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基于神经网络的PID算法在加热炉温度控制中的应用研究

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基于神经网络的PID算法在加热炉温度控制中的应用研究

作者：葛朋东北大学

学位级别：硕士

加热炉是冶金企业最主要的耗能设备,其自动控制策略是过程控制领域内的一个重要的研究方向。如何利用自动控制系统确保钢坯的加热质量、节约加热炉的能耗、确保燃烧系统的最佳燃烧、延长加热炉设备的寿命以及降低对环境的污染一直是该... 详细信息

加热炉是冶金企业最主要的耗能设备,其自动控制策略是过程控制领域内的一个重要的研究方向。如何利用自动控制系统确保钢坯的加热质量、节约加热炉的能耗、确保燃烧系统的最佳燃烧、延长加热炉设备的寿命以及降低对环境的污染一直是该研究领域要致力解决的问题。本文以上海第三钢铁厂连续式加热炉的控制系统设计为背景,首先介绍了加热炉计算机控制的发展现状以及连续式加热炉控制功能设计要求;其次,在对加热炉控制系统的主要研究内容进行分析的基础上,介绍了主要的功能设计;然后,对加热炉温度变化的具有时变性的、多扰动的非线性随机过程进行了分析。着重研究了神经网络与PID控制融合的可行性,提出了一种复合式控制方案—基于神经网络的PID控制算法,并将此算法在动、静态特性、鲁棒性和抗干扰特性方面与PID控制进行了仿真比较。仿真结果表明,本文所采用的算法能获得较强的鲁棒性、抗干扰性和满意的控制品质;本文的最后对上钢三厂的DCS控制系统的结构、所使用的Genesis32和T103单元产品、上位机画面、下位机的程序都分别加以阐述。

关键词：连续式加热炉神经网络控制 PID控制仿真

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ZLSD公司辅业板块战略转型研究

ZLSD公司辅业板块战略转型研究

作者：葛朋山东理工大学

学位级别：硕士

自建国以来,我国在国有企业改革上,经历了企业自治、企业下放、扩大企业自主经营权、承包制等多个阶段的探索和试错,以及九十年代的放开搞活中小国有企业、开展租赁经营,进行公司制改造、建立现代企业制度,国有企业改革在艰难中一步一... 详细信息

自建国以来,我国在国有企业改革上,经历了企业自治、企业下放、扩大企业自主经营权、承包制等多个阶段的探索和试错,以及九十年代的放开搞活中小国有企业、开展租赁经营,进行公司制改造、建立现代企业制度,国有企业改革在艰难中一步一步向纵深推进,国有企业的活力和市场竞争力得到一定提高。但是,困扰国有企业生存和发展的一些深层次问题仍然没有解决,国有企业效率低下、竞争力不强的局面没有根本改变。国有企业普遍存在产权结构单一,“大而全、小而全”,企业办社会负担沉重等现象,大量富余人员没有得到较好的安置,下岗职工的再就业率逐年下降,社会和企业压力不断增大。本人就职的ZLSD公司是一家建成60年的老国企,自2008年以来,ZLSD公司生存经营逐渐步入困境,在实施内部挖潜增效、运营转型等诸多管理手段后,经营状况仍未见起色,尤其是辅业板块成为制约主业生存和发展的绊脚石。目前,基于本质脱困的迫切需要,ZLSD公司正准备推行辅业板块的战略转型,以“主辅剥离、辅业改革、产业升级”等为手段,就机制体制、组织机构、经营模式、人力配置等方面实施变革,为减轻企业负担、做强做优主业奠定基础,重塑企业核心竞争力。本文首先通过国内外文献资料从战略转型研究动因方面介绍国内外战略转型研究成果,并分别从企业生命周期理论、竞争优势理论、企业边界理论和国企改革改制政策四个方面出发,论述企业战略转型等相关问题,为论文研究建立系统的理论依据。其次本文将对ZLSD公司进行简要分析,包括现有的组织架构,辅业板块的构成及主要职能,以及辅业板块的经营状况等。再次,文章将运用SWOT矩阵分析,得出ZLSD公司辅业板块战略转型的定位、目标,以及保证战略转型实施的原则。随后,结合企业实际情况,通过变革机制体制,调整组织结构、优化员工配置等措施,形成ZLSD公司辅业板块战略转型的多种途径与模式,具体包括联合组建市场化的有限公司、租赁经营、承包经营、大集体改革以及股权多元化、混合所有制等多元化的改制分流手段。同时本文还对战略转型中的风险管控一并进行了研究。最后,文章提出ZLSD公司辅业板块战略转型的保障措施。具体包括:以市场化的手段组建经营团队、实施人力资源优化配置、薪酬制度的市场化改革、争取上级政策及支持、配套管理制度的创新。

关键词：国有企业辅业板块改革 SWOT分析法

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智能交通监控视频中车型识别技术的研究

智能交通监控视频中车型识别技术的研究

作者：葛朋华大连理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着机动车数量的快速増长,智能交通系统是未来交通的发展方向。车型识别对于交通规划以及道路监控也越来越重要,具有较大的研究和应用价值。视频监控拍摄到的车辆类间特征差异小,并且在复杂场景中的干扰因素多。为了提高交通场... 详细信息

近年来,随着机动车数量的快速増长,智能交通系统是未来交通的发展方向。车型识别对于交通规划以及道路监控也越来越重要,具有较大的研究和应用价值。视频监控拍摄到的车辆类间特征差异小,并且在复杂场景中的干扰因素多。为了提高交通场景中车辆检测和识别的准确率,本文提出了一种基于计算机视觉的车型识别技术。本文以交通道路视频图像为研究对象,为消除复杂外部环境的干扰和噪声,采用了包括图像去噪和图像增强的预处理方案;然后在视频序列中的车辆检测环节,本文详细分析三种常用运动检测算法的应用场景和优缺点,提出基于混合高斯模型改进的背景消去法进行运动车辆的识别,消除了车速引起的“拖影”“空洞”现象且避免了光强变化的影响;在运动目标检测结果中只包含二值化的车辆轮廓而缺乏足够的颜色、纹理、边缘和其它局部信息,所以本文对上述二值化结果依次进行了形态学运算、连通域分析、Graphcut方法,从原图像中完整地分割出包含车辆信息的前景目标;接着引入了LBP和HOG特征来获得图像的丰富特征,在输出层使用机器学习中的SVM分类器通过大量标记数据的多任务学习进行训练。与传统方法不同的是,通过对改进的HOG特征使用PCA降维处理加快运行速度,使用最小二乘法融入支持向量机的目标函数求解过程,并通过设计并联的分类器结构来达到最优识别效果。本文采用公共车辆数据集作为分类器训练集,包括9850个高分辨率车辆正面视图图像。通过设计程序,在测试数据集上的实验结果验证了本文提出的方法,能够较好的对视频图像进行车辆检测和车型识别。

关键词：车型识别运动检测特征提取支持向量机

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长杆弹斜侵彻陶瓷复合靶作用规律研究

长杆弹斜侵彻陶瓷复合靶作用规律研究

作者：葛朋鹏南京理工大学

学位级别：硕士

陶瓷复合装甲在防护领域具有广阔的应用前景而引起国内外学者的广泛关注。然而,在弹体撞击陶瓷复合装甲过程中,弹靶交会很难满足理想的垂直着靶条件,大多数情况下为弹体斜撞击陶瓷复合装甲的状态。斜侵彻时弹体受力存在不对称性,侧向力... 详细信息

陶瓷复合装甲在防护领域具有广阔的应用前景而引起国内外学者的广泛关注。然而,在弹体撞击陶瓷复合装甲过程中,弹靶交会很难满足理想的垂直着靶条件,大多数情况下为弹体斜撞击陶瓷复合装甲的状态。斜侵彻时弹体受力存在不对称性,侧向力和侧向力矩使得弹体在侵彻过程中不断偏转而呈现曲线侵彻路径,导致弹体侵彻能力降低。在此过程中,斜侵彻条件是影响陶瓷复合靶防护能力的重要因素。研究长杆弹斜侵彻陶瓷复合装甲作用规律,对陶瓷复合装甲抗弹机理研究及优化设计具有重要意义。本论文针对长杆弹斜侵彻陶瓷/金属复合靶及其复合装甲的作用过程,采用试验、数值模拟和理论分析相结合的方式。探讨了陶瓷/金属复合装甲的防护性能受长杆弹速度、靶体倾斜角度及结构的影响机制,获得了陶瓷/金属复合装甲的抗弹作用规律及结构的优化方案。本文主要研究内容如下:(1)长杆弹斜侵彻陶瓷复合靶/复合装甲试验研究设计制作了典型厚度SiC陶瓷/金属复合靶及其复合装甲,基于25mm弹道炮平台,开展了钨合金长杆弹典型角度斜撞击SiC陶瓷/金属复合靶的剩余侵彻深度(Depth of Pentration,DOP)与SiC陶瓷/金属复合装甲的试验研究。根据试验得到的靶板变形情况及后效靶剩余穿深,分析陶瓷/金属复合装甲结构和倾角与抗侵彻性能的关系,为后续不同倾角与陶瓷/金属复合装甲结构抗弹性能数值模拟和理论分析提供数据支撑。(2)长杆弹斜撞击陶瓷/金属复合装甲理论模型研究基于Florence模型,建立了长杆弹斜撞击SiC陶瓷/金属复合装甲弹道极限速度的计算模型。考虑到弹体在侵彻过程中的侵蚀,采用靶体吸收动能等效原则,计算穿透复合装甲后弹体的剩余速度与剩余质量。进一步,结合A-T模型,计算了长杆弹穿透SiC陶瓷/金属复合装甲后的后效靶体侵彻深度。与前述试验结果对比验证了计算模型的可靠性,利用该计算模型讨论弹靶特性对SiC陶瓷/金属复合装甲抗弹性能的影响规律。(3)长杆弹斜撞击陶瓷复合装甲数值仿真研究基于陶瓷材料的Johnson-Holmquist-2本构模型、金属材料的Johnson-Cook本构模型,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件,开展了典型弹靶条件斜侵彻作用过程数值模拟研究,分析了长杆弹斜侵彻45钢靶不同时刻的应力云图分析,以及长杆弹斜侵彻陶瓷/金属复合靶侵彻过程中不同时刻的陶瓷损伤图。确定弹靶材料的本构模型及材料参数。通过试验中最终侵彻结果的对比验证数值模拟模型、本构方程和材料参数的有效性。(4)陶瓷复合装甲影响因素的数值模拟分析在(3)的基础上,开展了不同工况下长杆弹斜撞击陶瓷/金属复合靶及其复合装甲的作用过程特性的数值模拟分析。包括弹体速度、靶体倾斜角度、陶瓷厚度、以及典型陶瓷复合装甲结构等。通过分析不同工况下的弹靶破坏特性总结SiC陶瓷/金属复合装甲的抗侵彻破坏机制,相关研究结果为陶瓷复合装甲结构优化设计提供数据支撑。

关键词：陶瓷/金属复合装甲长杆弹 SiC陶瓷斜侵彻数值模拟

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数字散斑相关法在鱼皮拉伸测量中的应用研究

数字散斑相关法在鱼皮拉伸测量中的应用研究

作者：葛朋祥安徽大学

学位级别：硕士

数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method,DSCM)是一种全场变形、非接触式的测量方法,通过图像处理,可以获得被测物体表面位移、应力变化等信息。因其具有对环境要求不高、测量精度高等优势而得到广泛应用。经过几十年的研... 详细信息

数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method,DSCM)是一种全场变形、非接触式的测量方法,通过图像处理,可以获得被测物体表面位移、应力变化等信息。因其具有对环境要求不高、测量精度高等优势而得到广泛应用。经过几十年的研究探索,其相关理论已经相对趋于成熟,在工程中也得到了很好的应用,为相关科研带来了很大的帮助。鱼皮是一种优质的皮革材料,其微观结构在仿生学上已有重要应用,为全面了解其力学性能,本文运用DSCM技术对鲤鱼皮材料拉伸性能进行研究,为其潜在的仿生学应用提供数据支撑。整像素是数字散斑相关法的基石,针对提高整像素搜索速度问题,论文选择遗传算法、粒子群算法和人工鱼群算法。阐述在不同变形下子区形函数及相关函数的选择,通过模拟散斑图,验证三种智能算法的搜索速度和匹配精度。为提高亚像素的测量精度,论文对不同插值法的效果图进行了对比,提出拟合和双三次样条插值相结合的亚像素算法,并与反向组合高斯牛顿算法进行对比,表明反向组合高斯牛顿算法的适用性更强,但组合式算法有较好的综合优势,兼顾了速度和精度。针对鲤鱼皮性能测试,搭建了实验平台。该平台由Q-400微变形测量系统和卧式拉力试验机组成,可实现对拉伸过程中的图像采集及存储。将上述算法对采集的图像进行处理,结果表明本文使用的方法速度快、精度高,满足数字散斑相关法在鲤鱼皮变形测量中的应用。论文还对实验过程中各影响因素进行了分析,结果表明误差在可控范围之内。

关键词：数字散斑相关法鲤鱼皮变形测量遗传算法反向组合高斯牛顿算法

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腰部助力、保护外骨骼机器人机构研究

腰部助力、保护外骨骼机器人机构研究

作者：葛朋飞河北工业大学

学位级别：硕士

人的腰部承担着身体主要的运动和较大的载荷,尤其是在搬运重物等劳动过程中,外加载荷也主要由腰部承担。而腰部的支撑作用仅由腰椎承担,腰部肌肉和腰椎极易劳损甚至直接受到物理伤害。因此,对腰部减负外骨骼机器人的研究受到广泛关注。... 详细信息

人的腰部承担着身体主要的运动和较大的载荷,尤其是在搬运重物等劳动过程中,外加载荷也主要由腰部承担。而腰部的支撑作用仅由腰椎承担,腰部肌肉和腰椎极易劳损甚至直接受到物理伤害。因此,对腰部减负外骨骼机器人的研究受到广泛关注。但是目前有些助力机器人机构仅注重于对人体腰部肌肉力量的分担,虽然可以明显减轻肌肉的载荷,但在增加负重能力的同时,也增大了脊椎所承受的内力。长时间使用必然会对使用者脊椎造成损伤,增加患腰椎疾病的可能性。为研究一种既能对人的腰部进行助力,又能减小腰椎载荷起到劳动防护作用的外骨骼,本文做了如下工作:(1)分析了人在弯腰动作和下蹲搬运重物时人体机构的运动过程,分析了搬运重物时腰部所受的力矩。通过Vicon运动捕捉系统对人在弯腰搬物这一过程中脊柱的运动轨迹进行了采集,在此基础之上将人体弯腰搬物动作中的起身过程划分为三个阶段,分别分析各阶段的动力需求,最终将之表达为腰部助力外骨骼各执行装置需提供的动力与人体弯腰角度ω之间的关系,作为外骨骼动力驱动的依据。(2)通过对人体机构、运动特点和搬运重物的力学过程分析,提出了并联式人机协调外骨骼腰部助力机构的方案,通过布置于身体前后的动力装置,与人体共同形成并联助力机构,根据此方案设计了外骨骼机构。原理是通过直线驱动装置的“前推后拉”式助力方法对人体腰部实施助力,由于前后驱动装置在沿脊椎方向上的分力相互抵消,可减小脊椎受到的额外内力载荷,从而达到兼顾腰部助力和劳动防护的作用。(3)根据外骨骼机构轻便、低成本和动力稳定的需求,提出了其液压驱动系统的设计方案。设计了一种双边锥面节流数字滑阀,为其设计了驱动外骨骼油缸的差动液压系统。对所设计的差动液压系统进行了初步实验,结果显示所设计的数字滑阀结合差动液压系统,能通过改变阀芯位移对执行油缸进行正、反向及推力大小控制,且其推力变化过程可根据实验所得规律进行伺服控制。(4)对弯腰搬物过程进行了静力学分析。分析中把人体和外骨骼机构视为一个并联系统,在此并联系统中分析机构对人的助力效果和对脊椎内力的减小效果。分析结果表明,该方案在实现腰部助力的同时,确可减小腰椎内力。(5)对外骨骼机构进行了初步的助力实验,实验结果表明该外骨骼能对人体弯腰搬物动作形成助力,且由于腿杆的加入,载荷通过腿杆传递到地面,减轻了腿部受到的载荷,实现了在对腰部助力的同时,不给身体其他部位施加负担。

关键词：外骨骼腰部助力人机协调运动分析

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沙棘酵素的加工工艺研究

沙棘酵素的加工工艺研究

作者：葛朋烨沈阳农业大学

学位级别：硕士

二十世纪八十年代,针对来自我国西北部的珍贵宝藏"沙棘"的研究悄然兴起。而近些年中,围绕着这个神奇的植物,已经形成了巨大的相关产业链条。沙棘果汁、沙棘籽油、沙棘果油、沙棘饮料等产品已经在市面上屡见不鲜,可见,未来的沙棘产业必... 详细信息

二十世纪八十年代,针对来自我国西北部的珍贵宝藏"沙棘"的研究悄然兴起。而近些年中,围绕着这个神奇的植物,已经形成了巨大的相关产业链条。沙棘果汁、沙棘籽油、沙棘果油、沙棘饮料等产品已经在市面上屡见不鲜,可见,未来的沙棘产业必将拥有一片广阔的前景。但是,以往的沙棘产业链,基本是围绕沙棘果实等进行浅层次的加工,并没有很好地全面利用沙棘所具备特殊条件,这样便局限了沙棘的利用价值,也没有把沙棘与食品科学完美的结合到一起。眼下,风靡世界的营养酵素已经逐渐被大众所接受并认可,如果能把沙棘和酵素产品完美的结合在一起,必将会产生巨大的使用价值和经济价值。于是,本文所介绍的沙棘果汁酵素的制作工艺研究应运而生。本论文是围绕沙棘果汁酵素的制作工艺进行的,包含沙棘果汁酵素的发酵工艺和后期制成产品的一系列工艺优化。首先根据国际标准测定沙棘果汁的主要成分,接下来针对酵母菌、干酪乳杆菌的发酵条件进行试验,然后使干酪乳杆菌和酵母菌对沙棘果汁进行复合发酵,最终,将得到发酵液浓缩,进行真空冷冻干燥,得出粉末状产品,即为沙果汁棘酵素的最终产品。以下为本论文的主要研究成果:1.沙棘果汁pH为3.1,,总糖占各成分含量比最高,达到5.02%,其次为总酸4.32%,脂肪含量为1.57%,维生素C含量1.33%,总黄酮含量0.700%,蛋白质含量0.56%。沙棘果汁,在30摄氏度情况下,调节pH3.5,加入0.15%酵母菌,初始发酵16小时,随后控制温度37摄氏度,pH不变,加入0.5%干酪乳杆菌,二次发酵24小时。测得经过发酵的发酵液中蛋白酶活性为2525.4U/g,干酪乳杆菌数量8.15× 108CFU/mL。2.冷冻干燥。-80℃以下超低温冷冻冰箱冷藏24h后,进行-80℃真空冷冻干燥,真空度为5～15Pa,时间24h。最终得到沙棘果汁酵素粉末状产品:成粉末状,颜色呈橘黄色,且色彩分布匀称,散发着醇厚香气,口感略带酸味,微甜,水分为小于等于5%。蛋白酶大于等于(3685±10)U/g,超氧化物歧化酶大于等于(525±10)U/g,脂肪酶大于等于(55±5)U/g,干酪乳杆菌数量大于等于(9.0±0.5)×108CFU/g。

关键词：沙棘二次发酵真空冷冻干燥酵素

一种基于ASE光源的边缘滤波解调技术的研究

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光电子．激光 2009年第9期20卷 1170-1173页

作者：乔学光丁锋贾振安葛朋邬华春刘志愿西北大学陕西西安710069 西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室陕西西安710065

研究了一种利用放大自发辐射(ASE)光源线性段做边缘滤波器进行光纤Bragg光栅(FBG)解调的新方法,可实现在传感波长变化3 nm范围内的波长解调。系统采用了全光纤结构,无需机械部件调谐,提高了光纤传感系统的解调速度及稳定性,具有反应迅... 详细信息

研究了一种利用放大自发辐射(ASE)光源线性段做边缘滤波器进行光纤Bragg光栅(FBG)解调的新方法,可实现在传感波长变化3 nm范围内的波长解调。系统采用了全光纤结构,无需机械部件调谐,提高了光纤传感系统的解调速度及稳定性,具有反应迅速快、性能价格比高等优点,应变测量范围可达2 500με。

关键词：放大自发辐射ASE光源边缘滤波光纤Bragg光栅(FBG) 波长解调

前列腺癌根治术后Gleason评分升高的相关因素研究分析

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前列腺癌根治术后Gleason评分升高的相关因素研究分析

作者：葛朋飞皖南医学院

学位级别：硕士

目的:分析术前穿刺Gleason评分和根治性前列腺癌切除术术后Gleason评分之间的差异,并确定根治术后Gleason评分升高的预测因素。材料和方法:回顾性分析在2018年10月至2021年10月期间,于我院行前列腺穿刺确诊为前列腺癌,后于我院行根治性... 详细信息

目的:分析术前穿刺Gleason评分和根治性前列腺癌切除术术后Gleason评分之间的差异,并确定根治术后Gleason评分升高的预测因素。材料和方法:回顾性分析在2018年10月至2021年10月期间,于我院行前列腺穿刺确诊为前列腺癌,后于我院行根治性前列腺癌切除术,根据纳入和排除标准,入选153名患者。从前列腺癌患者的病历中收集相关临床数据,包括年龄、是否合并高血压或糖尿病、BMI、PSA、f PSA、F/P、PSAD、前列腺体积、PI-RADS评分、术前病理分期、穿刺阳性针数、活检每针癌组织百分数、穿刺Gleason评分、术后Gleason评分、术后标本切缘阳性以及是否合并淋巴转移或神经侵犯等。根据术后Gleason评分是否升高进行分组,运用Logistic单因素和多因素分析,计算出术后Gleason评分升高的相关因素。结果:本研究一共纳入153例前列腺癌患者,其中升高组37例（24.2%）,未升高组包括不变组84例（54.9%）和降低组32例（20.9%）。通过单因素分析患者一般资料结果示:患者的PSAD（P=0.005）、前列腺体积（P=0.008）、穿刺时Gleason评分≤6（P=0.004）是术后Gleason评分升高的相关因素,多因素回归分析示:患者的PSAD（P=0.026）、前列腺体积（P=0.032）、穿刺时Gleason评分≤6（P=0.001）是术后Gleason评分升高的独立预测因素,绘制其ROC曲线并计算出曲线下面积（AUC）=0.743（P＜0.001,95%CI=0.652～0.834）。同时根据前列腺体积大小进行分层比较,分析出前列腺体积越小术后Gleason升高的可能性越高。结论:在本研究中,患者的PSAD、前列腺体积、穿刺Gleason评分≤6是根治性前列腺癌切除术术后Gleason升高的独立预测因素;且前列腺体积越小术后Gleason评分升高的可能性越高。

关键词：前列腺癌穿刺Gleason评分术后Gleason评分升高