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基于数字图像相似度建模的激光测风系统研究

基于数字图像相似度建模的激光测风系统研究

作者：刘宣廷齐鲁工业大学

学位级别：硕士

大气风场风信息测量是现代科研研究领域中的重要组成部分,我国风能资源较为丰富,无论是风力发电厂选址、飞机航行还是海上船只航行等都离不开对风场信息的准确探测,而目前市面上常用的多普勒测风激光雷达激光器构成相对复杂、需定期维... 详细信息

大气风场风信息测量是现代科研研究领域中的重要组成部分,我国风能资源较为丰富,无论是风力发电厂选址、飞机航行还是海上船只航行等都离不开对风场信息的准确探测,而目前市面上常用的多普勒测风激光雷达激光器构成相对复杂、需定期维护标校且所需激光发射锥角较大,不利于其在偏远地区无人环境及船载场合应用。本文针对上述问题,提出了一种基于数字图像相似度算法处理气溶胶密度图谱进而解析风信息数据的非多普勒激光测风方法,并设计开发了测风信息可视化软件,具体研究如下:(1)本文利用非多普勒测风激光雷达,针对基于激光雷达后向散射回波信号依据时间累计而得到的气溶胶密度图谱,提出一种基于数字图像相似度算法解析气溶胶密度图谱计算风速、风向的方法,该方法识别当前时刻下的特定高度层中的气溶胶特征信息,并在下一时刻的气溶胶密度图谱中完成与该气溶胶特征信息最相似部分的定位,解算气溶胶的运动时间,通过对十字正交方向中每两个方向的气溶胶运动信息解算并矢量合成,最终获得特定高度层的风速、风向信息。(2)在获取目标高度层的风速、风向信息数据后,为便于观察、分析分层测风数据,设计了一种风信息数据显示软件进行相关风场信息的显示,该软件具有按风标图形式、折线图形式、表格形式、风玫瑰图形式等不同图形化方式显示分层风信息数据、进行分层风切变分析的功能。(3)为避免野外环境对激光雷达标校过程中产生的影响,本文提出一种面向实验室环境的激光雷达测风标校装置及方法。(4)为进一步验证通过图像相似度算法处理不同时刻气溶胶密度图谱进而解算风信息数据方法的解算效果,将基于数字图像相似度算法计算的风信息数据与测风塔实测风信息数据进行一致性比对分析,结论表明基于数字图像相似度算法的方法在实际使用中切实可行。综上,本文提出测风方法的实现为大气风场风信息的测量提供了一种简单高效的研究方法和思路,为数字图像相似度方法在风场信息上的应用提供了切实可行的新方案,其对激光雷达在偏远无人区域及船载场合应用、减小后勤保障压力等方面具有较高的促进作用。

关键词：测风激光雷达数字图像处理相似度非多普勒

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不可靠网络环境下的多智能体系统一致性研究

不可靠网络环境下的多智能体系统一致性研究

作者：隋昊廷曲阜师范大学

学位级别：硕士

多智能体系统(Multi-agent System,MAS)由于去中心化设计思路具有较大的应用前景,逐渐引起各个领域的广泛关注。由于很多应用场景对远距离无线通信的客观需要,将网络化控制系统(Networked Control System,NCS)与多智能体系统结合起来渐... 详细信息

多智能体系统(Multi-agent System,MAS)由于去中心化设计思路具有较大的应用前景,逐渐引起各个领域的广泛关注。由于很多应用场景对远距离无线通信的客观需要,将网络化控制系统(Networked Control System,NCS)与多智能体系统结合起来渐渐成为一个必然的趋势。而这种结合在扩大多智能体系统应用场景的同时,也客观导致无线通信网络本身存在的诸如通信延时、数据丢包和信道衰减等制约系统性能的因素不可避免地被引入到多智能体系统的设计与控制研究中来。因此,研究在何种条件下能够使不可靠通信网络上的多智能体系统实现一致性,并给出相应的控制器,就具有深远的理论和实际意义。本文的工作可以概括为以下三个部分:第一,研究了不可靠多信道通信网络环境下的采样网络化控制系统(Sampled-data NCS)的均方镇定性问题。由于网络带宽是有限的,因此状态信号从传感器向控制器的传输过程可能会发生数据丢包现象,也就是所说的间歇观测。另外,控制信号由控制器向执行器的传输过程中会发生随机的传输延时。这些通信问题会极大地影响系统的性能发挥,甚至造成系统的不稳定。通过采用基于空闲时间的调度策略,在执行器端预设一个截止时间,可以将原集成系统转化为一个带有固定输入延时的随机系统。在此基础上,基于依赖延时的代数里卡蒂方程(Delay-dependent Algebraic Riccati Equation,DDARE),得出了系统均方镇定的充分必要判定条件,并进一步根据该方程,在标量系统条件下,我们将系统的可镇定性问题等价转化为一个关于采样周期的不等式成立问题,并且通过求解不等式,得出了采样周期的上确界的精确算法。最终,通过数值仿真验证了理论的有效性。第二,研究了不可靠的多信道网络环境下的多智能体系统的均方一致性问题。由于网络资源有限,以及网络中存在恶意的拒绝服务(Denial-of-service,DoS)攻击,从控制器端发送的控制信号在传输过程中会遭受传输延时和数据丢包的影响,无法及时、稳定的到达执行器端,影响控制器的效果。该部分设计了预测式控制器,基于系统当前的状态和过去的控制信号,改善控制器的效果。然后建立与原多智能体系统均方一致性问题等价的误差模型均方镇定问题,在此基础上,得到了基于DDARE的实现多智能体均方一致性的充分必要条件。进一步,通过对DDARE的简化推导,得到了可基于系统参数直接计算的多智能体系统均方一致性判定指标计算公式,同时,通过求解与DDARE等价的线性矩阵不等式可行解问题,得到了多智能体系统实现均方一致性的最低阈值。最后,通过数值仿真验证了所得结论的有效性。第三,研究了在不可靠网络环境下的基于有向交互拓扑网络的多智能体系统的均方一致性问题。一方面,信号在传输过程会发生非一致的固定通信延时,对建模过程构成挑战,为了解决这一问题,该部分引入了一个新的建模思路,将控制器的更新周期预设为最大的信道延时数值,从而推导得到一个等价的无延时的多智能体系统。另一方面,信号的传输过程还会遭受非一致的信道衰减,同样对推导误差模型造成困难,因此,该部分以边动力学模型(Edge Dynamics)作为误差模型,推导得到一个与原多智能体系统均方一致性问题等价的误差模型均方镇定性问题。在误差模型的基础上,通过对里卡蒂方程条件的简化推导得到了更加易于计算的矩阵不等式条件,作为原多智能体系统实现均方一致性的充分性判据,并给出相应的仿真实例验证理论的有效性。

关键词：多智能体系统网络化控制系统一致性控制数据丢包通信延时信道衰减

小组工作介入搬迁社区留守妇女择业自我效能感研究 ——以贵州省Z镇为例

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小组工作介入搬迁社区留守妇女择业自我效能感研究 ——以贵州省Z...

作者：周亮廷贵州师范大学

学位级别：硕士

就业是民生之本,促进搬迁社区群众就业增收是贯彻落实习近平总书记重要讲话和党的二十大精神的必然要求,也是巩固脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接期间的主要任务。搬迁社区的留守妇女在面对新环境的同时,也迎来了新的生活方式和就业机... 详细信息

就业是民生之本,促进搬迁社区群众就业增收是贯彻落实习近平总书记重要讲话和党的二十大精神的必然要求,也是巩固脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接期间的主要任务。搬迁社区的留守妇女在面对新环境的同时,也迎来了新的生活方式和就业机会。然而,由于教育水平、技能培训、社会网络等方面的限制,她们在择业过程中往往感到力不从心。本研究以贵州省Z镇的搬迁社区留守妇女为研究对象,采用问卷调查法和非结构访谈法进行调查,发现留守妇女在择业时存在就业机会少与就业信息获取渠道不畅、家庭负担过重与就业能力偏低、传统观念与性别偏见的无形束缚等问题,同时,发现搬迁社区留守妇女的择业效能感存在显著差异,部分留守妇女择业效能感较低。认为搬迁社区留守妇女的择业效能感受教育水平、社会支持、过往经历、性别角色认知以及经济状况等影响。为提升搬迁社区留守妇女的择业自我效能感,以赋权增能理论为指导,进行了小组工作介入。结果显示,通过小组工作的支持和鼓励,留守妇女在择业过程中表现出更强的自信和决心,增强了其面对挑战和困难时的抗压能力。最后提出了包括增强教育和培训机会、构建社区支持网络、改善劳动市场准入等在内的七项政策建议,以更有效的促进留守妇女的职业发展。

关键词：留守妇女自我效能感赋权增能

多障碍物复杂场景下的多智能体协同控制方法研究

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多障碍物复杂场景下的多智能体协同控制方法研究

作者：王曜廷电子科技大学

学位级别：硕士

场域理论视角下小国提升国际议程设置影响力问题研究 ——以图瓦卢为例

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场域理论视角下小国提升国际议程设置影响力问题研究 ——以图瓦...

作者：韩雨廷吉林大学

学位级别：硕士

有关国际议程设置的研究多数着眼于规模大、实力强的国家或国际组织,而规模小、实力弱的国家则往往会被忽视。在全球化的时代背景下,国际社会不同行为体间的相互依赖程度加深,利益交织情况愈加复杂,诸如气候灾难、重大传染疾病、网络信... 详细信息

有关国际议程设置的研究多数着眼于规模大、实力强的国家或国际组织,而规模小、实力弱的国家则往往会被忽视。在全球化的时代背景下,国际社会不同行为体间的相互依赖程度加深,利益交织情况愈加复杂,诸如气候灾难、重大传染疾病、网络信息安全等全球性问题的出现也越发的让人们意识到,人类面临着众多共同的挑战,任何国家都难以脱离其他国家的联系而孤立发展。这种变化为在国际舞台上存在感较低的小国提供了更为广阔的活动空间,小国迎来了表达自身利益诉求、参与国际议程设置的机遇期。在此背景下,小国应当如何巧妙突破自身的局限性并采取灵活的策略方法提高自身国际议程设置的影响力,值得深入研究。场域理论为研究国际议程设置的运行逻辑提供了全新的研究视野和不同的理论方法,可以用于探讨国际社会的不同行为体如何在国际议程设置的过程中提升自己的影响力。根据场域理论,国际社会中的每个国家都处于一个由各种力量和关系构成的复杂场域之中。本文将国际议程设置中的议题界定、议题传播和议题制度化三个过程与场域理论中的资本、行为体、惯习三个关键概念相结合,构建了国际议程设置场域微观层面的要素模型、中观层面的场域交互模型和宏观层面的层次结构模型。在对理论模型进行整体、系统分析的基础上,本文分别从习性——原因层、资本——基础层和行为体——目的层三个方面提出了小国在国际议程设置的议题界定场域、议题传播场域和议题制度化场域提升本国影响力的方法对策。首先,在议题界定场域,小国应协调强化利益共识、建立议题联盟、提高国际话语权;其次,在议题传播场域,小国应积极参与国际交流、搭建联合发声新平台、营造有利的舆论环境;最后,在议题制度化场域,小国应注重联合行动参与国际制度建设、灵活选择议题推出平台、争取制度性权力。为了更直观的理解小国提升国际议程设置影响力的系统化路径,本文选取了图瓦卢在全球气候治理相关的国际议程中成功发挥重要影响力的实践经验作为分析和验证的案例。

关键词：场域理论国际议程设置影响力小国

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面向工业5.0的人机协作增材制造

机械工程学报 2024年第3期60卷 238-253页

作者：蒋周明矩熊异王柏村南方科技大学系统设计与智能制造学院深圳518055 浙江大学机械工程学院杭州310058

工业5.0是一种以价值驱动的新兴制造模式,其中人本智造是核心理念之一。然而,目前人本智造研究主要聚焦于系统层级,针对增材制造等特定工艺应用的研究仍然较少,因此亟需明晰相关科学问题与关键挑战。基于人-信息-物理系统的理论体系,提... 详细信息

工业5.0是一种以价值驱动的新兴制造模式,其中人本智造是核心理念之一。然而,目前人本智造研究主要聚焦于系统层级,针对增材制造等特定工艺应用的研究仍然较少,因此亟需明晰相关科学问题与关键挑战。基于人-信息-物理系统的理论体系,提出了面向工业5.0的人机协作增材制造参考框架,建立产品-经济-生态三层次模型,并结合增材制造技术的内在特点和功能演进阐释了人机协作增材制造的基本概念。围绕产品开发流程,讨论了关键使能技术,包括万物互联、人工智能、数字孪生、扩展现实、智能材料等。最后,探讨了人机协作增材制造在产品层、经济层、生态层中的典型应用,包括个性化产品设计、交互式制造、面向工艺链的人机协作、众创式设计、分布式制造和节能减排等。该框架旨在研究人机协作增材制造,通过发展人-信息-物理系统理论,首次系统地阐述了其核心概念、关键技术和典型场景,以推动增材制造向人机协作的工业5.0范式转变,更好地满足用户个性化需求。

关键词：人机协作增材制造人-信息-物理系统工业5.0 人本智造

复掺导电材料混凝土流变性能及其力学电学性能研究

维普期刊数据库

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复掺导电材料混凝土流变性能及其力学电学性能研究

作者：刘晏廷东北电力大学

学位级别：硕士

导电混凝土是一种功能性复合材料,通过在普通混凝土中添加适量的导电材料制成,其既保持了结构材料的力学性能,又具备了导电材料的电学特性。在电力设备接地工程等领域,可以将导电混凝土用作基础建造材料从而降低接地工程的电阻率,有广... 详细信息

导电混凝土是一种功能性复合材料,通过在普通混凝土中添加适量的导电材料制成,其既保持了结构材料的力学性能,又具备了导电材料的电学特性。在电力设备接地工程等领域,可以将导电混凝土用作基础建造材料从而降低接地工程的电阻率,有广阔的应用前景。本研究选用碳纤维、石墨和钢渣作为导电材料,制备单掺和复掺导电混凝土。利用流变仪、压力机、电流电压表等测试设备,对混凝土的流变性、工作性、力学性能和电学性能进行了全面研究。首先通过单掺试验确定了每种导电材料的最佳掺量范围和导电机理,随后在复掺试验中选用正交与对照两种试验方法,研究导电材料对浆体工作性和力学及电学性能的影响。通过优化现有的导电混凝土制备工艺,并根据不同的掺量配比,采用单掺和复掺两种手段,制备了良好浆体工作性、力学及电学性能的导电混凝土。并对现有导电机理进行优化。研究结果显示,石墨对混凝土浆体流变性的影响最为显著,其与自由水结合形成絮凝结构,提升了浆体的屈服应力,导致浆体的塑性粘度增加和流动性降低。随着石墨掺量的增加,混凝土的力学强度和电阻率均呈现下降趋势。钢渣的不同粒径对混凝土的力学及电学性能影响不同,细钢渣可更显著地提升混凝土强度,而粗钢渣则更明显地降低混凝土的电阻率。制备工艺对混凝土内碳纤维的分散程度产生显著影响,进而影响碳纤维混凝土的力学及电学性能。纤维充分分散后形成纤维骨架,可提升混凝土的抗压强度约23.2%和劈拉强度约48%。当碳纤维掺量达到渗透阈值时,在混凝土内部形成导电网络,使混凝土的电阻率显著降低,最低可降低99.81%。复掺导电混凝土试验表明,石墨对混凝土的力学及电学性能影响最显著。随着碳纤维掺量的增加,复掺电阻率没有明显下降趋势。通过扫描电镜观察导电材料在混凝土内部形成的导电通路,并与宏观电学性能相结合,提出了一种导电理论:复掺导电材料混凝土的电阻率取决于导电材料间形成的导电通路,这些通路能够容纳的最小自由电子数量决定了混凝土的最终电阻率。这一理论解释了石墨在复掺导电材料混凝土中的主导作用,并为未来复掺导电材料混凝土的发展提供了理论基础。

关键词：导电混凝土导电材料复掺流变性电阻率

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基于图学习的威胁情报建模

基于图学习的威胁情报建模

作者：段俊廷电子科技大学

学位级别：硕士

中国象棋游戏中的智能语音识别技术研究及应用

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中国象棋游戏中的智能语音识别技术研究及应用

作者：邱扬廷重庆理工大学

学位级别：硕士

中国象棋作为中华民族传统文化的瑰宝,既益智又充满趣味,受到广大人民喜爱。智能语音识别技术作为人机交互最自然的方式之一,在智能语音助手、智能语音音响等领域得到广泛的应用。现存中国象棋游戏需要通过鼠标或触屏操作进行对局,对残... 详细信息

中国象棋作为中华民族传统文化的瑰宝,既益智又充满趣味,受到广大人民喜爱。智能语音识别技术作为人机交互最自然的方式之一,在智能语音助手、智能语音音响等领域得到广泛的应用。现存中国象棋游戏需要通过鼠标或触屏操作进行对局,对残疾人士和受伤行动不便的人存在使用上的困难。通过语音控制的方式可以解决这类问题。相较于传统语音识别方法,端到端语音识别方法更适用于语音控制应用的实现。提升端到端语音识别模型精度并部署到移动端是实现语音控制中国象棋游戏应用的关键。本文对端到端语音识别与中国象棋游戏中语音控制方法的实现进行了研究,主要研究内容如下:1)算法方面,针对端到端语音识别模型堆叠使用编码器、解码器块导致信息传递过程中被忽视和利用不足问题,提出一种结合高效通道注意力(ECA)模块的ECAformer架构,提高模型捕获块间信息的能力。针对基于CTC解码方法存在无法利用上下文信息而基于注意力解码方法存在过分关注部分信息而忽略其他位置信息的问题,提出在ECAformer架构基础上使用CTC联合注意力的注意力重打分解码方法。针对语音识别模型在特殊领域泛化性不足问题,构建了中国象棋术语指令数据集,提升模型对象棋指令的识别准确度。针对大参数模型难以部署到低资源移动设备问题,使用动态量化对模型进行压缩。2)应用方面,本文设计并开发了中国象棋游戏,在此基础上实现了语音控制算法来替代常规下棋操作。通过将上述端到端语音识别模型部署到基于Android移动端的中国象棋游戏中,实现了语音控制的中国象棋游戏应用。本文对算法和应用进行测试。在数据集AISHELL-1和aidatatang＿200zh上的实验结果表明,ECAformer能够达到4.51%和5.23%的词错率。在数据集AISHELL-1上使用注意力重打分解码方法,较仅使用CTC或注意力方法提升了0.32%和0.56%,在此基础上结合语言模型能够达到4.25%的词错率,较Transformer模型提升了0.79%。本文构建Chinese Chess数据集训练模型,提升其对术语指令的识别准确率至99.2%,使用动态量化算法压缩模型后对指令的识别准确率为98.8%。压缩后模型较原模型199MB大小降低了38.3%,仅占用76.2MB,且实时率达到0.24326较原模型提升了约25%。S3CG应用最终大小为92.2MB,真实场景对局测试结果表明,准确率能够达到95.5%。用例测试表明,S3CG应用能够实现语音控制进行中国象棋游戏对局。

关键词：中国象棋游戏语音识别语音控制端到端模型