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基于自适应多曝光融合的高动态范围表面测量方法

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 173-182页

作者：雷经发谢浩然李永玲吴东张淼赵汝海安徽建筑大学机械与电气工程学院安徽合肥230601 工程机械智能制造安徽省教育厅重点实验室安徽合肥230601 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室四川自贡643000 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026

为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面... 详细信息

为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面反射率不同的区域分为若干组,分别计算出每个组别的最佳曝光时间;在此基础上,拍摄不同组别对应最佳曝光时间下投射白光和条纹的图像,并去除图像中超过设定阈值的高灰度值区域,再将投射白光处理后的图像制作成掩模图,与相同曝光时间下投射条纹处理后的图像相乘,进而对多组相乘后的图像进行亮度压缩与融合;最后,通过CLAHE算法提高融合后所生成条纹图的对比度与清晰度,并对条纹解相后进行点云重建和尺寸测量。实验结果表明:文中方法中自适应曝光相较于手动曝光具有高效性和准确性,U型卡、连接块、圆盘三个高动态范围表面物体的点云重建率分别高达99.98%、99.74%、99.76%,测量出的标准块阶梯高度差绝对误差为0.062 mm,相对误差仅为0.69%,该方法有效解决了高动态范围表面物体测量时点云缺失的问题,提高了三维轮廓的测量精度。

关键词：高动态范围表面物体自适应曝光时间多曝光融合技术三维轮廓检测

基于级联线性-非线性自抗扰控制器的永磁直线同步电机速度控制策略研究

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中国电机工程学报 2024年第15期44卷 6158-6168,I0027页

作者：谢浩然胡纯福卢萌刘晓黄守道湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 国网宁波供电公司浙江省宁波市315200

为了提升永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在负载变化、参数摄动和其他不确定因素下的抗扰性能和速度跟踪性能,提出一种基于级联线性-非线性自抗扰控制器的PMLSM速度控制策略。首先,建立考虑负载扰... 详细信息

为了提升永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在负载变化、参数摄动和其他不确定因素下的抗扰性能和速度跟踪性能,提出一种基于级联线性-非线性自抗扰控制器的PMLSM速度控制策略。首先,建立考虑负载扰动和参数失配的PMLSM数学模型;其次,设计级联线性-非线性扩张状态观测器来实时估计和补偿系统所受的不确定扰动,前级线性扩张状态观测器保证系统在大扰动下保持稳定,后级非线性扩张状态观测器利用非线性机制进一步提高系统对扰动的估计精度,从而将线性自抗扰控制和非线性自抗扰控制的优势相结合,以此提升系统的速度跟踪性能和抗扰动能力;并且,对所提控制器提出基于劳斯判据的稳定性分析方法,并对系统的抗扰性能和噪声抑制性能进行了频域分析;最后,对基于PI控制、级联线性自抗扰控制、非线性自抗扰控制和级联线性-非线性自抗扰控制的永磁直线同步电机系统进行仿真和实验对比,验证所提方法的优越性。

关键词：永磁直线同步电机自抗扰控制级联线性-非线性扩张状态观测器扰动抑制稳定性分析

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高速铁路轨道运维拨道技术研究

铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2557-2568页

作者：徐凌雁袁伟谢剑谢浩然臧传臻岳彤天津大学建筑工程学院天津300350 中国铁路设计集团有限公司线站院天津300308 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

为探讨优化高速铁路拨道换板合理作业参数以进一步提升轨道板更换效率,以既有运营线拨道换板整修为研究对象,结合线上无砟轨道换板作业实际测试,建立了考虑钢轨、扣件、轨道关键部件的线路拨道有限元模型,研究了垫轨、拨轨状态下工装布... 详细信息

为探讨优化高速铁路拨道换板合理作业参数以进一步提升轨道板更换效率,以既有运营线拨道换板整修为研究对象,结合线上无砟轨道换板作业实际测试,建立了考虑钢轨、扣件、轨道关键部件的线路拨道有限元模型,研究了垫轨、拨轨状态下工装布置间距、扣件松开长度、温差等对拨道作业的影响,为更换不同类型、不同块数伤损轨道板提供数据支持与指导。研究结果表明:进行钢轨横向拨道作业前,需首先分析各垫轨、拨道工装以及轨距拉杆的相对布置间距,确定合理的工装布置方式。拨道作业时,扣件最大上拔力位于未松开的第1组扣件处,上拔力受工装抬轨高度及松开扣件长度的共同影响,与温度不相关,当扣件压力限值取18 kN时,在750 mm的钢轨横向拨道量条件下,线路总长度至少达到80 m即可保证扣件不发生上窜现象。钢轨的最大米塞斯应力位于轨距拉杆处轨底内侧,应力沿着从扣件松开处向拨道中心的方向减小,与钢轨材料弹性柔度成正相关。横向最大拉应力始终位于拨道横移加载处,应力状态均与扣件松开长度近似呈反比例函数关系,且满足钢轨允许最大拉应力限值要求。当施工轨温低于锁定轨温时为钢轨最不利受力情况,为了保证可一次性更换2块轨道板长度,建议最小线路总长度取120 m(扣件松开长度100 m)。研究结果可为进一步优化高速铁路轨道运维技术和保障高铁安全运营提供参考。

关键词：高速铁路无砟轨道拨道换板运维线上试验

EGR1调控氮能神经元凋亡在糖尿病胃轻瘫发病中的作用

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现代生物医学进展 2024年第12期24卷 2201-2206,2273页

作者：谢旎谢浩然余兰婷陆嘉伟梅竹吴颖苏冠豪李百文上海交通大学医学院附属第一人民医院消化科上海市胰腺疾病重点实验室上海200080 清华大学附属北京清华长庚医院肝胆胰中心北京100084

目的:研究糖尿病胃轻瘫(Diabetic gastroparesis,DGP)幽门括约肌组织中氮能神经元损伤的关键基因靶点及其相关机制。方法:采用SD大鼠腹腔注射链脲佐菌素构建I型糖尿病胃轻瘫模型。通过大鼠幽门括约肌组织转录组测序筛选DGP的关键差异性... 详细信息

目的:研究糖尿病胃轻瘫(Diabetic gastroparesis,DGP)幽门括约肌组织中氮能神经元损伤的关键基因靶点及其相关机制。方法:采用SD大鼠腹腔注射链脲佐菌素构建I型糖尿病胃轻瘫模型。通过大鼠幽门括约肌组织转录组测序筛选DGP的关键差异性表达基因,并利用免疫组化、免疫印迹等方法验证其在组织中的表达情况。随后,通过小干扰RNA敲低PC12细胞中该基因的表达,从而探索其具体的作用机制。结果:转录组测序分析提示DGP大鼠幽门括约肌组织共存在808个差异基因,其中247个基因上调,561个基因下调。其中,"神经活性配体-受体相互作用"通路中的早期生长应答基因1(Early growth response 1,EGR1)的表达发生了显著下调,对照组比造模组的表达量为1.02±0.03 vs 0.13±0.07(P<0.01)。并且,大鼠DGP模型的免疫组化、免疫印记等方法均成功验证了其表达的下调。PC12细胞敲低EGR1后,神经型一氧化氮合酶(Neuronal nitric oxide synthase,nNOS)及细胞凋亡相关基因Bcl-2的表达发生了显著下调。结论:DGP中EGR1可能是引起氮能神经元nNOS表达降低和凋亡的关键基因,该靶点的发现将为DGP的治疗提供新的思路。

关键词：糖尿病胃轻瘫幽门括约肌痉挛 EGR1 氮能神经元凋亡

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通导一体化环月星座设计初探

系统工程与电子技术 2023年第1期45卷 241-249页

作者：王晓伟詹亚锋谢浩然陈曦北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 清华大学电子工程系北京100084

探月活动的深入开展对月球中继星座的覆盖连续性、通信即时性、导航精准性及建设成本的要求越来越高。通导一体化的出现可为月球星座设计带来新思路,可在为月面用户提供通信中继服务的同时,在三重覆盖下实现高精度月面用户定位。针对不... 详细信息

探月活动的深入开展对月球中继星座的覆盖连续性、通信即时性、导航精准性及建设成本的要求越来越高。通导一体化的出现可为月球星座设计带来新思路,可在为月面用户提供通信中继服务的同时,在三重覆盖下实现高精度月面用户定位。针对不同卫星数量、不同轨道高度的环月星座轨道,分析了其单重、双重和三重全月面全时覆盖的性能,提出了特定高度下针对不同覆盖重数所需卫星数量的理论最小值,并进行了仿真验证;而后在通导一体化设计准则下,对三重覆盖的情况进行了月面用户定位仿真分析,结果显示三重覆盖定位精度可达米级。

关键词：环月星座通导一体化覆盖性能定位精度

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高速铁路系杆拱连续梁桥上钢轨伸缩量研究

铁道工程学报 2023年第3期40卷 27-32页

作者：黄杰谢浩然刘从新闫斌中国市政工程西北设计研究院有限公司兰州730030 中国铁路设计集团有限公司天津300308 中南大学长沙410075

研究目的:为研究温度和活载作用对四线铁路系杆拱连续梁桥上钢轨伸缩量的影响,采用非线性杆单元模拟有砟轨道线路纵向阻力(该模拟方法已经过UIC774-3算例验证),建立考虑钢管混凝土拱、吊杆、梁体、支座、桥墩、桩基础、四线轨道结构、... 详细信息

研究目的:为研究温度和活载作用对四线铁路系杆拱连续梁桥上钢轨伸缩量的影响,采用非线性杆单元模拟有砟轨道线路纵向阻力(该模拟方法已经过UIC774-3算例验证),建立考虑钢管混凝土拱、吊杆、梁体、支座、桥墩、桩基础、四线轨道结构、钢轨伸缩调节器的一体化空间分析模型,在此基础上分析多种钢轨伸缩调节器设置方案下钢轨应力和变形、墩顶水平力的分布规律,探讨拱、吊杆和主梁温度发生变化,以及多种制挠力组合工况对钢轨伸缩量和下部结构受力的影响。研究结论:(1)将钢轨伸缩调节器设置在边跨跨中可保证钢轨伸缩量相对较小的情况下大幅度减少钢轨应力;(2)主梁温度变化对钢轨伸缩量影响显著,考虑拱温度变化后,钢轨应力可增大40 MPa;(3)制挠力对钢轨伸缩量的影响较小,多线加载时,有载和无载线路制挠力峰值均出现在路基相邻段;(4)多线对向加载时,在桥墩顶产生的扭矩可达8033 kN·m;(5)本研究成果可为大跨度拱桥上轨道结构的设计提供借鉴和参考。

关键词：大跨度桥梁系杆拱连续梁无缝线路钢轨伸缩量

系杆拱连续梁桥-多线轨道互制分析的荷载步法

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铁道标准设计 2023年第6期67卷 31-36,79页

作者：谢浩然中国铁路设计集团有限公司天津300308

为研究考虑加载历史的桥梁-多线轨道系统受力特性,通过推导考虑加载历史的线路纵向阻力迭代公式并以某(77+3×156.8+77)m系杆拱连续梁桥为例,建立考虑钢管混凝土拱、吊杆、梁体、桥墩、桩基、多线轨道的大跨度系杆拱连续梁桥一体化有限... 详细信息

为研究考虑加载历史的桥梁-多线轨道系统受力特性,通过推导考虑加载历史的线路纵向阻力迭代公式并以某(77+3×156.8+77)m系杆拱连续梁桥为例,建立考虑钢管混凝土拱、吊杆、梁体、桥墩、桩基、多线轨道的大跨度系杆拱连续梁桥一体化有限元模型,分析加载历史对系杆拱连续梁桥-轨道系统受力影响及结构检算结果。结果表明:代数求和算法计算钢轨应力峰值偏大61.9%,墩顶水平力偏大74.0%,考虑温度效应须同时对钢轨、梁体和拱施加温度荷载;挠曲工况下双线同向加载时墩顶水平力为1058.2 kN,双线对向加载时墩顶扭矩为4193.6 kN·m;计算温度制挠力时,代数求和算法计算钢轨应力较荷载步法偏大7%,墩顶水平力偏大8%~27%,设计不经济;代数求和算法计算墩顶扭矩与荷载步法最大偏差可达51.3%。

关键词：高速铁路铁路桥梁系杆拱连续梁桥互制分析加载历史荷载步法

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连续梁桥上CRTS双块式无砟轨道疲劳特性

哈尔滨工业大学学报 2023年第7期55卷 52-59页

作者：闫斌黄杰谢浩然潘文彬中南大学土木工程学院长沙410075 中国市政工程西北设计研究院有限公司兰州730030 中国铁路设计集团有限公司天津300308

为探讨梁轨非线性互制作用下连续梁桥上双块式无砟轨道系统静动力荷载下结构响应,预测桥上无砟轨道结构的疲劳寿命,基于梁轨相互作用原理与车辆-轨道-桥梁耦合动力学原理,以昌景黄铁路某(40+64+40)m连续梁为研究对象,采用有限元方法建... 详细信息

为探讨梁轨非线性互制作用下连续梁桥上双块式无砟轨道系统静动力荷载下结构响应,预测桥上无砟轨道结构的疲劳寿命,基于梁轨相互作用原理与车辆-轨道-桥梁耦合动力学原理,以昌景黄铁路某(40+64+40)m连续梁为研究对象,采用有限元方法建立了考虑桥梁、支座、底座板、道床板、扣件和钢轨等构件及结构层间非线性约束的连续梁-CRTS双块式无砟轨道的一体化空间分析模型,研究列车静活载作用下桥梁、道床板、底座板及钢轨的动力响应特性与无缝线路纵向力分布规律,分析连续梁桥上无砟轨道结构疲劳特性。结果表明:温度荷载作用下钢轨最大压应力位于连续梁两端,最大拉应力位于桥梁跨中;竖向荷载作用下钢轨最大拉应力位于连续梁桥墩,最大压应力位于桥梁跨中;制动荷载作用下钢轨拉、压应力极值均位于桥梁桥墩;钢轨纵向力由温度荷载控制,最大应力为143.1 MPa,满足规范要求;列车动载作用下,简支梁和连续梁上钢轨最大拉、压应力相当,道床板最大拉应力出现在连续梁跨中限位凹槽附近,其板底拉应力大于板顶,底座板最大拉应力出现在连续梁主墩附近,且板顶和板底的拉、压应力基本相同;列车动载作用下,钢轨最易破坏处寿命约27.1 a,道床板和底座板在服役期内不会发生疲劳破坏。

关键词：轨道工程无砟轨道连续梁 S-N曲线疲劳特性

人民币汇率传递研究——基于宏观经济冲击的视角

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人民币汇率传递研究——基于宏观经济冲击的视角

作者：谢浩然南京财经大学

学位级别：硕士

汇率传递指的是汇率波动对价格水平的影响程度。一般来说本币升值会引起进口价格水平的下降,并且汇率波动传递到进口价格是不完全的。近些年来我国的经济环境不断地变化:2005年和2015年的两次汇率制度改革引发了人民币汇率在波动幅度上... 详细信息

汇率传递指的是汇率波动对价格水平的影响程度。一般来说本币升值会引起进口价格水平的下降,并且汇率波动传递到进口价格是不完全的。近些年来我国的经济环境不断地变化:2005年和2015年的两次汇率制度改革引发了人民币汇率在波动幅度上的变化;离岸人民币市场平稳快速地发展,人民币的国际化程度越来越高;利率的市场化改革致使资本市场的不确定性增加。在新的经济环境下,人民币对美元汇率由单边升值变为双向波动的新常态。在不同形势下,人民币汇率传递效应的不同特征值得我们去深思,而利用最新的数据将影响汇率波动的宏观经济因素纳入研究将会增进我们对人民币汇率传递效应的理解。本文采取理论与实证相结合的方式对人民币汇率传递进行了一系列研究。本文的实证研究分为如下几个部分:首先,本文构建了一个标准开放型经济框架,从理论上说明了汇率波动的来源决定了汇率传递效应,例如国内需求冲击对应的汇率传递系数通常会小于其他冲击对应的系数。其次,我们构建了一个符号限制结构向量自回归模型(Sign SVAR)来识别供给冲击、需求冲击、货币政策冲击、汇率冲击这四类国内冲击,以及持续性全球冲击和暂时性全球冲击两类全球性冲击,并使用1997年1月至2021年7月的月度数据来进行研究。再次,研究汇率传递到进口价格,重点分析不同冲击后的汇率传递效应,并在此基础上对样本进行分割,以此来分析汇率传递在不同汇率制度下的不同特征。随后,分析汇率传递到消费者价格,重点分析汇率对消费者价格的传递是否也是与冲击相关的。最后,本文还研究了汇率传递到不同国内价格的异质性,并对模型的稳健性进行了检验。本文实证研究的结果表明,价格对汇率波动的反应程度会因为汇率波动来源的变化而变化。例如:对应国内需求冲击和暂时性全球冲击的汇率传递系数较低。其次我们通过对样本进行划分,发现了人民币汇率传递效应在不同时期具备不同的特征。在2005年至2015年人民币汇率不断升值的这一样本期间,汇率传递到进口价格和消费者价格的系数明显低于其他两个时期,并且此时国内需求冲击和暂时性全球冲击对汇率波动的贡献较高;此外,我们还发现不同冲击对应的汇率传递系数趋于平稳的时间是不同的;最后,我们还讨论了汇率传递到不同国内价格的异质性。总的来说,我们的研究结果表明不同类型的汇率冲击会在幅度、持续时间等方面以不同的方式来影响价格,因此在研究汇率传递的时候将汇率波动来源纳入分析的框架之中可以提高我们对人民币汇率传递效应的理解。

关键词：汇率波动汇率传递宏观经济冲击