单回路空间两平移并联机构拓扑设计与尺度优化

针对狭小空间内工作机器的需求,根据基于方位特征集的并联机构拓扑设计理论和方法,设计了12个移动副驱动的单回路空间两平移并联机构,并对其进行了自由度计算;对其中8个机构进行运动学建模,分别推导出其一元八次方程(封闭解)和符号式反解,并进行数值算例验证;运用差分进化算法以限定尺度约束下的可达工作空间最大为优化目标,分别对其中8个机构进行尺度优化,并求得其对应的可达工作空间,对比分析后优选出2个具有最大可达工作空间的两平移并联机构;为刚度分析、动力学分析及结构设计奠定了基础。

数字媒体时代下数字动画的制作技术

引言目前,在电影行业中,动画片历史悠久。在长达百余年的发展历史中,动画片从原来的无声、黑白、二维逐渐发展为现在的有声、彩色、三维。数字动画制作技术在数字媒体时代背景下得以迅猛发展和普及,有助于创新动画制作内容和形式,为动画创作者打造广阔、多彩的表现舞台,有利于观众更好地追求娱乐精神~([1]),为观众带去一种全新的视听感受。

基于水足迹的云南省水资源利用评价研究

基于资源生态足迹模型和水资源生态承载力模型,利用云南省2005-2020年水资源和社会经济发展相关数据,对云南省水资源可持续利用状况进行评价。结果表明:云南各用水指标中,生产用水占比最高并呈逐年减少趋势,生活用水和生态用水占比较小并呈逐年增大趋势;水资源生态承载力2011年前波动较大且变化规律不明显,2011年后呈缓慢增长状态;水资源生态盈状况良好,水资源压力指数较低,水资源处于可持续利用状态;万元GDP水资源生态足迹呈下降趋势,2005-2011年下降较快,之后几年下降趋势平缓。

基于数据分解与斑马算法优化的混合核极限学习机月径流预测

为提高月径流预测精度,改进混合核极限学习机(HKELM)预测性能,提出小波包分解(WPT)-斑马优化算法(ZOA)-HKELM组合模型。利用WPT处理月径流时序数据,构建局部高斯径向基核函数和全局多项式核函数相混合的HKELM;通过ZOA优化HKELM超参数(正则化参数、核参数、权重系数),建立WPT-ZOA-HKELM组合模型,并构建WPT-遗传算法(GA)-HKELM、WPT-灰狼优化(GWO)算法-HKELM、WPT-鲸鱼优化算法(WOA)-HKELM、WPT-ZOA-极限学习机(ELM)、WPT-ZOA-最小二乘支持向量机(LSSVM)、ZOA-HKELM作对比模型,通过黑河流域莺落峡、讨赖河水文站月径流时间序列预测实例对各模型进行检验。结果表明:(1)莺落峡、讨赖河水文站月径流时间序列WPT-ZOA-HKELM模型预测的平均绝对百分比误差分别为1.054%、0.761%,决定系数均达0.999 9,优于其他对比模型,具有更高的预测精度,预测效果更好。(2)利用ZOA优化HKELM超参数,可提高HKELM预测性能,优化效果优于GWO、WOA、GA。(3)预测模型能充分发挥WPT、ZOA和HKELM优势,提高月径流预测精度;在相同分解和优化情形下,HKELM的预测性能优于ELM、LSSVM。

基于WPT-IDBO-RELM和WPT-IDMO-RELM模型的日径流预测

为提高日径流时间序列预测精度,改进正则化极限学习机(RELM)的预测性能,对比验证改进蜣螂优化(IDBO)算法和改进侏獴优化(IDMO)算法与其他算法的优化效果,提出了基于小波包变换(WPT)的WPT-IDBO-RELM和WPT-IDMO-RELM日径流时间序列预测模型。对云南省暮底河水库、马鹿塘电站入库日径流进行预测,结果表明WPT-IDBO-RELM和WPT-IDMO-RELM模型对暮底河水库日径流预测的平均绝对百分比误差分别为1.048%、1.015%,对马鹿塘电站日径流预测的平均绝对百分比误差分别为1.493%、1.478%,优于其他对比模型;IDBO、IDMO算法对标准测试函数和实例目标函数的寻优效果均优于其他对比算法,且IDBO、IDMO算法优化效果越好,RELM超参数越优,WPT-IDBO-RELM、WPT-IDMO-RELM模型预测精度越高;WPT可将日径流序列分解为分量更少、规律性更强的子序列分量,在提高预测精度的同时显著降低模型复杂度和计算规模。

基于GRO优化的VMD-HKELM月蒸发量预测方法研究

水面蒸发预测对于水库水量预测、区域水量平衡分析和水资源量核算等具有重要意义。水面蒸发量预测影响因素众多,并最终体现在随时间变化的蒸发量监测数据中。为此,基于淘金热(GRO)算法优化变分模态分解(VMD)-混合核极限学习机(HKELM)提出两种方案。方案Ⅰ先对月蒸发量时间序列分解,后划分训练集、测试集;方案Ⅱ先对月蒸发量划分训练集、测试集,再进行时间序列分解。通过一种新型元启发式算法对分解技术VMD、预测器HKELM超参数进行目标寻优并建立多种模型,采用云南省龙潭寨、西洋街水文站月蒸发量预测实例对方案Ⅰ、方案Ⅱ各模型进行检验。结果表明:方案Ⅰ各模型性能优于方案Ⅱ,各模型的拟合精度和预测精度总体上随分解分量数的增加而提高,但方案Ⅰ使用了测试集信息,导致预测精度虚高;方案Ⅱ各模型具有较好的预测精度和稳健性能,其用于月蒸发量时间序列预测是可行的,反映出客观真实的预测效果,具有较好的实用价值和意义。

中国四大城市群水资源生态足迹比较

城市群的可持续发展是国家经济社会发展和实现人与自然和谐共生的重要基础,而水资源成为制约城市群发展的关键因素。为推进城市群水资源科学利用,基于水资源生态足迹理论,利用中国四大城市群(京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群)2012~2021年水资源和社会经济发展相关数据,对比分析了地区水资源可持续利用状况。结果表明:①四大城市群10 a来人均水资源、人均生产用水生态足迹呈下降趋势,人均生活、人均生态用水生态足迹呈上升趋势。3种用水生态足迹中,人均生产用水生态足迹占比超过50%,人均生态用水生态足迹占比不足20%。②长三角城市群人均水资源及人均生产用水生态足迹最高,京津冀城市群最低;2015年后成渝城市群的人均水资源、人均生产用水及人均生活用水生态足迹均超过珠三角城市群。③京津冀城市群人均水资源承载力远远低于其他城市群,而人均水资源压力指数及人均生产、生活、生态用水压力指数远远高于其他城市群;2017年后成渝城市群的人均水资源承载力超过珠三角城市群。④研究年份内京津冀城市群均处于生态赤字状态;珠三角、成渝城市群水资源为生态盈余状态,长三角城市群总体为生态盈余状态。⑤随着水资源利用效率的提高,所有城市群万元GDP水资源生态足迹整体呈下降趋势。研究成果可为城市群科学利用水资源、推动城市群绿色均衡发展提供参考。

土壤养分含量对山药叶片黄化的影响

以山药品种“雅山药1号”为试材,采用方差分析和相关性分析方法,研究了土壤养分含量对山药叶片黄化的影响,以期为改善黄化山药基地生产现状提供参考依据。结果表明:随着山药叶片黄化程度加剧,土壤pH、交换性Ca含量逐渐升高,土壤鲜样含水量、碱解N、速效K、有效Fe、总Fe、有效Mn含量逐渐降低,土壤有机质、有效P含量总体显著降低,有效S含量仅2级黄化低于0级,土壤交换性Mg、有效Zn、有效B、HCO_(3)^(-)含量与0级差异不显著。相关性分析结果表明,土壤pH与交换性Ca含量呈显著正相关,且二者与土壤含水量、有机质含量、碱解N、有效P、速效K、有效Fe、总Fe、有效Mn含量呈显著或极显著负相关。该研究初步确定山药叶片黄化与土壤pH、Ca含量升高,土壤有机质、含水量、N、P、K、Fe、Mn含量降低有关。

海拔变化对棒菜主要农艺性状及产量的影响

【目的】分析海拔变化对棒菜(Brassica juncea var.crassicaulis Chen&Yang)主要农艺性状及产量的影响,为优化川西高原棒菜种植区域提供理论依据。【方法】以金田3号棒菜为试材,采用变异分析研究其主要农艺性状和产量性状在不同海拔(1510、2081、2579和2936 m)的差异,采用相关分析、逐步回归分析和通径分析研究海拔及各性状指标与棒菜产量的关系。【结果】不同海拔高度下,棒菜各性状的变异系数为4.88%~33.51%,农艺性状以食用茎粗的变异系数最大,产量性状以单株毛重的变异系数最大。株高和食用茎长随海拔上升总体减小,且与海拔呈极显著负相关(P<0.01,下同);食用茎粗、皮厚、单株毛重、单株净重和小区产量随海拔上升总体先增大后减小,且与海拔呈极显著正相关;小区产量与食用茎粗、皮厚、单株毛重和单株净重呈显著(P<0.05)或极显著正相关。逐步回归分析结果表明,棒菜产量变化主要受海拔、食用茎粗、茎秆节间长度和单株毛重的影响,决定系数为0.993;4个自变量对小区产量的直接通径系数排序依次为海拔(0.484)>单株毛重(0.421)>食用茎粗(0.338)>茎秆节间长度(0.180),间接通径系数排序依次为食用茎粗(0.495)>单株毛重(0.479)>海拔(0.450)>茎秆节间长度(0.127)。【结论】为使金田3号棒菜在川西高原地区有较高的产量,应重点做好海拔、食用茎粗和单株毛重的选择,同时兼顾茎秆节间长度。金田3号棒菜在海拔2579 m产量最高,可在该区域适度扩大种植规模。

32个菠菜品种对镉胁迫的生长响应及耐镉性评价

镉(Cadmium,Cd)是一种剧毒重金属元素,鉴定耐Cd菠菜品种并筛选相关鉴定指标,为耐Cd菠菜品种的选育提供理论依据。选用国内32个菠菜品种,采用Hoagland水培溶液加入CdCl2·2.5H2O模拟大田试验,在Cd胁迫(Cd浓度50μmol/L)和对照(Cd浓度0μmol/L)处理20 d,待菠菜成熟期,测定其农艺性状和Cd含量。通过主成分分析、隶属函数分析、相关性分析评价各菠菜品种的综合耐Cd能力。结果表明,Cd胁迫条件下参试品种的株高、根长、地下部鲜质量、地上部鲜质量、地上部Cd含量、地下部Cd含量和转运系数与对照相比均存在显著差异;Cd胁迫下,菠菜的生长、生物量积累均受到抑制,各性状指标均明显下降,各农艺指标平均降幅排序依次为地上部鲜质量>株高>地下部鲜质量>根长。对7个指标的耐Cd系数进行主成分分析,选择了3个主成分,累计方差贡献率达81.552%;综合评价值(D值)与株高、地下部鲜质量、地上部鲜质量、地上部Cd含量、转运系数均呈极显著正相关关系(P<0.01),这些指标可以作为菠菜耐Cd能力评价的首选指标。根据主成分分析,将32份菠菜品种划分为耐Cd性强、中等和Cd敏感型3种类型,金格和微兰为耐Cd性强品种,德赛176为Cd敏感品种。

无寄生运动3-DOF 2T1R并联机构拓扑设计与分析

为充分研究少自由度并联机构所具备优势,拓宽其应用领域,设计并研究一种含冗余支链且无寄生运动三自由度两平移一转动(2T1R)并联机构,完成运动学和动力学分析。基于方位特征集(POC)的拓扑机构学理论方法,设计了一种含冗余支链且无寄生运动的两平移一转动并联机构,并进行拓扑分析,结果表明:该机构还具有部分运动解耦特性;根据基于拓扑特征运动学的建模方法,求得机构位置正反符号解;又基于位置反解分析了机构奇异性,基于位置正解给出了工作空间;基于虚功原理的序单开链法对机构进行动力学建模,求得了该机构移动副处的驱动力以及两个子运动链(SKC)连接处的支反力;概念设计了该机构的一种应用场景。

运动解耦且大工作空间三平移机构拓扑设计

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计方法和运动解耦设计原理,提出一个运动解耦性优异的单回路三平移子并联机构;设计一类4个具有正向位置符号化、部分运动解耦性且具有较大工作空间的三平移(3T)并联机构;对这类机构进行拓扑特性分析,得到相同的方位特征集(POC)、自由度(DOF)、耦合度(κ)、运动解耦性等主要拓扑特性;对其中一个机构进行运动学、动力学性能分析。根据基于拓扑特征运动学建模原理,求出其符号化位置正反解,以及速度、加速度曲线;基于推导出的位置逆解公式,分析机构的奇异位形及工作空间;根据基于序单开链的虚功原理,进行其动力学建模与分析,求解出机构的驱动力。

正解符号化且运动解耦的2T1R并联机构拓扑设计与分析

基于方位特征(POC)方程的并联机构设计理论与方法,设计了一种全部由低副组成、具有位置正解符号化且部分运动解耦的两平移一转动(2T1R)并联机构,并对机构的主要拓扑特征(POC、自由度、耦合度、运动解耦性)进行分析与计算;基于拓扑特征运动学建模原理,导出机构符号式位置正解和反解;同时,由位置反解分析了机构奇异性,基于符号式位置正解求解了机构工作空间;根据基于虚功原理的序单开链法,对该机构动力学性能进行分析,计算得施加在3个驱动副上的驱动力;最后,对该机构应用于无人机操作及其安全着陆的动作原理进行了概念设计阐述。

不同种植密度对高原莴笋农艺性状、产量和经济效益的影响

莴笋是四川高原地区夏秋季种植的主要蔬菜,为筛选出高原莴笋适宜的种植密度,开展不同种植密度对高原莴笋农艺性状和产量的影响研究。以当地主栽莴笋品种种都青为试验材料,共设5个种植密度,以当地菜农种植密度为对照(CK,7000株/667 m^(2),36 cm×26 cm),设其他4个种植密度梯度:T_(1)(8400株/667 m^(2),28 cm×26 cm)、T_(2)(8000株/667 m^(2),26 cm×30 cm)、T_(3)(6700株/667 m^(2),26 cm×35 cm)、T_(4)(5400株/667 m^(2),36 cm×32 cm)。结果表明,T_(1)和T_(2)的667 m^(2)折合净产量和净收益较大,分别为5702.85 kg、11583.55元和5695.44 kg、11617.32元,且二者的食用茎粗和茎长适中、皮薄,商品性好,深受消费者欢迎。因此,推荐8000~8400株/667 m^(2)是高原莴笋适宜的种植密度。

财产·权力·爱情:塞缪尔·理查逊《克拉丽莎》婚姻面面观

将塞缪尔·理查逊的小说《克拉丽莎》置于18世纪英国历史中进行探讨,可见其中哈娄家族、拉夫雷斯和克拉丽莎对待爱情和婚姻的不同看法。哈娄家族主要追求财产的积累和社会阶层的上升,不惜以克拉丽莎的幸福为代价,强迫她与新富商索尔莫斯联姻。贵族子弟拉夫雷斯把克拉丽莎当作检验女子美德的试验品,爱情和婚姻是他操纵女性、追求权力的工具。追求个人自由的淑女克拉丽莎奉行爱情至上的婚姻观,她坚决反抗家族财产联姻,至死不渝。这三种不同的婚姻观体现了18世纪英国转型时期的社会现实,财产婚姻是中产阶级实现阶层跨越的主要形式之一,而中下层阶级追求自由恋爱和婚姻逐渐形成风尚。克拉丽莎的悲剧结局也说明,女性在父权制社会下追求婚姻自主何其艰难。

18世纪英国小说的叙事形式与女性形象建构——以《克拉丽莎》和《汤姆·琼斯》为例

塞缪尔·理查逊和亨利·菲尔丁是18世纪英国小说的杰出代表,前者以书信体小说开创了新的文学高度,后者则以其“散文体史诗”描绘了丰富多彩的英国社会景象。理查逊运用书信体叙事突出了克拉丽莎的内心情感和道德挣扎,强调了个体情感体验和道德判断;而菲尔丁的《汤姆·琼斯》则通过全知叙事的广阔视角,更注重苏菲娅在社会和人际关系中的角色和影响,创造了更为多元和综合的女性形象。2种叙事形式在塑造女性形象方面各有优劣,前者可能导致对人物的认识不够全面客观,后者则有可能造成人物形象的类型化和扁平化。这2种叙事形式都反映了当时社会对女性的固有观念和道德标准,为18世纪的女性形象呈现了多元和丰富的视角。理查逊通过克拉丽莎的遭遇关注女性在道德和社会规范中的地位,呼吁关注妇女权益和尊严,并对当时社会的婚姻观念提出了质疑;而菲尔丁则通过女性形象对18世纪社会的社会道德和伦理观念进行了犀利的讽刺和批判。

四川地区8个大蒜品种蒜薹采后品质分析与评价

【目的】明确四川大蒜(Allium sativum)地方品种蒜薹采后外观、营养品质特性,辅助筛选优异品种。【方法】对集中种植的8个大蒜品种峨边大蒜、二季早、雷波蒜、盐葶蒜、灰叶子、正月早、腊月早、硬叶子的蒜薹进行了采后品质指标(单薹质量、薹长、薹梢长、薹粗、薹茎硬度、可溶性固形物、蒜氨酸、粗纤维)测试分析。【结果】8项测试指标在大蒜品种间的变异系数在6.54%~19.16%之间,其中单薹质量、薹梢长、蒜氨酸和粗纤维4项指标变异系数均大于10%;地方品种雷波蒜和农家自留种盐亭蒜的单薹质量显著高于其他品种,分别达29.69 g和27.03 g;灰叶子可溶性固形物含量最高,达13.16%;盐亭蒜蒜氨酸含量最高,达8.01 mg/g;薹长、薹梢长、薹粗均与单薹质量呈显著正相关关系;对品质性状聚类分析表明,所有品种根据外观、营养、风味口感等指标可分为2大类;对蒜薹5项主要品质指标进行隶属函数分析,结果表明,峨边红蒜、盐亭蒜和正月早3个品种综合品质表现较突出。【结论】明确了四川地区8个大蒜品种蒜薹的采后品质特性,其中峨边红蒜、盐亭蒜和正月早3个品种可作为优势种质资源在生产中推广应用。

一种变自由度单回路机构的变拓扑结构设计及拓扑分析

特殊单回路机构通过一些特殊位置后会发生自由度变化,从而使其拓扑学、运动学/动力学性能发生变化,并适用于不同的应用背景。研究设计了一种由8个转动副(R)组成的单回路并联机构,它有3种运动模式,分别为2自由度、4自由度以及3自由度驱动,对应3个机构;然后,分析计算了3种运动模式下机构的方位特征集、自由度、耦合度3个主要拓扑特性,并分析了3种机构变拓扑结构的稳定性及可转变性;同时,对运动模式1、模式3下机构的位置正反解进行了分析。为基于这种变自由度单回路机构单元的可重构并联机构的研究提供了基础。