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基于全驱系统方法的离散非线性系统若干控制问题研究

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基于全驱系统方法的离散非线性系统若干控制问题研究

作者：郭志菁东北电力大学

学位级别：硕士

全驱系统是控制系统的一种描述形式,是面向控制的系统模型,全驱系统方法是近年来针对控制系统设计问题提出的一种新方法。在自然界中,离散非线性系统普遍存在,很难为所有系统建立一种通用的控制方法,而利用全驱系统方法,可以消除系统的... 详细信息

全驱系统是控制系统的一种描述形式,是面向控制的系统模型,全驱系统方法是近年来针对控制系统设计问题提出的一种新方法。在自然界中,离散非线性系统普遍存在,很难为所有系统建立一种通用的控制方法,而利用全驱系统方法,可以消除系统的动态特性,从而得到一个线性定常的闭环系统,在很大程度上简化了控制系统设计的难度,因此采用全驱系统方法对离散非线性系统进行研究具有重要的价值与意义。本文基于全驱系统方法,分别针对无时滞离散非线性系统、具有状态时滞的离散非线性系统、具有状态时滞的离散非线性亚全驱系统的控制律设计问题进行了研究。在全驱系统方法的框架下,提出了控制律的一般表达形式,通过建立一类Sylvester方程并求解,获得了控制律的参数化表达形式。本文的主要内容包括以下几个方面:(1)针对一类无时滞的离散非线性系统的控制律设计问题,基于全驱系统方法提出了具有参数化形式的控制律。首先,推导了一类具有不确定性的离散时间严反馈系统的前向全驱系统模型和后向全驱系统模型;然后,基于全驱系统方法设计了控制律,得到了一个线性定常部分加不确定性部分的闭环系统;接下来基于离散时间线性系统理论,通过构造Lyapunov函数,推导了使系统稳定不确定性需要满足的条件;进一步,利用参数化方法得到了控制律的参数化表达形式。最后,通过数值算例的验证和仿真实验的分析,验证了所提出方法的有效性。(2)针对具有状态时滞的离散非线性系统的控制律设计问题,考虑到扰动环节所带来的影响,基于全驱系统方法提出了基于自适应扰动观测器的控制律。首先,介绍了一类具有状态时滞和扰动的离散非线性系统,设计了基于自适应扰动观测器的控制律,得到一个可任意配置特征结构的线性闭环系统,且观测器的输出能够跟踪扰动;其次,将目标系统变换为期望的分块形式,通过对误差系统进行分析,得出观测器的稳定条件;进一步,借助Sylvester方程的解,给出了反馈控制矩阵和观测器增益矩阵的参数化形式;最后,通过数值算例的验证和仿真实验的分析,验证了设计的正确性与有效性。(3)针对具有状态时滞的离散非线性亚全驱系统的控制律设计问题,提出了具有参数化形式的控制律。首先,介绍了一类具有状态时滞和不确定性的离散时间非线性亚全驱系统;然后基于全驱系统方法和Lyapunov稳定性理论,设计了鲁棒控制律,得到了可以任意配置特征结构的闭环系统;进一步,利用参数化方法,得到了控制律的参数化表达形式。最后,通过数值算例的验证和仿真实验的分析,验证了所提出方法的有效性和可行性。

关键词：全驱系统方法离散系统非线性系统时滞系统参数化设计方法 Sylvester方程

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基于变分自编码器的近似聚合查询优化方法

浙江大学学报（工学版） 2024年第5期58卷 931-940页

作者：黄龙森房俊周云亮郭志城北方工业大学信息学院北京100144 北方工业大学大规模流数据集成与分析技术北京市重点实验室北京100144

针对偏态数据分布不平衡,传统近似聚合查询方法难以抽样生成偏态分布数据的问题,提出基于优化的变分自编码器的近似聚合查询方法,研究近似聚合查询方法对偏态分布数据的近似聚合查询准确率的影响.在预处理阶段对偏态分布数据进行分层分... 详细信息

针对偏态数据分布不平衡,传统近似聚合查询方法难以抽样生成偏态分布数据的问题,提出基于优化的变分自编码器的近似聚合查询方法,研究近似聚合查询方法对偏态分布数据的近似聚合查询准确率的影响.在预处理阶段对偏态分布数据进行分层分组,对变分自编码器生成模型的网络结构和损失函数进行优化,降低近似聚合查询相对误差.实验结果表明,与基准方法相比,近似聚合查询对偏态分布数据的查询相对误差更小,且随着偏态系数的提高,查询相对误差的上升趋势更平缓.

关键词：近似查询处理偏态分布机器学习变分自编码器分组抽样

面向选区激光熔化的刹车踏板拓扑优化与成型研究

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面向选区激光熔化的刹车踏板拓扑优化与成型研究

作者：郭志启重庆交通大学

学位级别：硕士

轻量化是“双碳”政策背景下汽车的发展策略,目前,新能源汽车开发和迭代频次越来越快。铝合金选区激光熔化(SLM)成型兼具材料的轻量化、结构设计自由、近净成型和成型快速的优点,成为原型制备的首选工艺。为快速开发某型汽车刹车踏板,... 详细信息

轻量化是“双碳”政策背景下汽车的发展策略,目前,新能源汽车开发和迭代频次越来越快。铝合金选区激光熔化(SLM)成型兼具材料的轻量化、结构设计自由、近净成型和成型快速的优点,成为原型制备的首选工艺。为快速开发某型汽车刹车踏板,解决刹车踏板拓扑设计、铝合金SLM成型关键技术及成型件可靠性分析问题,本文进行了面向增材制造的拓扑优化和成型工艺及性能的研究。首先,为降低刹车踏板重量并保证其使用寿命,通过材料分布和结构的拓扑优化,在满足设计载荷250N条件下,将踏板质量由0.519kg减少到0.242kg;踏板最大应力为87.03MPa、最大变形为0.85mm,虽比优化前的最大应力42.62MPa和变形量0.37mm大,但小于材料的屈服强度331.22MP和踏板允许变形量4.68mm,表明该拓扑优化结构具有足够强度和刚度,满足性能要求。然后,对铝合金踏板进行SLM成型工艺研究。为探究AlSi10Mg合金SLM成型的最佳工艺,采用30μm层厚铺粉,以不同激光功率和扫描速率打印单熔道块体试样,用光学显微镜观察熔池。试样分析发现,在较高的能量密度下,金属粉体容易挥发,导致材料表面出现球化、孔洞,致密度和力学性能下降,最优参数组合为激光功率220W、扫描速度1600mm/s、扫描间距0.1mm。随后,采用最优参数和拓扑优化后的结构对刹车踏板进行水平,竖直和45°倾斜3种摆放方式的成型过程仿真。结果表明,水平放置成型不仅节省支撑材料和成型时间,也使打印过程应力最小,最终采用水平放置作为踏板的摆放和支撑方案。最后,对SLM成型的AlSi10Mg合金试样进行了拉伸和疲劳实验研究。拉伸强度均值可达470.04MPa,屈服强度均值为331.22MPa,延伸率均值为5.03%。疲劳断口分析表明,失效主要是SLM成型中气孔、夹杂物等缺陷造成的微裂纹引起,当裂纹扩展到一定程度后,有效截面无法承载疲劳荷载而引起破坏。本文根据疲劳实验数据,拟合出了SLM成型铝合金零件的应力-疲劳寿命(S-N)曲线,将实验数据导入ANSYS软件进行疲劳仿真,结果显示刹车踏板疲劳寿命最小处为4.621×10～9次,超过设计寿命10～7次冲击,刹车踏板满足使用寿命要求。本文面向增材制造的刹车踏板拓扑优化与SLM成型工艺及性能研究,为汽车零件轻量化设计、快速成型和快速评估提供了完整和高效解决方案。

关键词：选区激光熔化面向增材制造汽车刹车踏板拓扑优化疲劳性能

双通道时间交织ADC采样系统的模拟前端驱动芯片设计

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双通道时间交织ADC采样系统的模拟前端驱动芯片设计

作者：郭志弘电子科技大学

学位级别：硕士

基于SWOT-PEST的污染场地风险管理技术筛选研究

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基于SWOT-PEST的污染场地风险管理技术筛选研究

作者：郭志耀吉林大学

学位级别：硕士

社会的发展常伴随着污染问题,衍生出众多污染地块,威胁土壤和地下水的安全使用,给生态系统与居住环境带来潜在风险。科学合理地解决此类污染问题,具有一定的科研和工程实践意义。针对某一污染地块,如何决策其处置技术,一直都是治理工作... 详细信息

社会的发展常伴随着污染问题,衍生出众多污染地块,威胁土壤和地下水的安全使用,给生态系统与居住环境带来潜在风险。科学合理地解决此类污染问题,具有一定的科研和工程实践意义。针对某一污染地块,如何决策其处置技术,一直都是治理工作的关键环节。因此,本文从污染场地风险管理技术的筛选角度出发,展开本研究,主要研究内容及成果如下:(1)为确保筛选指标的全面性,通过大量文献和案例调研的方式,对技术筛选时出现的高频词汇进行归纳,得到用于技术筛选的共39个要素的基础参考指标,涵盖环境、经济、技术和社会四个方面,为技术筛选方法的构建提供了基础信息支撑,具有一定参考价值。(2)以往研究中,SWOT-PEST模型常用于组织或团体的战略决策,在污染场地技术筛选方面的研究中鲜有出现。针对某一具体污染地块,指标选择的策略是不同的。本文尝试采用SWOT-PEST分析模型,与基础参考指标相结合,建立指标的选择策略方法。即针对某一污染地块,在上述模型基础上,联用四象限坐标法,绘制指标筛选决策评估图,得出指标的选择方向,完成对筛选指标的进一步选择。(3)为构建技术筛选方法,参考我国已发布的相关文件中关于土壤和地下水的修复管控工作程序,设立了适用于本研究的技术筛选流程。首先,在场地前期工作基础上,剔除不适用的技术,得到备选技术。然后,运用本文所述方法,对备选技术进行综合评价。最终,得到备选技术的优先级排序,供决策者参考。(4)将本法运用到两种不同类型的污染场地,通过验证,本方法与案例中所选用的风险管理技术吻合度较高,具有较强的可行性。

关键词：污染场地风险管理指标体系 SWOT-PEST 技术筛选

近红外光谱结合Stacking集成学习的猕猴桃糖度检测研究

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光谱学与光谱分析 2024年第10期44卷 2932-2940页

作者：郭志强张博涛曾云流武汉理工大学信息工程学院湖北武汉430070 华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室·国家柑橘保鲜技术研发专业中心湖北武汉430070

利用近红外光谱技术Stacking集成学习对猕猴桃糖度的无损检测。以湖北“云海一号”猕猴桃为研究对象,采用红外分析仪获取了280个样本的光谱数据,包含了4000~10000cm^(-1)范围内的1557个波长数据,使用折射仪测量糖度值。通过蒙特卡洛随... 详细信息

利用近红外光谱技术Stacking集成学习对猕猴桃糖度的无损检测。以湖北“云海一号”猕猴桃为研究对象,采用红外分析仪获取了280个样本的光谱数据,包含了4000~10000cm^(-1)范围内的1557个波长数据,使用折射仪测量糖度值。通过蒙特卡洛随机采样结合T检验的奇异样本识别算法筛除异常值样本。利用SPXY算法按照4∶1的比例划分训练集和测试集。使用多元散射校正(MSC)、SG平滑滤波(SG)、趋势校正(DT)、矢量归一化(VN)、标准正态变换(SNV)五种方法对数据进行预处理。使用无信息变量消除法(UVE)、竞争性自适应重加权算法(CARS)和区间变量迭代空间收缩特征选择算法(iVISSA)提取特征波长,使用连续投影算法(SPA)进行二次提取,消除共线性变量。由于单一模型的泛化能力有限,为了扩大建模能力,设计了一种基于Stacking算法的集成学习模型。选择贝叶斯岭回归(BRR)、偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机回归(SVR)以及人工神经网络(ANN)作为基学习器,线性回归(LR)作为元学习器建立集成模型,比较不同组合下集成模型的性能。使用Pearson相关系数分析基学习器与集成模型之间的关系。结果表明:在五种预处理方法之中,矢量归一化的效果最佳。对预处理后的光谱进行特征波长提取,结果显示VN-CARS-PLSR模型效果最好,在测试集上的RP2为0.805,RMSEP为0.498。模型提取了177个特征波长,数据量相比于原始光谱减少了88.6%。通过Stacking算法对基学习器进行融合,对比不同的组合方式,发现PLS+SVR+ANN集成模型预测精度最高,RP2达到了0.853,RMSEP下降至0.433。通过Pearson相关系数分析了基学习器对集成模型性能的影响。研究表明,与单一模型相比,Stacking集成模型能够进行更加全面的建模,具有更高的泛化能力,该方法为猕猴桃糖度品质的无损检测提供了技术支持。

关键词：猕猴桃近红外光谱糖度 Stacking集成学习模型融合

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基于有机/无机双层忆阻器的人工光电神经元

光子学报 2024年第4期53卷 257-266页

作者：赖秉琳李志达李博文王弘禹张国成福建理工大学微电子技术研究中心福州350108

提出了一种基于Ag/IDTBT/ZnO/Si忆阻器的人工神经元器件,该器件开关比约为102~103且有较低的工作电压。该器件能够模拟泄漏集成点火的神经元模型。此外,研究了IDTBT浓度对人工神经元器件性能的影响。结果表明:IDTBT浓度的增加会导致薄... 详细信息

提出了一种基于Ag/IDTBT/ZnO/Si忆阻器的人工神经元器件,该器件开关比约为102~103且有较低的工作电压。该器件能够模拟泄漏集成点火的神经元模型。此外,研究了IDTBT浓度对人工神经元器件性能的影响。结果表明:IDTBT浓度的增加会导致薄膜厚度的增加,进而会使得神经元器件的阈值电压升高以及积分点火所需要的幅值电压变大。当有光照射之后,器件的阈值电压会明显降低。在器件储存了30天后重新测试,器件性能没有明显的变化,说明该器件具有良好的稳定性。本工作为促进神经形态系统的发展提供了有效的策略。

关键词：人工神经元忆阻器 ZnO IDTBT 光照

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基于协方差矩阵的量子网络关联

数学学报（中文版） 2024年第4期67卷 756-780页

作者：赵怡郭志华曹怀信陕西师范大学数学与统计学院西安710119

量子网络的特性是由网络的拓扑结构和节点之间共享的量子态所决定的.本文基于有向无环图,建立了量子网络的数学框架,给出了量子网络基于概率张量的协方差矩阵的构造方法,并得到了协方差矩阵的相关性质.进一步构造了量子网络关于量子测... 详细信息

量子网络的特性是由网络的拓扑结构和节点之间共享的量子态所决定的.本文基于有向无环图,建立了量子网络的数学框架,给出了量子网络基于概率张量的协方差矩阵的构造方法,并得到了协方差矩阵的相关性质.进一步构造了量子网络关于量子测量的协方差矩阵,通过定义协方差矩阵的分块相干度量,得到了量子网络的关联度量,证明了量子网络关联度为0当且仅当网络共享态皆为乘积态.

关键词：量子网络量子测量协方差矩阵量子关联

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朝鲜咏史燕行诗里中国岭南书写的儒家精神

海南大学学报(人文社会科学版) 2024年第1期42卷 196-202页

作者：郭志东海南省社会科学院《南海学刊》编辑部海南海口570203

朝鲜咏史燕行诗相关中国岭南的书写,从域外人士的视角为我们呈现出中国岭南广阔的社会历史画面,也体现出朝鲜半岛知识界对中国岭南的关注与向往,而其中尤其着墨于中国岭南秦汉史为主的历史、唐宋时期贬谪至岭南的文人和宋元交替与明清... 详细信息

朝鲜咏史燕行诗相关中国岭南的书写,从域外人士的视角为我们呈现出中国岭南广阔的社会历史画面,也体现出朝鲜半岛知识界对中国岭南的关注与向往,而其中尤其着墨于中国岭南秦汉史为主的历史、唐宋时期贬谪至岭南的文人和宋元交替与明清易代之际岭南的忠臣义士。这一书写中所贯穿的强烈功业思想、儒家知识分子情怀和华夷之辨理念,是朝鲜咏史燕行诗中儒家精神的具体体现。

关键词：朝鲜王朝咏史诗燕行录岭南

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