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钠离子电池硬碳负极材料的改性及构效关系研究

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钠离子电池硬碳负极材料的改性及构效关系研究

作者：崔钰燕广州大学

学位级别：硕士

钠离子电池由于自然丰度高、环境友好、价格低廉、安全性高等优势,比起锂离子电池更适合可再生能源储存和电网规模的储能。石墨作为商用锂离子电池负极材料,在钠离子电池中表现欠佳,开发高性能的负极材料是钠离子电池实现大规模应用的... 详细信息

钠离子电池由于自然丰度高、环境友好、价格低廉、安全性高等优势,比起锂离子电池更适合可再生能源储存和电网规模的储能。石墨作为商用锂离子电池负极材料,在钠离子电池中表现欠佳,开发高性能的负极材料是钠离子电池实现大规模应用的关键。硬碳是一种具有大层间距的无序碳材料,具有原料来源广泛、价格低廉等优势,是最有可能实现大规模商业化的钠离子电池负极材料。然而,硬碳还存在储钠机理不明、导电性较差、电解液与硬碳匹配度较低、生物质前驱体一致性较差等问题,亟待进一步优化。本课题采用硫掺杂对硬碳进行改性,研究了微观结构参数与电化学性能之间的构效关系;随后研究了闭合孔与准金属钠团簇形成的关系;最后通过预氧化对沥青前驱体进行改性,制备出具有丰富闭合孔结构的沥青基衍生硬碳,具体如下:（1）将硬碳与升华硫共同退火合成了硫掺杂硬碳（S-HC）材料,通过调节热解温度和碳/硫质量比来调节硫掺杂量,探究了硫含量–微观结构参数（如层间距、缺陷、比表面积和孔径分布）–电化学储钠性能之间的对应关系。在醚基和酯基电解液中,S-HC的容量和动力学性能均优于原始硬碳。具有中等硫含量的S-HC-M显示出最佳的倍率性能和循环稳定性,其在醚基电解液中以1.0 Ag-1的电流密度循环1000次后,可逆容量达到387.0 m Ah g-1。通过原位Raman观察到了Na-S的形成和分解过程,测试结果表明S-HC-M在醚基电解液中的储钠机理符合“吸附/插层–孔填充”模型。对S-HC-M在醚基电解液中的斜坡/平台区容量变化进行统计后发现,平台区容量衰减是造成材料容量下降的原因。（2）选取石墨、介孔碳、石墨烯和硬碳四种模型碳材料,通过观察充/放电至不同电压的极片与酚酞指示剂反应后的产气及变色情况,考察不同电压下钠的化学态,结合表征与电化学测试结果,探究低电压平台的储钠机理。一系列实验结果表明,无闭合孔结构的碳材料不会形成低电压平台,钠以钠离子的形式存储于碳材料中。存在闭合孔结构的硬碳可以形成低电压平台,并且平台容量来源于准金属钠的生成。在此验证了硬碳在醚基电解液中平台区的储钠机理为“孔填充”,证实了闭合孔结构–低电压平台–准金属钠形成之间的对应关系。（3）以石油炼制过程的沥青废料为原料,采用不同的预氧化方式来构造闭合孔,探究了酸化时间、预氧化方式和碳化温度对硬碳储钠性能的影响。经过多重工艺条件的筛选优化,发现混酸处理8 h、碳化温度1500℃的P-A8-1500样品具有适宜的微观结构参数和丰富的闭合孔,有利于Na+的储存和离子的扩散,其平台区容量占比达到60.8%,电化学性能优异,在1.0 A g-1的电流密度下循环1000圈后,可逆容量为234.7 mAhg-1。

关键词：钠离子电池硬碳储钠机理硫掺杂准金属钠团簇沥青

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融合元学习的目标定位方法研究

融合元学习的目标定位方法研究

作者：燕瀚西安工业大学

学位级别：硕士

近年来,训练样本数量较少场景下的目标定位方法研究引起了科研人员的广泛关注。传统卷积定位网络需要大量的训练数据,并且大量生成目标框的搜索方式往往会造成计算冗余。尤其在某些样本获取以及目标标注困难的领域,如医疗、金融、军工... 详细信息

近年来,训练样本数量较少场景下的目标定位方法研究引起了科研人员的广泛关注。传统卷积定位网络需要大量的训练数据,并且大量生成目标框的搜索方式往往会造成计算冗余。尤其在某些样本获取以及目标标注困难的领域,如医疗、金融、军工以及航天等领域。在对其实现目标定位时,会导致网络模型的拟合程度较低。同时,随着网络模型的复杂化和图像的高清化,对于目标定位的计算成本也在不断增加。而人类在对外界目标搜索时,即使只见过几次也能很快地将其锁定在视野中,这与人类的记忆能力以及视觉系统有关。在计算机视觉的研究中,元学习方法的融入有助于提高模型的记忆性以及对陌生任务的快速适应,基于强化学习的目标搜索模型与人类视觉系统十分类似。故通过深入研究融合元学习与强化学习的目标定位模型具有深远意义。针对传统目标定位模型泛化能力低、计算冗余以及定位效率低的问题,本文受人类视觉系统对目标搜索过程的启发,以元学习框架为基础,通过设计一种元参数池记忆存储模块以提升定位模型在新任务下的泛化能力。另外提出了一种融合元学习与注意力机制以及上下文信息的“观察-眼跳-聚焦”目标定位模型,结合历史记忆提升图像中目标定位的效率。本文的主要工作和创新点如下:1)针对模型泛化能力低以及少样本环境下记忆遗忘的问题,本文提出一种融合元学习和强化学习的元参数池目标定位模型。模型通过预训练数据集训练一组相互之间差异较大的元参数集,元参数集中的每个元参数根据下一任务的相似程度进行动态更新,以保持对特定任务的关注度。在对少样本任务进行增强训练时,根据与历史任务的特征匹配程度选择对应的元参数作为模型初始训练参数,可以最大化的利用现有数据。并且,由于选择的元参数包含了历史任务的记忆,模型达到相同的拟合程度需要的训练数据会更少。另外,模型采用位置-回归动作的两阶段强化学习目标搜索方式,可以进一步提升定位的精度。2)针对模型计算成本增加和记忆遗忘的问题,本文进一步对人眼视觉系统搜索目标的方式进行了研究,提出了受人眼视觉启发的元学习目标定位模型。模型将整个定位过程看作为“观察-回忆-眼跳-聚焦”四个阶段。在观察阶段受人眼中心凹视野的启发,将原始图像处理为注视区域高像素、周围区域低像素的凹点视野图,以降低整个模型的像素输入,提升计算速度。在回忆阶段,通过融合元学习与注意力机制对历史探索进行记忆,并提出元注意力图的方式进行回忆。在眼跳阶段,模型根据回忆以历史的探索信息来选择模型下一时刻的关注位置,并通过强化学习网络生成聚焦动作的方式确定模型的注视范围。通过设计受人眼视觉系统启发的目标定位模型,进一步提升模型的泛化能力以及目标定位效率。综上所述,通过实验证明,结合元参数池的自回归目标定位模型同比随机初始化参数和基于MAML＿RL的元参数在训练速度上分别提升了3倍和0.6倍,相比于Caicedo以及Bueno提出的传统定位方法在精度上提升了约7%。模型达到相同的定位精度所需的数据量以及训练步数更少,表明了其具有较好的泛化能力和定位性能。受人眼启发的“观察-回忆-眼跳-聚焦”定位模型在精度上优于多个传统目标定位算法,并且相比于使用全尺寸图像不包含元学习与注意力机制的基础定位模型,智能体的平均搜索步数减少了1.76倍,定位速度提升了2.68倍,定位精度提升了14.68%,证明了融合元学习的人眼视觉目标定位模型的泛化能力以及定位效率有了进一步的提升。

关键词：元学习强化学习目标定位注意力机制自回归网络

烟草青枯病的发生流行及生防菌防控的根际微生物效应研究进展

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烟草科技 2024年第2期57卷 91-102页

作者：刘勇韦树谷叶鹏盛孙小芳代顺冬曾华兰赖佳阳苇丽黄玲盛玉珍四川省农业科学院经济作物研究所成都市610300 四川省烟草公司达州市公司四川省达州市635000

综述了国内烟草青枯病的发生、症状特征、生防菌的应用及其对根际微生物群落的影响。(1)烟草青枯病病原为青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum),该菌具有丰富的遗传多样性;(2)发病面积较大、为害较重的产区有广东、广西、福建、湖南、... 详细信息

综述了国内烟草青枯病的发生、症状特征、生防菌的应用及其对根际微生物群落的影响。(1)烟草青枯病病原为青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum),该菌具有丰富的遗传多样性;(2)发病面积较大、为害较重的产区有广东、广西、福建、湖南、浙江等省(自治区)及安徽省的皖南烟区、四川省的宜宾和泸州等烟区,发病率达30%~100%;(3)多种微生物的联合应用或拮抗菌与(生物)有机肥、生物质炭等的配合施用可以更好地控制烟草青枯病;(4)生防菌的应用显著影响了烟草根际土壤细菌和真菌群落的多样性,并使根际微生物群落朝着更均衡的方向发展。

关键词：烟草青枯病微生物群落生防菌

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基于词嵌入的跨学科知识输入特征分析

基于词嵌入的跨学科知识输入特征分析

作者：林玉燕曲阜师范大学

学位级别：硕士

在学科融合深化发展的背景下,一些交叉学科不断借鉴吸取其他学科的技术方法,丰富发展自身的知识体系,拓展自身的研究领域。而且,通过深入的知识交流,学者们可以汲取不同领域的先进理念,促进学术思想的交汇与碰撞,推动本学科的学术创新... 详细信息

在学科融合深化发展的背景下,一些交叉学科不断借鉴吸取其他学科的技术方法,丰富发展自身的知识体系,拓展自身的研究领域。而且,通过深入的知识交流,学者们可以汲取不同领域的先进理念,促进学术思想的交汇与碰撞,推动本学科的学术创新。情报学在诞生之初就受到交叉科学发展的影响,并根据自身需要主动吸取其他学科的理论、方法,目前已有不少学者对情报学的学科交叉问题给予了关注,但已有研究聚焦于学科交叉主题,尚未发现有分析政治学、法律学向情报学知识输入的研究。由此,本文以政治学、法律学为源学科,情报学为目标学科,将词嵌入技术纳入词共现分析和主题分析中,深入分析政治学、法律学向情报学的知识输入特征。本研究的核心内容聚焦于基于词嵌入分析情报学的跨学科知识输入特征,以丰富跨学科研究的视角。引用关系是体现跨学科输入的重要形式,而引文的题名、摘要以及关键词则是承载跨学科知识输入的主要载体。本研究选取情报学相关文献的引文内容(政治学、法律学)为主要研究对象,通过BICOMB抽取引文中的题名、摘要以及关键词,对政治学、法律学向情报学的知识输入特征情况进行分析。单一的词共现或者主题提取方法存在一定的局限和不足,无法处理词汇的多义性,或者忽略了一些间接关联和语义相关性。所以本文第3、4章针对一般共词分析方法中存在的词对共现统计粒度过粗以及LDA主题模型无法捕捉到词语的语义关系等问题,引入词嵌入技术,通过词共现与词嵌入相结合、主题提取与词嵌入相结合的方法,采用K-means聚类算法聚类,以深入分析跨学科知识输入的特征。并从技术原理、类团个数、类团可解释性、主题词贡献度以及类内密度5个角度对比分析了词嵌入前后的聚类结果。最后基于第3章和第4章的结果,从主题类团个数、主题一致性以及主题间区分度3个角度说明了不同途径所导致的知识输入主题类团特征差异。研究结果表明:融入语义信息有利于明确具体文献的主题归属、提高类团内主题词对类团整体的粘合力和主题类团的类内密度,提升主题一致性,使得主题内的主题词更紧凑。根据数据分析结果来看,政治学、法律学向情报学的知识输入特征为:情报学与政治学、法律学的相互影响程度深受情报学本身属性的影响;情报学能根据自身学科研究问题从政治学、法律学汲取相关理论和方法;政治学、法律学向情报学科领域引入了一系列问题和挑战,推动了情报学理论和实践的发展,拓宽了情报学科的研究领域。

关键词：词嵌入词共现主题模型跨学科研究知识输入特征

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基于数字孪生的呼叫机智能产线研究

基于数字孪生的呼叫机智能产线研究

作者：燕英杰天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

在智能制造与中国制造2025背景下,制造业转型智能制造抢占市场与降本增效迫在眉睫。在企业实际生产中,一个产品的研发到落地,以及后期维护往往耗费大量成本与时间,漫长的周期迫使产品可能跟不上市场潮流,众多制造业企业为寻求商机尝试... 详细信息

在智能制造与中国制造2025背景下,制造业转型智能制造抢占市场与降本增效迫在眉睫。在企业实际生产中,一个产品的研发到落地,以及后期维护往往耗费大量成本与时间,漫长的周期迫使产品可能跟不上市场潮流,众多制造业企业为寻求商机尝试转型为智能制造型企业以降本增效,但由于没有成熟的案例可供参考,大多停留在智能制造的第一环——概念层,便戛然而止。本文以呼叫机生产线为基础,搭建智能感知网络,采用数字孪生技术,在数字孪生空间对呼叫机生产线进行物理定义、数据采集、虚拟调试验证等工作,同时引入MES系统,设计虚拟现实同步实验,实时采集数据并上位机监控,采用改进粒子群算法对智能产线进行智能排产调度优化,以促进企业降本增效。本文主要研究内容分为以下几点:(1)首先基于呼叫机生产线,以模块化集成与智能控制为主进行了整体方案设计,引入传感设备作为自动化感知系统,搭建了以PLC为控制器,包含六个工作单元的呼叫机智能环形生产线,对各工作单元内功能模块进行集成化设计,该系统主要包括供料、分拣、定制化音乐烧录、打磨、定制化图案雕刻、视觉检验、仓储等功能模块。(2)通过工业软件进行几何模型设计,在数字孪生空间搭建等比例尺寸的产线模型,对产线模型进行数字孪生功能设计,使其具备物理约束与物理行为特性。通过设计信号与仿真序列,解决了物料生成、交流减速电机、工业机器人、呼叫机装配等数字孪生难点,使其成为物理空间的忠实映射,并通过PLCSIM adv通信进行虚拟调试验证。(3)在虚拟调试验证的基础上,进行呼叫机智能产线的虚实同步实现。搭建MES系统通过OPC UA通信实现了物理产线、MES系统、数字孪生产线的相互通讯,并根据虚实同步特性,进行虚实同步下的电机同步运行与工业机器人轴数据同步采集的设计与实现。最后在数字孪生产线中引入改进粒子群优化算法,对智能产线存在的调度问题进行优化。

关键词：生产线数字孪生 MCD 产线调度

土地托管服务对农户绿色技术采纳的影响机理与实证检验

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土地托管服务对农户绿色技术采纳的影响机理与实证检验

作者：潘佳燕山东师范大学

学位级别：硕士

随着农业要素资源约束的不断加强和生态环境的不断恶化,促进农业绿色高质量发展和推动农业生产方式向“绿色高效”转变,对于实现农业由“量”到“质”的深刻变革具有重要的现实意义。农户作为农业生产经营的基本单位及行为主体,其生产... 详细信息

随着农业要素资源约束的不断加强和生态环境的不断恶化,促进农业绿色高质量发展和推动农业生产方式向“绿色高效”转变,对于实现农业由“量”到“质”的深刻变革具有重要的现实意义。农户作为农业生产经营的基本单位及行为主体,其生产行为能否“绿色化”无疑是实现农业绿色转型的关键所在。然而,由于农业绿色技术的高度集成化和“精英移民”导致的务农人口“弱质化”,农户自发进行绿色生产的意愿并不高,这就需要探索一种科学引导农户采纳绿色技术的路径。而土地托管服务绿色化、专业化优势显著,能够在为农户提供服务的同时将绿色生产要素和绿色技术引入农业生产过程,无形之中带动农户绿色生产,恰好与农业绿色转型的要求相契合。因此,探究分析土地托管服务对农户绿色技术采纳具有何种影响,土地托管服务通过何种路径作用于农户绿色技术采纳,土地托管服务是否对异质性农户绿色技术采纳的影响不同,以及不同类型土地托管服务对异质性农户绿色技术采纳的带动效果有何差异,对于转变农业生产方式,实现农业绿色转型具有重要的参考意义。基于上述研究背景和研究问题,本文首先对相关文献进行了梳理,并对相关概念进行了界定;其次,基于分工理论、诱致性技术变迁理论和交易成本理论,分析了土地托管服务对农户绿色技术采纳影响的理论逻辑,将地块规模、土地肥力和技术培训纳入分析框架,从要素配置视角具体阐释了它们在土地托管服务与农户绿色技术采纳之间的影响机制,并将样本地区农户划分为生产型农户和生活型农户两种类型,基于异质性农户视角,分析土地托管服务对农户绿色技术采纳的异质性影响;随后,对研究区域农户的土地托管服务现状及绿色技术采纳情况进行描述性统计与分析;最后,采用OLS回归、调节效应模型和分组回归,对上述理论分析进行了实证检验,并依据研究结论提出了相关的对策建议。本文研究发现如下:(1)土地托管服务能够促进农户绿色技术采纳,并随土地托管服务程度的加深,促进作用越大,因此要注重土地托管组织的培育和发展,大力扶持土地托管组织,并通过加强宣传力度和发放补贴的方式提高农户购买土地托管服务的积极性;(2)地块规模、土地肥力和技术培训均在土地托管服务和农户绿色技术采纳之间发挥着正向调节作用,地块规模越大、土地越肥沃、技术培训程度越高,土地托管服务对农户绿色技术采纳的促进作用越大,因此要充分发挥地块规模、土地肥力和技术培训的调节作用;(3)土地托管服务对生活型农户绿色技术采纳的促进作用更大,对生产型农户绿色技术采纳的作用并不显著,因此要重点关注生产型农户,增强生产型农户的绿色生产能力;(4)劳动节约型托管服务对生活型农户绿色技术采纳的促进作用更大,技术密集型托管服务对生产型农户绿色技术采纳的促进作用更大,因此土地托管组织要提高精准化服务供给能力,有针对性地为不同类型农户提供差异化服务。

关键词：土地托管服务绿色技术采纳要素配置异质性农户