息公开政策及其学术研究成果为研究对象,从主题、引文和关联三个维度,对我国政府信息公开政策及其相关的社会科学研究的交互影响关系进行分析。研究结果表明,在主题维度上,我国学者对政府信息公... 详细信息

本文旨在从学术引用的视角出发,以政府信息公开政策及其学术研究成果为研究对象,从主题、引文和关联三个维度,对我国政府信息公开政策及其相关的社会科学研究的交互影响关系进行分析。研究结果表明,在主题维度上,我国学者对政府信息公开问题的研究主题和研究内容的关注焦点较为分散,并随着不同政策颁布的时间节点而迁移。在引文维度上,研究者主要通过直接引用的方式,在施引文献的引言和综述/方法/分析过程中,将政策或政策内容作为背景信息或理论依据进行引用。对《中华人民共和国政府信息公开条例》内容的引用主要集中在施引文献的前三章,具体表现为对政府信息公开的主体、范围、方式和程序四类条款内容的引用。在关联维度上,本文通过引用耦合关系构建了政府信息公开政策共现网络。研究结果显示,《中华人民共和国政府信息公开条例》和《中华人民共和国档案法》《中华人民共和国保守国家秘密法》《中华人民共和国宪法》的共现次数最多。此外,受关注程度较高的政策内容主要集中在两个方面:一是对不同政策内某一具体条款内容是否存在问题进行探讨,二是对不同政策中相关条款内容之间的关联关系进行理论辨析,其关联关系主要表现为相互支持和相互矛盾两种。

关键词：政府信息公开公共政策学术引用关联性分析

排球运动在安阳市高中开展存在的问题及对策研究

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科技信息 2011年第18期 265-266页

作者：梁艺潇河南大学体育学院

本文运用文献资料法,问卷调查法,座谈访问法等研究方法,对安阳市高中生参与排球运动所遇到的问题进行了深入剖析,旨在解决排球运动在安阳市高中开展遇到的问题,以激发高中生参与排球运动的兴趣,让学生从中体验到排球运动的乐趣,为培养... 详细信息

本文运用文献资料法,问卷调查法,座谈访问法等研究方法,对安阳市高中生参与排球运动所遇到的问题进行了深入剖析,旨在解决排球运动在安阳市高中开展遇到的问题,以激发高中生参与排球运动的兴趣,让学生从中体验到排球运动的乐趣,为培养其终身体育能力提供了理论依据与实践经验,最终达到锻炼身体、促进健康的目的,进一步推动排球运动在安阳市的开展。

关键词：安阳市高中排球运动问题对策研究