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工业机器人控制系统日志插件设计与应用

工业控制计算机 2024年第6期37卷 75-76页

作者：陈绵鹏李其伟韩焕丽张军广州数控设备有限公司广东广州510535

针对工业机器人控制系统信息监控不足,问题复现困难等问题,设计了一种插件式的日志记录方案。该方案基于异步、轻量化及多模块并发的原则,提供接口给系统的各个模块,记录各模块生成的一条条日志记录,并将其存入系统的日志文件或其他存... 详细信息

针对工业机器人控制系统信息监控不足,问题复现困难等问题,设计了一种插件式的日志记录方案。该方案基于异步、轻量化及多模块并发的原则,提供接口给系统的各个模块,记录各模块生成的一条条日志记录,并将其存入系统的日志文件或其他存储介质中。方案还实现了日志文件的自动滚动和覆盖,避免了日志文件过度占用系统资源。通过便捷灵活的信息记录,为工业机器人控制过程中的故障诊断提供了重要依据。

关键词：日志异步缓存文件备份

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基于深度强化学习的移动机器人路径规划

基于深度强化学习的移动机器人路径规划

作者：晏朋辉重庆理工大学

学位级别：硕士

近些年来,随着科学技术的发展,机器人逐渐进入人们的生活,被广泛应用在娱乐服务、航空航天、机械制造等各个领域。由于人工智能的兴起,又一次给机器人领域带来了新的技术革命,如何使机器人更加智能化一直是国内外学者研究的主要方向之... 详细信息

近些年来,随着科学技术的发展,机器人逐渐进入人们的生活,被广泛应用在娱乐服务、航空航天、机械制造等各个领域。由于人工智能的兴起,又一次给机器人领域带来了新的技术革命,如何使机器人更加智能化一直是国内外学者研究的主要方向之一。其中,移动机器人最被人们所熟知,例如扫地机器人、物流机器人等都是移动机器人最典型的应用案例,同时路径规划作为移动机器人最重要的核心功能之一,自然也受到了研究人员的广泛关注。移动机器人能高效执行任务的前提要求是能够准确的规划出一条从出发点到达任务目标点的有效路径。当前,随着移动机器人的应用场景逐渐扩大,面对的环境也越来越复杂,传统基于搜索的路径规划算法通常只能在静态环境中有较好的效果,难以满足复杂动态场景的路径规划需求。新的人工智能技术为移动机器人的路径规划提供了更加智能的方法,其中基于强化学习的方法不需要预知全局环境信息,机器人通过与环境交互来学习动作策略。人们还将强化学习与深度学习结合,赋予智能体强大的感知能力,在各个应用领域展示出了突出的性能。本文将深度强化学习用于机器人路径规划,并针对传统强化学习收敛速度慢、探索效率低、奖励稀疏等问题,主要进行了以下几个方面的研究工作:首先,从环境感知数据入手,提出了基于多模态特征融合思想的环境状态预处理。通过将激光雷达数据和视觉图像数据进行特征融合处理,建立环境状态的多模态融合特征表示。融合的环境状态数据将作为深度强化学习的环境状态输入,为机器人的策略学习提供更加丰富的环境特征表示。仿真结果表明,将环境数据进行特征融合处理可以使机器人在训练过程中收敛更快,对环境的鲁棒性更强。其次,针对强化学习中存在的稀疏奖励问题,本文提出通过好奇心奖励机制来激励机器人更加偏向于探索未知环境。结合路规划问题,从机器人位置、方向、路径约束等多个方面设计了位置奖励函数、方向奖励函数和步幅奖励函数来指导机器人学习到达目标点的动作策略。实验结果表明,通过好奇心机制和奖励重塑,很好的改善了训练过程的奖励稀疏问题,提高了规划成功率。最后,提出了一种改进的PPO算法。在原始PPO算法的基础上,首先在策略网络中加入了LSTM模块,提高机器人学习序列样本数据的能力,从而提高训练的效率。此外为了改善多维环境数据导致训练困难的问题,本文在价值网络中加入了自注意力模块,使机器人在计算环境状态价值的时候能关注更加有用的信息。通过在仿真环境完成的对比实验,本文提出基于改进PPO算法的机器人路径规划方法与原始PPO、A3C和DDPG三种深度强化学习算法相比有更高的平均奖励值和路径规划任务成功率,路径规划效果更好。

关键词：深度强化学习路径规划特征融合好奇心 LSTM 自注意力

基于ArcGIS的济南都市圈轨道交通与城市发展耦合协调性研究

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基于ArcGIS的济南都市圈轨道交通与城市发展耦合协调性研究

作者：郭以朋山东交通学院

学位级别：硕士

随着城市人口不断增加、城市规模不断扩大,城市交通系统的压力日益增加,交通拥堵已成为一种常态。这不仅影响了人们的出行效率和生活质量,还对环境产生了负面影响。轨道交通作为一种大运量、快速、安全、环保、准时的公共交通出行工具,... 详细信息

随着城市人口不断增加、城市规模不断扩大,城市交通系统的压力日益增加,交通拥堵已成为一种常态。这不仅影响了人们的出行效率和生活质量,还对环境产生了负面影响。轨道交通作为一种大运量、快速、安全、环保、准时的公共交通出行工具,成为缓解道路交通拥堵的关键措施之一。同时,轨道交通还将临近城市和地区紧密联系在一起,有助于促进经济、文化和人才的流动,推动都市圈的一体化发展。通过科学方法分析和评估轨道交通与城市发展之间的耦合协调关系,对于明确轨道交通在推动城市发展中的作用机制、合理规划轨道交通网络,以及推动两者的协同发展和高质量进步,具有极其重要的意义。本研究立足于系统耦合理论,深入探讨了轨道交通与城市发展的相互影响关系,并对城市发展综合水平以及轨道交通可达性进行综合评价,通过构建二者之间的耦合协调模型,来定量分析城市发展与轨道交通两个系统之间的耦合关系。本研究的具体研究路径和内容包括:(1)探讨城市发展与轨道交通的概念特性,并分析它们之间的互动关系;(2)从创新性、协调性、绿色发展、开放性和共享性这五个方面来构建评估城市发展水平的评价指标体系;(3)采用熵值法对城市发展评价体系中的各项指标权重进行量化分析,以此来综合评定城市发展的整体水平;(4)使用ArcGIS软件的OD成本矩阵对轨道交通可达性进行定量分析;(5)使用灰色预测GM(1,1)模型对预期时间节点城市发展指标进行预测,并对预期轨道交通线网规划的可达性进行定量分析;(6)引入耦合协调度模型并构建耦合协调度分类体系,提出判别标准,得到两个子系统的现状和预期耦合协调度,通过2022年和2027年的结果比较轨道交通规划的实施对济南都市圈轨道交通和城市发展耦合情况的影响程度。研究结果表明,2022年,济南作为核心城市处于济南都市圈的最高层级,其耦合协调度高达0.833,属于良好协调状态,淄博次之为初级耦合状态,相比之下,其余城市在耦合协调性方面表现较弱,其耦合协调度普遍低于0.5,滨州(0.38)更是处于初级失调状态。到2027年,随着轨道交通线路的建设运营,各城市的协调性普遍提升了13.9%以上,两系统的耦合协调性表现出向更佳状态发展的趋势。其中,聊城和滨州由于济滨高速铁路和济郑高速铁路规划方案的实施,其改善幅度较大,滨州从初级耦合失调提升至初级耦合协调。同时,济南都市圈的整体差异性得到了显著改善,轨道交通可达性标准差从0.553降低至0.331,耦合协调度的标准差从0.148降低至0.126,城市发展质量也有较大幅度改善,这表明交通一体化有效促进了济南都市圈地区的整体发展,并缩小了各城市间的发展差距。后又以假定线路缺失情况下得出轨道交通可达性并求出缺失的耦合协调度,找到影响程度最大的线路,为济南都市圈的轨道交通规划和城市发展提出了具体的建议。

关键词：轨道交通城市发展熵值法 ArcGIS 耦合协调度

基于亚波长光栅波导天线的硅基光学相控阵远场性能研究

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基于亚波长光栅波导天线的硅基光学相控阵远场性能研究

作者：陈志朋扬州大学

学位级别：硕士

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参莲草颗粒的药学研究

参莲草颗粒的药学研究

作者：刘伟朋长春中医药大学

学位级别：硕士

目的:对参莲草颗粒进行制备工艺研究、质量标准研究、体外化学成分研究及单合煎差异研究,为将本方制成疗效确切、质量可控、携带方便的中药颗粒剂提供理论和试验依据。方法:1.制备工艺研究,基于反向神经网络-遗传算法(BPNN-GA)结合响应... 详细信息

目的:对参莲草颗粒进行制备工艺研究、质量标准研究、体外化学成分研究及单合煎差异研究,为将本方制成疗效确切、质量可控、携带方便的中药颗粒剂提供理论和试验依据。方法:1.制备工艺研究,基于反向神经网络-遗传算法(BPNN-GA)结合响应面试验设计,以出膏率、去乙酰车叶草苷酸甲酯及野黄芩苷质量分数为评价指标,通过AHPCRTIC法混合加权法确定提取工艺及成型工艺各指标权重系数,计算综合评分,优选最佳提取工艺;基于Qb D理念优化参莲草颗粒的成型工艺,采用湿法制粒,运用单因素试验筛选辅料种类、PB设计确定成型工艺关键参数,采用Box-Behnken响应面试验,对影响成型工艺的关键工艺参数药辅比、乙醇浓度、乙醇用量进行优化,优选最佳成型工艺。构建参莲草颗粒物理指纹图谱,评价颗粒的物理质量,优选出最佳制备工艺,进行放大样试验。2.质量标准研究,对参莲草颗粒处方中三味药进行薄层色谱研究,构建指纹图谱及含量测定的方法。依据2020年版《中国药典》,进行相关制剂通则检测,开展药材-饮片-制剂中间体-颗粒剂相关性研究。3.应用超高效液相色谱-四极杆-串联飞行时间质谱法技术(UPLC-Q-TOF-MS)对参莲草颗粒的化学成分进行快速的定性分析。4.基于寒、热、温、凉的药性理论,将参莲草方拆分成寒凉组(白花蛇舌草-半枝莲)、温热组(人参)。应用UPLC-Q-TOF-MS技术,将寒凉组及温热组与全方合煎组对比,分析化合物占比及种类差异,通过化学模式识别分析,对比物理混合组与全方合煎组共有成分的差异。结果:1.最佳提取工艺为以8倍水量(第一次煎煮追加4倍吸水量)煎煮2次,每次1.5h,滤液过200目滤布,减压浓缩(70℃,-0.09MPa)至相对密度为1.06,进行喷雾干燥;确定颗粒的最佳处方工艺为:糊精:浸膏粉为比1∶1(m/m),乙醇体积分数85%,润湿剂用量28%,在70℃干燥60 min。10批颗粒的物理指纹图谱相似度均在0.95以上。2.建立了参莲草颗粒中白花蛇舌草、半枝莲、人参三味药的薄层定性鉴别方法;采用高效液相色谱法,建立了参莲草颗粒君药白花蛇舌草中的去乙酰车叶草苷酸甲酯、臣药半枝莲中的野黄芩苷含量测定方法;构建了参莲草颗粒的指纹图谱,确定了18个共有峰,并计算了10批参莲草颗粒指纹图谱的相似度,相似度均高于0.90。制剂通则检查均符合规定,相关性研究中去乙酰车叶草苷酸甲酯、野黄芩苷在制剂中间体平均转移率为47.94%,50.35%,在颗粒平均转移率为44.68%,46.17%。3.共鉴定出参莲草颗粒体外原型成分58种,4种氨基酸类、5种简单苯丙素类、2种香豆素类、5种五环三萜类、7种环烯醚萜类、22种黄酮类、3种有机酸类、4种酚酸类、3种蒽醌类、1种生物碱类和2种其他成分。***-Q-TOF-MS分析结果表明,人参的加入增加了参莲草方中部分成分的溶出,改变了方中不同组分的占比,合煎与单煎相比,化合物含量占比存在差异,方中黄酮类的代表成分野黄芩苷含量增加,有机酸类中的异绿原酸C,黄酮苷类中的山奈酚葡萄糖醛酸苷含量占比下降,证明了参莲草方单煎后物理混合物无法替代复方合煎的配伍形式。结论:本课题优选了参莲草颗粒的制备工艺,建立了稳定可控的质量标准,快速且较全面的鉴定了参莲草颗粒的化学成分,基于药性理论初步分析了组方的意义。本课题药学研究为参莲草颗粒的后续开发提供实验基础,也为同类中药制剂相关研究提供了一定的参考。

关键词：参莲草颗粒制备工艺质量标准成分分析单合煎差异性

山东省生态保护与经济高质量耦合协调发展特征与机制研究

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山东省生态保护与经济高质量耦合协调发展特征与机制研究

作者：王作朋曲阜师范大学

学位级别：硕士

2019年,黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略,标志着黄河流域高质量发展进入了新阶段。山东省作为黄河流域唯一的河海交汇区,经济实力强、产业基础好、发展潜力大,对实现黄河流域生态保护和高质量发展有着至关重要的作用。... 详细信息

2019年,黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略,标志着黄河流域高质量发展进入了新阶段。山东省作为黄河流域唯一的河海交汇区,经济实力强、产业基础好、发展潜力大,对实现黄河流域生态保护和高质量发展有着至关重要的作用。但是,伴随着山东省经济的快速发展,不可避免地产生了环境污染、资源耗竭、生态恶化等问题,如何实现生态保护与经济高质量的耦合协调发展,成为当前山东省亟待解决的问题。本研究以山东省16地市为研究区域,通过构建生态保护与经济高质量发展评价指标体系,综合运用熵权法、变异系数法、耦合协调度模型、地理探测器等模型方法,探究2005-2021年生态保护与经济高质量耦合协调发展的时空特征,剖析生态保护与经济高质量耦合协调发展的驱动因素及其影响机制,进而提出促进生态保护与经济高质量耦合协调发展的对策建议。主要研究结论如下:(1)山东省生态保护子系统与经济高质量发展子系统在2005-2021年间总体上均呈现波动上升趋势。其中,16地市生态保护子系统准则层发展水平起点不一,起点越高的城市,指数增幅越小、增长越平稳;济南、青岛等地市的经济高质量发展子系统准则层发展指数较高,枣庄、菏泽等地市指数较低。(2)山东省生态保护与经济高质量耦合协调水平在时间变化上总体呈现上升趋势,2021年16地市均达到了初级协调及以上的耦合协调类型;其空间分布格局较为稳定,呈现以济南和青岛为高水平中心向周围地市逐渐降低的趋势。在整体空间区域上16地市不存在显著的相关性;局部自相关性不均一,至2021年,济南和威海分布在高高集聚区,枣庄、烟台、德州、聊城分布在低低集聚区。(3)山东省生态保护与经济高质量耦合协调水平受多种因素影响。其中,单位GDP能耗、PM2.5年平均浓度、每万就业人员中R&D人员与进出口总额占GDP比重等指标的影响力度较大;各指标间的交互作用对两大系统耦合协调水平变化的影响力度明显增强。(4)结合影响因素及其驱动机制,提出促进山东省生态保护与经济高质量耦合协调发展驱动机制的对策建议。包括加快绿色转型,动员全社会参与;立足自身优势,提高对外开放水平;增强创新思维,打造人才集聚高地;优化资源配置,形成协同治理新格局;激发内生动力,促进要素间良性互动等。

关键词：生态保护经济高质量发展耦合协调度地理探测器山东省

“合并村”治理困境研究 ——以菏泽市H村为例

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“合并村”治理困境研究 ——以菏泽市H村为例

作者：陈少朋内蒙古师范大学

学位级别：硕士

镁/锶/钡掺杂水泥水化矿物热力学性质及模拟深海环境稳定性的第一性原理研究

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镁/锶/钡掺杂水泥水化矿物热力学性质及模拟深海环境稳定性的第一...

作者：李晓朋西南科技大学

学位级别：硕士

混凝土是迄今为止全球使用量最大、应用范围最广的人造建筑材料之一,其生产和使用对经济、社会和环境都产生着重要的影响。然而,极端环境下,尤其是在高静水压、海洋离子等多种复杂条件共存的深海环境中,混凝土结构容易过早破坏。因此,... 详细信息

混凝土是迄今为止全球使用量最大、应用范围最广的人造建筑材料之一,其生产和使用对经济、社会和环境都产生着重要的影响。然而,极端环境下,尤其是在高静水压、海洋离子等多种复杂条件共存的深海环境中,混凝土结构容易过早破坏。因此,提高混凝土结构的耐久性,延长其使用寿命一直是科学界和工程领域关注和研究的重点。水泥水化产物,如水化硅酸钙(类托贝莫来石相)、氢氧化钙和钙矾石等,是提供混凝土强度的重要组分,与混凝土的宏观性能密切相关。本研究采用第一性原理模拟技术结合“自下而上”的材料结构设计方法,从水泥水化矿物的原子结构出发,通过Mg、Sr和Ba等元素掺杂水泥水化矿物晶体结构研究,探究元素掺杂影响水化矿物宏观性能的规律,期望有助于混凝土耐久性的提升。我们通过分析元素掺杂水化矿物的缺陷形成能、晶胞结构、电子能带结构、弹性常数和热力学性质等,评估不同元素的掺杂难度、掺杂水化矿物的结构变化、化学反应活性和稳定性。此外,还通过吸附能、差分电荷密度等分析研究了不同水化矿物表面与常见海洋离子的相互作用。研究发现:(1)掺杂元素对托贝莫来石的结构影响越大,其形成难度也越大。其中,Mg掺杂会引起托贝莫来石局部结构畸变,因此Mg掺杂水化硅酸钙最难形成;Ba次之,Sr最容易掺杂,而且三种掺杂元素更倾向于替代托贝莫来石中的夹层钙原子(Ca1)。进一步分析发现,Sr和Ba掺杂会降低托贝莫来石的化学反应活性,而Mg则相反。托贝莫来石的力学性能可以通过Mg掺杂来改善。然而,根据热力学性质分析,Mg掺杂会导致系统的亥姆霍兹自由能升高,从而降低材料的稳定性。相比之下,Sr和Ba掺杂后虽然可能使材料的强度略有下降,但系统的自由能更低,结构也更加稳定。此外,高静水压对于托贝莫来石的晶体结构影响不显著,但随着静水压的增加,系统的亥姆霍兹自由能会增大,进而降低材料的稳定性。最后,吸附能和电子转移的结果显示,Ba掺杂增强托贝莫来石{004}表面对氯离子的吸附作用,抑制氯离子在混凝土中的扩散行为。这可以减缓氯离子在混凝土中的传输速度,降低氯离子渗透到钢筋附近的浓度,从而提高混凝土的抗腐蚀性能,延长混凝土结构的使用寿命。(2)三种元素(Mg、Sr和Ba)在氢氧化钙中的掺杂难度与对晶胞体积的影响成正相关,掺杂难度由小到大为:Sr

关键词：元素掺杂水泥水化矿物热力学性质稳定性深海第一性原理

体育院校学生参加体操二级通级赛的焦虑特点及对策研究 ——以成都体育学院为例

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体育院校学生参加体操二级通级赛的焦虑特点及对策研究 ——以成...

作者：周榆朋成都体育学院

学位级别：硕士