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作者：薛桂滢四川师范大学

学位级别：硕士

基于深度强化学习的机械臂-灵巧手协同自主开门控制策略研究

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基于深度强化学习的机械臂-灵巧手协同自主开门控制策略研究

作者：薛子啸北方工业大学

学位级别：硕士

开门作为人类生活中最常见的动作之一,对移动机械臂而言却是一种复杂操作任务。传统的机械臂开门方法依赖于对环境的详细建模和精确的控制策略。深度强化学习方法通过与环境的交互来学习最优的操作策略,在处理复杂任务时具有一定的优势... 详细信息

开门作为人类生活中最常见的动作之一,对移动机械臂而言却是一种复杂操作任务。传统的机械臂开门方法依赖于对环境的详细建模和精确的控制策略。深度强化学习方法通过与环境的交互来学习最优的操作策略,在处理复杂任务时具有一定的优势。本文以使用深度强化学习方法解决开门操作任务为导向进行研究,主要内容如下:(1)软硬件结合建立了机械臂-灵巧手开门操作任务实验系统。搭建了实体的移动机械臂;进行了机械臂的运动学分析;通过MuJoCo搭建了机械臂-灵巧手的动态仿真模型;利用Gym编写了自定义的开门操作任务深度强化学习环境。(2)利用触觉信息来优化深度强化学习算法进行开门操作任务训练。首先设计了力传感器用于反馈触觉信息,其次对比了增添触觉信息前后的四种深度强化学习算法的学习效果;最后分析表明使用了触觉信息的柔性评论家(Soft Actor-Critic,SAC)算法更适用于机械臂-灵巧手的开门操作任务。(3)提出利用结合事后经验算法(Hindsight Experience Replay,HER)的柔性行动者-评论家(SAC-HER)算法来完成稀疏奖励环境下的开门操作任务,解决了在具有稀疏奖励的复杂深度强化学习任务中端到端难以学习的问题。(4)提出使用分层强化学习来完成开门操作任务的方法。利用分层强化学习思想将复杂的开门操作任务拆分为抓住门把手、转动门把手和拉开木门这三个子任务;采用前述的SAC-HER算法来学习各个子任务策略,使用A2C算法学习高层策略,从而对子任务编排执行顺序;实验结果表明,分层强化学习算法在有效地完成开门操作任务的同时还能提升任务成功率,缩短训练时间。总结而言,本文构建了结合6自由度机械臂和11自由度灵巧手的机械臂-灵巧手模型,设计了具有门闩的木门的开门操作任务深度强化学习环境,利用触觉信息来优化SAC算法,通过提出的SAC-HER算法和分层强化学习算法进行训练,在物理仿真引擎MuJoCo中完成了开门操作任务。

关键词：机械臂开门深度强化学习分层强化学习

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默克尔任期德国能源转型研究及对中国的启示

默克尔任期德国能源转型研究及对中国的启示

作者：薛恩浩吉林大学

学位级别：硕士

气候变化和环境污染是当前突出的全球性挑战。为了应对这一挑战,能源转型和低碳发展成为当今世界各国关注的核心议题。作为目前世界发展可再生能源最早也最为成功的德国,在该领域毫无疑问走在了世界前列。默克尔作为德国执政任期最久的... 详细信息

气候变化和环境污染是当前突出的全球性挑战。为了应对这一挑战,能源转型和低碳发展成为当今世界各国关注的核心议题。作为目前世界发展可再生能源最早也最为成功的德国,在该领域毫无疑问走在了世界前列。默克尔作为德国执政任期最久的总理,她的任期是德国国内能源转型的变革期,同时也是世界能源结构快速变化的时期。在放弃煤炭和核能的背景下,默克尔政府为了确保德国的能源安全与稳定,对内积极进行能源转型,对外主动寻求多边合作,这些举措保证了默克尔任期内德国的能源安全与供应稳定。文章通过对默克尔政府德国能源转型进行总体性的研究,重点分析德国在能源转型过程中欧盟、德国、国内社会三个层面政策框架的制定及实施,并结合德国在能源转型领域的国内和国外具体实践案例,使用文献分析法、数据分析法、案例分析法、比较分析法对默克尔任期德国能源转型过程中取得的成果进行梳理总结。最后通过对中国能源转型现状进行总结,结合德国能源转型相关研究,得出中国能源转型的政策建议。第一部分为绪论。本章首先分析了选题的意义及背景。其次,在能源转型历程研究、不同学科的研究、区域及行业研究、能源法律研究这四个维度上梳理和归纳文献,系统认知能源转型的国内外研究现状。最后,总结文章研究方法及创新与不足之处。第二部分为德国能源转型背景及目标。本章首先总结默克尔任期德国能源转型的国内外背景,并在能源安全、环境与气候、政治和外交三个层面梳理德国的转型目标。第三部分为政策框架及具体实施。第三章通过梳理影响德国能源转型过程三个层面的政策框架,从而分析德国在能源转型中政策框架的构建和运作方式。第四章通过梳理默克尔任期能源转型中的欧盟、德国、国内社会三个层面能源转型的政策框架及内部互动。其次,通过国内国外两个层面,以具体案例分析德国能源转型的实践及国际合作。第四部分为德国能源转型对中国的启示。本章对中国能源现状的优势与劣势进行总结,并根据德国能源转型过程中的成果与局限,为我国能源转型变革及实现“双碳”目标提供相关借鉴。综上,文章在研究默克尔任期内德国能源转型的基础之上,梳理德国在能源转型领域政策框架的构建及运作模式,通过国内国外具体实践进一步分析德国的能源转型政策,为我国在能源领域的发展提供相应参考。

关键词：能源转型德国能源可再生能源能源安全

基于风险因子理论的高新技术企业财务舞弊研究 ——以泽达易盛为例

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基于风险因子理论的高新技术企业财务舞弊研究 ——以泽达易盛为例

作者：薛尚桃山西财经大学

学位级别：硕士

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卫星定位通信信标机的设计与关键技术研究

卫星定位通信信标机的设计与关键技术研究

作者：薛思琪中北大学

学位级别：硕士

雪天条件下激光雷达性能衰减分析与检测增强方法研究

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雪天条件下激光雷达性能衰减分析与检测增强方法研究

作者：朱薛豪吉林大学

学位级别：硕士

路侧激光雷达作为一种新型主动视觉传感器,具有光照变化不敏感、高分辨率、高精度和覆盖范围广等特色优势,理论上可获得比传统线圈、地磁和微波传感器精度更高、粒度更小及包括位置、速度、方向和轨迹等在内的范围更广的交通流参数信息... 详细信息

路侧激光雷达作为一种新型主动视觉传感器,具有光照变化不敏感、高分辨率、高精度和覆盖范围广等特色优势,理论上可获得比传统线圈、地磁和微波传感器精度更高、粒度更小及包括位置、速度、方向和轨迹等在内的范围更广的交通流参数信息,已被广泛应用于自动驾驶和车路协同等领域的车载和路侧交通感知,为交通安全防控与预警和精细化交通管控与决策等提供微观尺度的交通流信息。但是,在雪天条件下,受雪花遮挡、吸收、衍射及散射等影响,激光线束的穿透率、能量强度和传输距离均可能呈现不同程度的衰减,激光雷达的检测精度、检测距离和检测范围也可能会受到不同程度的影响,雪天环境下交通感知效能的折损易给使用者带来潜在的安全隐患,容易因为激光雷达的漏检、误检而引发交通事故。因此,本文通过分析不同降雪条件下激光穿透特性,构建不同降雪量下激光雷达性能衰减模型,根据激光雷达在雪天环境下的衰减特性,研究雪花影响下的降噪去噪及背景过滤方法,在此基础上,通过对激光点云的数据增强,提高雪天环境下激光雷达交通目标检测性能。本文的具体工作内容如下:(1)构建了不同降雪量下激光检测性能衰减模型。针对激光在大气中特别雪天环境中传输时由于空气中的雪花折射和反射易发生激光衰减现象,阐述激光雷达的性能特点及其测距原理并分析激光线束在不同降雪强度下传输过程中的功率衰减情况,基于Mie散射理论和实验实测,给出最远探测距离线性随激光反射率变化的关系式,考虑激光在空气传播过程中发生二次衰减,进一步给出激光衰减系数与最远探测距离之间的关系式,以此为基础,构建了基于降雪量和激光反射率的雪天激光衰减关系模型。基于Velodyne VLP-16构建路侧激光雷达环境感知系统,以指定降雪量区间范围连续三个小时的真实环境降雪量划分降雪等级,并设计实验对真实场景的雪天衰减模型进行验证分析。结果表明,在限定精度阈值内不同降雪等级下该模型所得最远探测距离与实际探测距离的相对误差在0.5%到13%之间,所提出模型能够表征激光雷达最远探测距离随降雪量和激光反射率变化的关系。(2)提出了雪天条件下的点云降噪和目标聚类方法。针对雪天条件下地面凹凸不平地面平面难以拟合的问题,分析雪地平面与常规地面平面的差异性,基于雪地平面的平均高程和地面点数提出一种改进RANSAC的雪天地面点滤除算法。针对地面拟合后不同降雪量天气下雪花引起的目标遮挡、点云数据精度低的问题,基于降雪环境噪声分布特性,以DROR与DSOR算法为基础,提出一种混合滤波的雪天降噪算法,在此基础上分析降噪后数据空间分布特性,针对不同降雪天气,设计了一种基于三维空间的3D-DBSCAN目标聚类算法。基于Velodyne VLP-16构建路侧激光雷达环境感知系统,并输入前章中采集的真实降雪环境数据,设计消融实验对雪天条件下的地面点过滤、雪花噪声滤除、点云聚类方法进行了敏感性分析。结果表明,在不同降雪量条件下采用混合滤波+3DDBSCAN聚类算法相较于无滤波+传统DBSCAN聚类算法和混合滤波+传统DBSCAN聚类算法的目标检测准确率均有提升,其中小雪提升15.56%和4.39%,中雪提升17.24%和7.73%,大雪提升20.38%和11.18%,不同降雪量条件下有效检测范围均有提升,其中小雪提升17.12%和9.06%,中雪提升18.06%和7.73%,大雪提升19.35%和11.0%。(3)研究了雪天条件下点云数据扩增与目标分类识别方法。针对雪天环境中主要交通目标点云密度低轮廓结构不完整的现象,提出基于镜像平面的车辆点云数据增强算法,通过计算目标点云三维包围框的镜像平面,删除误差大的稀疏点云和镜像复制距离近的高密度点云,以还原雪天环境下主要交通目标点云的结构为目标,达到实现单一传感器对点云扩增的效果。在数据增强的基础上拟融合多个机器学习模型并赋予不同的权重构建一个融合模型,根据XGBoost、Light XGB和Cat Boost模型基础理论,提出多机器学习模型融合的交通目标分类算法,通过训练优化模型的权重,使其分类效果达到最优。结果表明,经过数据增强后,近距离、中距离和远距离的车辆点云数量分别提升了71.03%、60.28%和41.27%,所提融合模型的分类方法在交通目标分类精度上分别提高了20.08%、20.02%和19.4%,平均精度提高了20.07%。

关键词：激光雷达雪天条件背景过滤目标检测点云增强

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加工型ACR的合成及对PVC性能的影响

加工型ACR的合成及对PVC性能的影响

作者：薛茗心长春工业大学

学位级别：硕士

聚氯乙烯（PVC）作为一种性能优异的通用塑料,其产业发展日益壮大,随着国内外PVC产能的增加以及加工技术和应用领域的不断开拓创新,PVC仍存在着较大的发展空间。通过改性赋予复合材料优异的性能一直是当前热门的发展方向。针对PVC制品... 详细信息

聚氯乙烯（PVC）作为一种性能优异的通用塑料,其产业发展日益壮大,随着国内外PVC产能的增加以及加工技术和应用领域的不断开拓创新,PVC仍存在着较大的发展空间。通过改性赋予复合材料优异的性能一直是当前热门的发展方向。针对PVC制品热稳定性差,熔体强度低,塑化时间长等缺陷,本文设计并合成了两种加工型丙烯酸酯类共聚物（ACR-L、ACR-H）,探究了ACR的不同结构特性和添加量对PVC/Ca CO/ACR共混物流变性能、热性能、力学性能及微观形貌的影响。具体研究工作及结果如下:采用乳液聚合法制备了以叔十二烷基硫醇（TDDM）为链转移剂,甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸丁酯（BA）为单体的低黏度共聚物（ACR-L）,结果表明:随着ACR-L中TDDM质量分数的增加,ACR-L特性黏数逐渐降低,PVC/Ca CO/ACR-L共混物的拉伸强度明显提高,冲击强度略有增加,断裂伸长率无明显变化,塑化时间大幅缩短。DMA、SEM分析表明PVC与ACR-L有很好的相容性,ACR-L明显缩短了PVC/Ca CO的塑化时间,提高共混物的抗热老化性能。当ACR-L添加量为10 phr时,PVC共混物的拉伸强度达到了60.56 MPa,与PVC/Ca CO相比,提高了61%;塑化时间由115 s缩至25 s。在MMA和BA乳液聚合过程中引入甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）作为扩链剂制备了高黏度丙烯酸酯类共聚物（ACR-H）,结果表明:随着ACR-H中GMA质量分数的增加,ACR-H特性黏数逐渐提高,PVC/Ca CO/ACR-H共混物的储能模量和热稳定性能明显得到改善,Ca CO在PVC中分散均匀。当ACR-H添加量为10 phr时,PVC/Ca CO塑化时间由120 s缩短至26 s,复合材料的缺口冲击强度提高了125%,拉伸强度提高了130%。将ACR-H作为发泡调节剂对PVC泡沫进行改性,结果表明:随着ACR-H添加量的提高,PVC泡沫的发泡倍率和泡孔密度先增大后减小。PVC泡沫的储能模量和复数黏度都有大幅的提高。从脆断面微观形貌观察,ACR-H的加入优化了泡孔结构,泡孔大小、分布更加均匀。ACR-H添加量为8 phr时,PVC泡沫发泡倍率提高至3.2倍,泡孔密度提高至3.4×10～6个/cm。

关键词：丙烯酸酯类共聚物聚氯乙烯塑化时间加工性能特性黏数

基于立式冲击磨齿圈优化粉碎野生葛根及其饼干研制

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基于立式冲击磨齿圈优化粉碎野生葛根及其饼干研制

作者：薛豪艺南昌大学

学位级别：硕士

野生葛根具有一定生物活性,是一种食药两用资源。当前新鲜野生葛根加工方式多以湿法提取葛根淀粉为主,但生产过程中大量营养成分因被水冲洗而流失。干法超微粉碎是制备野生葛根粉的一种简单高效的处理方式,可以极大程度减少资源浪费。... 详细信息

野生葛根具有一定生物活性,是一种食药两用资源。当前新鲜野生葛根加工方式多以湿法提取葛根淀粉为主,但生产过程中大量营养成分因被水冲洗而流失。干法超微粉碎是制备野生葛根粉的一种简单高效的处理方式,可以极大程度减少资源浪费。本实验室研制的干法超微粉碎设备——立式冲击磨在粉碎野生葛根这一韧性膳食纤维较多物料的过程中,存在粉碎不完全、粒径大等问题,会影响产品的集粉率和品质。本课题通过Fluent数值模拟结合实验验证的方式对立式冲击磨的关键粉碎部件——齿圈进行优化改造,研究不同角度齿圈内的流体速度分布、颗粒运动轨迹及其对颗粒粉碎效果（粒径、得率）的影响,并对不同角度齿圈下粉碎的野生葛根粉品质（营养物质含量、理化性质、功能性质）进行了比较,优选最佳粉碎齿圈角度制备野生葛根粉。在此基础上开发野生葛根饼干,通过单因素和正交实验优化得到最佳配方,制备一款感官品质和风味俱佳的野生葛根饼干产品。主要研究结论如下:（1）立式冲击磨粉碎齿圈的结构优化研究:利用Fluent数值模拟技术研究了不同角度齿圈（0°、25°、50°）粉碎腔内下的速度云图,结果表明随着齿圈角度的增加,粉碎腔内的高速气流区域逐渐扩大。通过对比不同角度粉碎齿圈的颗粒运动轨迹图,发现在50°齿圈中颗粒与锤头的碰撞次数最多。利用高速摄像机对葛根粉和大米在粉碎过程中的运动轨迹进行了拍摄。通过对比不同角度齿圈下的拍摄图像,发现颗粒运动轨迹与数值模拟结果一致。最后通过实验测定了不同角度粉碎齿圈下的粉体粒径与粉碎效率,结果表明,50°齿圈制得的野生葛根超微粉粒径为54.6μm,相比0°齿圈下降了18.7μm;并且50°齿圈对野生葛根的粉碎效率明显高于0°和25°齿圈,在15 min时50°齿圈粉碎效率高于0°齿圈6.54%,高于25°齿圈2.02%。这一结果不仅验证了数值模拟,也为冲击粉碎设备的优化设计提供了有力的支持。（2）立式冲击磨粉碎齿圈结构对野生葛根超微粉品质的影响研究:将上一章设计的粉碎齿圈应用于实际场景,研究不同角度齿圈（0°、25°、50°）对野生葛根超微粉品质的影响。结果表明,随着齿圈的角度从0°增大至50°,野生葛根超微粉的总淀粉和灰分含量没有变化,可溶性膳食纤维在总膳食纤维中的占比从9.59%增加至11.08%,蛋白质含量从6.78%增加至9.75%,损伤淀粉含量从0.79%增加至1.01%。与0°齿圈相比,50°齿圈制得的粉体比表面积从89.7 m2/kg增大至317.8 m2/kg,堆积密度从0.34 g/m L降低至0.32 g/m L。扫描电镜结果表明,粉体的粒径减小,大颗粒膳食纤维减少。此外,随着齿圈角度的增大,粉体溶解度增加,但持水性、持油性和膨胀度显著降低。随着齿圈角度的增加,粉体变得更亮更黄。与0°齿圈相比,50°齿圈制得的粉体中葛根素、多酚和黄酮类化合物含量分别增加了28.12%、20.76%和19.20%。生物活性物质的释放提高了粉体的抗氧化活性。此外,粉体的亚硝酸盐吸附能力和葡萄糖吸附能力也显著增强,有利于提高野生葛根超微粉的功能活性。研究结果为采用50°齿圈加工韧性膳食纤维含量较高物料提供理论基础。（3）野生葛根饼干的开发:结合前文研究,选择50°齿圈制备的粉体性质最好的野生葛根超微粉,用于饼干的研制。通过单因素实验得出饼干小苏打添加量为2 g,野生葛根超微粉替代15%的低筋面粉,在烘烤时间为40 min条件下制得的饼干质地适中,色泽诱人,感官评分最高。而后通过正交实验发现,野生葛根超微粉替代量对饼干感官评分影响最大,其次是小苏打添加量与烘烤时间。体外消化实验结果表明,野生葛根粉替代15%低筋面粉饼干慢消化淀粉和淀粉水解率分别下降了26.10%和8.49%,快消化淀粉和抗性淀粉分别提高了10.90%和15.20%。最佳配方下饼干的水分含量和碱度值分别为3.34%和0.29%,有助于延长饼干产品的货架期,且两种饼干均符合GB/T 20980-2021《饼干质量通则》中的规定。最终制备出了一款感官品质和风味俱佳的野生葛根饼干产品。本论文研究了立式冲击磨齿圈改造优化及其对野生葛根粉粉体性质等的影响,最终制作出一款野葛饼干。不仅提高了立式冲击磨粉碎效率,且为野葛产品开发提供理论依据,有助于拓宽干法冲击粉碎设备与野葛资源的利用范围。

关键词：立式冲击磨粉碎齿圈优化野生葛根粉饼干数值模拟

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绥德炕头石狮图案设计与应用研究

绥德炕头石狮图案设计与应用研究

作者：薛富琳延安大学

学位级别：硕士

绥德炕头石狮作为陕西省非物质文化遗产的重要组成部分,承载着厚重的历史文化底蕴与民间审美情趣。其艺术形式源于古老的风俗传统,通过石狮的造型和装饰图案,生动展现了历代陕北人民的生活情境与审美追求。然而,随着现代社会工业化进程... 详细信息

绥德炕头石狮作为陕西省非物质文化遗产的重要组成部分,承载着厚重的历史文化底蕴与民间审美情趣。其艺术形式源于古老的风俗传统,通过石狮的造型和装饰图案,生动展现了历代陕北人民的生活情境与审美追求。然而,随着现代社会工业化进程的加速推进与生活方式的剧烈变迁,这一富含本土特色与人文情怀的传统艺术形态遭遇了严峻挑战,其传承链条日益脆弱,面临被时代洪流冲刷淡化的风险。因此,对其展开抢救性研究与创新性转化显得尤为迫切。本课题以绥德炕头石狮的造型艺术与装饰图案为核心,首先立足于中国石狮文化的宏大历史背景,对石狮艺术的发展脉络进行了一次梳理,以此揭示绥德炕头石狮所蕴含的独特文化基因。其次,通过对炕头石狮艺术特质的剖析,我们得以洞见其在拙朴形态背后所凝聚的民族智慧与精神力量,进一步聚焦于炕头石狮主体结构——狮身的精微构造及其基座装饰的繁复纹饰,揭示了其艺术风格的独到之处与设计法则的内在逻辑。最后在设计实践环节将炕头石狮丰富的视觉图形符号提炼出来,融入现代文化创意产品的设计语言之中,实现了一次创新性交融。这一实践不仅成功激活了绥德炕头石狮这一非物质文化遗产的生命力,使其在新的载体上焕发出时代活力,更提供了一条具有示范意义的保护与弘扬路径。研究成果不仅丰富了对炕头石狮艺术的认知体系,也为同类非物质文化遗产的传承与创新实践提供了可借鉴的理论框架与实操策略,有力推动了传统文化在现代社会中的活态传承与可持续发展。

关键词：炕头石狮非遗文化图案设计文创产品

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基于多层电路的微波射频器件的研究与设计

基于多层电路的微波射频器件的研究与设计

作者：薛运柯电子科技大学

学位级别：硕士