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混动无人机用高效永磁同步发电机的设计与优化

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混动无人机用高效永磁同步发电机的设计与优化

作者：遆政宪中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

混动无人机是继无人机在军事和民用领域得以广泛应用后所提出的新型动力系统的无人机。混合动力技术利用不同能量源与功率转化装置的特性,实现了无人机的双源动力优势互补,以提升无人机的垂直机动性能和续航能力。将多旋翼无人机垂直机... 详细信息

混动无人机是继无人机在军事和民用领域得以广泛应用后所提出的新型动力系统的无人机。混合动力技术利用不同能量源与功率转化装置的特性,实现了无人机的双源动力优势互补,以提升无人机的垂直机动性能和续航能力。将多旋翼无人机垂直机动性强的优势和固定翼无人机巡航距离远的优势结合,形成了目前先进的复合翼形式的无人机,将混合动力系统搭载在该型无人机上能够显著提升无人机的续航和运载性能。发电机是混合动力系统中实现机械能与电能转化的核心装置。论文研究了 50kg级混动复合翼无人机的发电系统,基于电磁理论和ANSYS Maxwell有限元仿真软件设计了一台永磁同步发电机,探究了混动复合翼无人机在垂直机动和平飞巡航两种飞行模式下的能量流动方式,设计了发电系统的拓扑结构和主电路电气系统,对所设计的发电机在48V系统电压下、7500转/分钟为额定转速,能够持续输出6kW的额定发电功率。论文对发电系统中的发动机和锂聚合物电池进行探究、机电匹配和选型,使整套发电系统具有轻量化和高功率密度。高效永磁同步发电机要求具备起发一体特性,首先,针对电机在起动和发电工况的电磁理论研究,分析动态电磁方程、稳态电磁转矩、负载压降变化率和损耗方程,计算定子电枢的尺寸满足电磁负荷以达到额定性能指标;其次,基于RMxprt插件进行永磁同步发电机极槽配合和电枢绕组结构的初始设计,同时利用数值仿真求解长径比、永磁体磁化方向长度、极弧系数和槽口宽度对发电机效率和重量的影响,得到永磁同步发电机的初始设计方案。利用Taguchi方法建立正交实验矩阵对永磁同步发电机效率和重量方面进行优化。优化后的发电机效率提升了 4.9%,重量减轻了 5.03%,损耗降低了43.64%。将RMxprt发电机模型导入ANSYS Maxwell进行有限元分析,验证发电机设计合理满足高效性。定制加工样机并进行实物验证实验。在起动和发电性能的对比测试中,验证了优化后的电机起动时的电流更小且发电功率更高;在模拟多旋翼地面台架实验中表明:经过优化设计的同步发电机在动态系统电压下具有较好的机电匹配效果;在装机试飞试验中,发电系统功率密度约为锂聚合物电池的1.25倍,能量密度高于锂聚合物电池15.4%,所设计并优化的永磁同步发电机具有高效性。

关键词：混动无人机永磁同步发电机机电匹配 Taguchi方法功率密度

基于深度学习的GNSS/INS组合导航算法研究

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基于深度学习的GNSS/INS组合导航算法研究

作者：孟宪薇吉林大学

学位级别：硕士

在现代导航系统中,全球导航卫星系统(GNSS)和惯性导航系统(INS)的组合使用已成为提高定位精度和可靠性的重要技术。GNSS能提供高精度的位置信息,但其信号在恶劣环境下易受干扰或完全丢失。相较之下,INS作为一种自主导航技术,不依赖外部... 详细信息

在现代导航系统中,全球导航卫星系统(GNSS)和惯性导航系统(INS)的组合使用已成为提高定位精度和可靠性的重要技术。GNSS能提供高精度的位置信息,但其信号在恶劣环境下易受干扰或完全丢失。相较之下,INS作为一种自主导航技术,不依赖外部信号,可以在GNSS信号不可用时持续提供导航信息,但其导航精度会随着传感器误差的累积而降低。GNSS与INS组合导航通过互补各自的优势和缺点,提高了在不同环境下的导航性能。然而,在长时间面临GNSS信号不可用的情况下,如何保持组合导航的高精准度,成为当前研究中的重要课题,具有深远的研究意义。针对上述问题,本文基于深度学习研究GNSS/INS组合导航算法。首先,针对惯性传感器信号中存在噪声影响组合导航精度问题,本文提出新的小波阈值去噪函数对信号去噪。其次,本文引入双向循环神经网络(BRNN)作为算法的核心架构,并通过集成卷积神经网络(CNN)、通道注意力机制以及自注意力机制,对BRNN进行了深入优化。在这一架构中,CNN模块负责从输入的时间序列数据中提取局部特征,随后,通道注意力机制动态调整各特征通道的重要性,强化了模型对关键信息的捕获与识别能力。BRNN利用其双向处理能力,全面捕捉时间序列数据的前向和后向依赖,提高模型对时间序列动态的理解。最后,自注意力机制对BRNN的输出优化,通过计算序列内各元素间的相互影响,加强了模型对时间序列的全局认识,提高了预测的准确性和效率。在GNSS信号可用时,优化后的神经网络(double Att-CBRNN)寻找惯性传感器测量的比力、角速度、INS速度以及姿态与GNSS位置增量之间的关系。在GNSS信号不可使用时,double Att-CBRNN辅助INS系统导航,减少INS时间累积误差。本文针对研究内容设计了实验。本文首先验证了新小波阈值去噪函数有效性,再使用去噪后的信号数据来验证基于深度学习的GNSS/INS组合导航算法的性能。为了评估double Att-CBRNN算法的性能,本文将此算法与LSTM算法、MLP算法以及GINN算法进行了对比实验。通过对比不同算法在GNSS信号中断情境下的导航精度进行比较分析,实验结果证明,相比于其他三种算法,double Att-CBRNN算法在提高组合导航精度方面更具优势。此外,本文还深入分析了double Att-CBRNN算法的内部结构及其优势,对其进行了消融实验。本文通过系统性地移除double Att-CBRNN模型内部的通道注意力机制与自注意力机制组成的双重注意力机制,来对比去除该机制前后模型在预测性能上的差异。实验结果表明,双重注意力机制在增强模型预测能力方面发挥着关键的作用。

关键词：深度学习组合导航双循环神经网络小波阈值去噪卷积神经网络注意力机制

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无线紫外光协作无人机通信覆盖中继部署算法

无线紫外光协作无人机通信覆盖中继部署算法

作者：艾晨宇西安理工大学

学位级别：硕士

近年来,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,U AV)在现代通信网络中扮演着越来越重要的角色,尤其是在灾难后的通信恢复、军事通信以及偏远地区的通信。无线紫外光通信具有抗干扰能力强、保密性好等特点,适合在特定的军事和紧急通信场景中使... 详细信息

近年来,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,U AV)在现代通信网络中扮演着越来越重要的角色,尤其是在灾难后的通信恢复、军事通信以及偏远地区的通信。无线紫外光通信具有抗干扰能力强、保密性好等特点,适合在特定的军事和紧急通信场景中使用,传统的紫外光通信设备部署成本高且不易于调整,限制了其应用范围。无人机的灵活性为解决这一问题提供了新的可能,通过无人机搭载紫外光通信设备,可以动态调整无人机的位置,以应对不同的通信需求和环境变化,结合紫外光通信技术,无人机可以有效地提高网络的覆盖范围和数据传输质量。本文针对复杂环境中无线紫外光协作无人机通信覆盖与中继部署问题,为不同的应用场景建立紫外光通信模型,分别研究了无线紫外光协作的无人机通信覆盖算法与中继部署算法。主要的研究内容如下:(1)在强电磁干扰环境下利用无人机覆盖地面用户从而提供通信服务。在无人机与用户之间构建了稳定且难以被探测的通信链路。提出了一种基于局部密度的K-means聚类覆盖算法,首先改进了传统K-means算法的损失函数,在最小化平方误差的基础上增加无人机的连通度项,保证满足覆盖率的前提下使得无人机基站处于连通状态,其次提出了局部密度的定义公式,并通过一个启发式决策函数来确定初始簇中心的选择,通过仿真验证了不同用户分布场景下算法的性能,仿真结果表明经过该启发函数选择的初始簇中心的初始覆盖率增加了 31.6%,相比标准K-means算法和FSFDP算法本文所提算法覆盖率提高了 7.2%和 4.3%。(2)针对复杂战场环境中的远距离通信问题,通过灵活部署中继无人机为远距离节点间建立稳定可靠的通信链路。利用无线紫外光辅助无人机间通信,建立无线紫外光串行多跳中继通信模型,并提出了基于路径损耗的中继选择策略,保证在满足紫外光通信链路稳定性的条件下选择最少数量的中继无人机从而减小能量消耗。考虑中继无人机的轨迹规划问题,利用改进的粒子群算法在避开障碍物的前提下搜索中继无人机的最优部署位置,从而构建紫外光多跳中继通信链路,同时考虑部署距离代价,障碍物威胁代价和通信代价,通过仿真验证了存在障碍物场景下的无人机中继部署,实现源节点到目的节点的可靠通信。实验结果表明,最终部署与初始部署相比紫外光通信路径损耗降低了 12.5%;当发射光功率为50mW时,系统频谱效率与同类算法相比增加了 48.9%。综上所述,本文将无线紫外光通信与无人机辅助通信相结合,通过智能算法有效提升了通信覆盖性能和通信链路的可靠性。为无人机在复杂环境下的应用提供了坚实的理论和实践基础,展示了无人机技术在未来通信网络中的广泛应用潜力。

关键词：无人机无线紫外光通信通信覆盖中继部署

新型近红外半胱氨酸荧光和光声探针的构建及其生物应用

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新型近红外半胱氨酸荧光和光声探针的构建及其生物应用

作者：艾思欣广西大学

学位级别：硕士

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基于对抗训练的软测量关键技术研究

基于对抗训练的软测量关键技术研究

作者：张稣艾西北师范大学

学位级别：硕士

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社会学制度主义对欧洲一体化的理解与启示

教学与研究 2024年第5期 96-107页

作者：房乐宪方婧懿中国人民大学欧洲问题研究中心北京100872 布鲁塞尔自由大学

社会学制度主义是欧洲一体化理论中具有代表性的社会学路径,旨在描述和解释社会行为、文化背景、认知框架和规范对欧盟成员国和欧洲组织机构演进的影响,并提出社会化、适当性逻辑、同构性等具有社会学意义的概念。它与社会建构主义共享... 详细信息

社会学制度主义是欧洲一体化理论中具有代表性的社会学路径,旨在描述和解释社会行为、文化背景、认知框架和规范对欧盟成员国和欧洲组织机构演进的影响,并提出社会化、适当性逻辑、同构性等具有社会学意义的概念。它与社会建构主义共享许多假设,在认同问题上具有独特解释优势。当然,该理论也面临挑战,需要进一步阐明制度影响行为的内生性机制,并尝试衡量文化认知因素的影响程度;此外,它更突出制度规范的稳定性,而相对忽视了社会互动对制度的塑造和制度的灵活性,从而暴露出社会学制度主义在解释制度变迁上的限度。因此,深入思考社会学制度主义的内涵特征对理解当下欧洲一体化发展态势仍具重要参照意义。

关键词：欧洲一体化社会学制度主义新制度主义建构主义

红色旅游地景观价值感知对游客国家认同的影响研究 ——兼顾代际差异的作用

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红色旅游地景观价值感知对游客国家认同的影响研究 ——兼顾代际...

作者：顾艾婕上海师范大学

学位级别：硕士