二自由度云台非线性反步控制器设计

针对二自由度云台的跟踪控制问题,依据反步法控制思想,提出一种基于增广李雅普诺夫函数的反步控制器设计方法。首先建立二自由度云台的非线性数学模型,并为模型的机械子系统设计了虚拟输入,根据实际控制目标求解虚拟输入的具体表达式。其次基于增广李雅普诺夫函数,引入跟踪误差将机械子系统改写为线性微分方程,利用其特征方程根的特点,推导系统实际的控制律,以及控制器参数需满足的条件。最后数值实例采用了电动云台拍摄系统远距离跟踪拍摄风电叶片表面图像,对水平和俯仰方向追踪风机叶片上某一目标点的期望轨迹进行仿真,系统经过4.05 s可达到预期跟踪性能,验证了所提方法的有效性。

基于系统动力学的明挖法施工安全投入方案优化研究

明挖法施工过程中安全文明施工费缺乏有效的组合方式,导致其使用效益较低。因此,有必要构建合适的模型研究安全文明施工费投入组合。首先针对施工过程中人员、材料设备、技术、环境和管理5个方面,提出22项与安全文明施工相关的评价指标。随后根据各因素及系统之间的关系构建系统动力学流图和方程式,并利用ANP方法计算各项参数。最后,利用该模型进行安全资金投入效果的仿真,得到6种方案下投入效果最佳的方案,即人员、材料设备、技术、环境、管理投入比例为4∶1∶1∶1∶3。研究结果表明不同安全资金投入比例对于安全系统的作用存在差异。本研究可为地铁施工企业安全管理提供一定的理论指导,使安全文明施工费的投入更加有针对性。

长三角地区农业虚拟水流动格局研究——基于水资源拓展的多地区投入产出分析

研究农业虚拟水跨域流动格局,可以揭示贸易与区域水资源短缺问题之间更深层次的关系,对保障粮食安全,优化水资源配置,促进区域高质量发展有重要意义。作为我国最大的城市群,长三角地区内部资源要素流动频繁,且与国内其他地区间农产品贸易往来密切;但同时也面临着水资源短缺等风险。以长三角地区为例,构建水资源拓展的投入产出模型对农业虚拟水流动量进行计算,并结合虚拟水平衡状态和水资源压力状态探究国内城市群农产品贸易所驱动的虚拟水流动关系的影响。结果发现:从区域水资源状态来看,长三角地区水资源压力状态整体偏高,用水矛盾突出;虚拟水平衡状态表现为高度依赖区域外农业虚拟水流入。从时间维度看,自经济新常态以来,长三角地区始终表现为农业虚拟水净输入状态,虚拟水资源输入量总体呈现上升趋势,而虚拟水的自给率呈现先下降后上升的趋势;农业供给侧结构性改革前后,长三角内部农业虚拟水流动结构出现变动,江苏省替代安徽省成为上海市最重要的虚拟水来源。从空间维度看,长三角内部虚拟水流动呈现“安徽-江苏-浙江-上海”的链状结构;长三角和全国其他地区间呈现出“北方单向流入,南方双向互动”的虚拟水流动特征。最后,基于虚拟水战略实施视角,从引导区域内资源要素有序流动、健全生态产品价值实现机制、完善区域间贸易结构等视角提出相关政策建议,以期为调整优化区域农产品生产及贸易格局,促进人水和谐的城市群建设提供参考。

基于数字图像处理的虚拟输入方法

针对当前嵌入式设备输入方法存在的高成本低体验问题,提出了一种运行于嵌入式系统中基于数字图像处理的虚拟输入方法。该方法利用嵌入式设备附加的摄像设备,对用户在虚拟键盘上的按键过程进行图像采集,通过角点识别和图像分割进行按键识别,以便通过采集到的图像定位出用户点击的目标按键,从而实现信息输入过程。通过实例验证了该方法的可行性和有效性,为嵌入式设备的交互设计提供了可供参考的处理方法。

基于投入产出法的中国虚拟水国际贸易分析

文章引入虚拟水和虚拟水贸易的概念,基于投入产出方法,对中国虚拟水贸易进行研究分析。选取2002年、2005年和2007年相关数据,计算中国17个行业及全国的虚拟水进出口量,分析中国虚拟水进出口情况,指出中国是一个虚拟水净出口国,并且虚拟水净出口量始终处于增长状态,主要出口到美洲、欧洲和亚洲。在中国虚拟水贸易中,对虚拟水净出口贡献较大的行业为服装皮革羽绒及其制品业、纺织业、木材加工及家具制造业和农业,而对虚拟水净进口有贡献的行业为能源行业、金属矿采选业、化学工业、仪器仪表及文化办公用机械制造业,由于净出口行业基本上为耗水量比较大的行业,净进口行业耗水量相对较小,这就导致了中国虚拟水始终处于净出口状态。这些都为行业战略调整提供了一定的依据。

山东省虚拟水贸易问题研究——基于投入产出分析方法

山东省水资源短缺,且时空分布不均,水资源问题已成为制约其社会经济可持续发展的重要因素之一。采用投入产出分析方法,基于投入产出和用水量数据,对山东省虚拟水贸易进行了计算,提出虚拟水量计算的新思路,对结果进行了分析,从分行业和时间的角度分别进行讨论,并提出水资源配置和产业结构调整的相关建议。研究结论表明,虚拟水及虚拟水贸易的研究对山东省缓解水资源问题,实现新时期生态环境和社会经济的可持续发展具有重要的理论和现实意义。

基于投入产出表的中国水足迹走势分析

水足迹是近年来国内外研究水资源压力的常用方法。基于投入产出表的水足迹分析方法,分析了我国1997—2007年的水足迹状况,改进了耗水系数的计算方法,研究了基于稀释理论的灰水足迹计算方法,计算了外部水足迹及额外水足迹负重以及相应系数,分析了我国水足迹消费的商品(服务)结构。结果表明,1997—2007年我国年均水足迹总量为2.83万亿m3,总体呈现下降趋势,其中蓝水足迹为2183亿m3,灰水足迹为2.62万亿m3(以Ⅲ类水标准核算)。在水足迹总量中,间接水足迹占据比例达到90%,可见水资源压力的产生主要基于商品或服务的消费。我国水足迹基本上依靠自给,同时我国承担其他国家的水资源压力的比例很大,但是整体上呈现下降趋势。从水足迹消费商品(服务)结构上看,与饮食相关的商品或服务占较大比例。

基于投入产出法的浙江省虚拟水贸易实证分析

基于"虚拟水"理论,利用2005年和2007年浙江省的投入产出表(延长表)和各产业部门的用水数据,采用投入产出分析法构建价值型-实物型水资源投入产出模型,计算并分析了2005年和2007年浙江省各产业部门的虚拟水贸易量。结果表明:浙江省通过商品贸易向他省和国外输出的虚拟水主要集中在纺织、缝纫及皮革产品制造业和机械设备制造业;通过商品贸易向省内输入的虚拟水集中在农业、化学工业、金属冶炼及加工制造业、采掘业和食品制造和烟草加工业;从虚拟水贸易结构来看,农业和重工业为净输入虚拟水贸易行业,轻工业为净输出虚拟水贸易行业。

基于内存映射文件的数据共享技术研究与应用

本文分析了Win32环境下内存映射文件技术的系统实现原理,并结合现代输入法的特点,给出了该技术在输入法软件开发中对数据共享问题的解决方案。

中国农产品贸易虚拟水转移及其影响因素研究

挑选与中国农产品贸易额较大且具有代表性的10个国家,构建包含资源环境要素的虚拟水投入产出模型,计算农产品贸易隐含虚拟水的转移情况.进而以国际贸易理论为基础构建了以虚拟水净进口量为被解释变量的贸易引力模型,重点探究了包括自由贸易协定和关税在内的各因素对虚拟水转移的影响.结果表明,中国的农业用水效率虽然在逐年提高,但与农业发达国家相比仍有较大差距;中国通过农产品国际贸易实现了对大部分国家虚拟水的贸易逆差;土地资源、劳动力数量、农业生产效率等方面的比较优势以及是否签订自由贸易协定、关税水平等变量是农产品贸易虚拟水流动的显著影响因素.中国通过进一步发展和壮大农产品国际贸易可以有效缓解国内水资源压力,因此应当在提高自身农业比较优势的同时,加快发展对外贸易关系,并充分发挥自由贸易协定在农产品国际贸易中的关键作用.

基于区域投入产出模型的甘肃省水资源状况分析

基于投入产出分析法,以甘肃省2007年行业经济及用水数据为基础,构建了地区水资源投入产出表。通过对甘肃省行业用水系数、用水乘数、用水量等指标的分析,研究了甘肃省各行业对经济系统的水资源消耗间接拉动效应。在此基础上进一步研究了经济系统内部行业间虚拟水的转移,分析了经济系统内部虚拟水的流向,并通过计算甘肃省虚拟水的进出口量对经济系统间虚拟水的流向进行了分析。分析结果表明,种植业用水系数、用水量在该省行业中处于最高,对经济系统水资源的间接拉动影响较小,是主要的虚拟水输出行业。其中一部分虚拟水流向制造业,经由制造业流向建筑业与服务业等行业,另一部分流向省外。在构建节水型经济系统的过程中,由于行业间水资源消耗的关联性,考虑到其他行业对种植业的间接拉动,在采取缩小种植业规模提高种植业节水效率及调整区域产业结构的情况下,应将减少消费端的物质消费因素考虑进去。

欠驱动水面船区域保持鲁棒滑模控制

针对风浪流等外界环境干扰下欠驱动水面船的区域保持控制问题,本文提出了一种基于对称障碍李雅普诺夫函数的鲁棒滑模控制策略使其严格满足区域保持边界限制。首先利用反步法将欠驱动船区域保持控制器的设计分解为运动学回路和动力学回路;其次在运动学回路中设计期望速度并将其视为虚拟输入,在动力学回路中利用鲁棒滑模方法实现对参考速度的跟踪控制;再次根据位置状态约束条件引入对称障碍李雅普诺夫函数进行控制器设计,实现位置状态变量约束保证欠驱动船始终保持在规定区域内,不超出约束边界;此外,采用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的半全局渐近稳定性,并且使跟踪误差收敛到规定的邻域内;最后对有无外界环境干扰下的欠驱动水面船进行仿真对比实验,仿真比较结果验证了所提控制律的有效性和鲁棒性。

鼠标文字输入法及其应用

鼠标文字输入法是我校首家推出的一种新型文字输入方法.这种方法是利用鼠标器作为文字输入设备,结合机器的窗口提示系统,而完成对文字信息的输入.具有易学好用的特点,本文介绍了这种方法的基本思想和应用该方法实现的多文种处理系统.

1-Bit人机交互系统

通过研制普适的非对称交互系统,解决运动能力障碍人群借助通用计算设备通过互联网进行交流这一问题。虚拟鼠标替代传统鼠标、中文输入法替代传统键盘输入功能、快捷键替代传统键盘快捷操作功能,作为交互系统的基础支持完全根据用户自身意志完成各类操作;配置1-Bit输入设备有效减轻了运动障碍人群的操作负担。基于上述方法,设计并开发实现了1-Bit人机交互系统,该系统能够利用1-Bit输入设备完成对普通计算机的操作。实验测试和分析表明,用户可以基于1-Bit输入设备操作电脑,包括文字输入、网页浏览、音视频播放、日常护理等功能,满足用户的日常电脑使用需求,同时该交互系统具有易于学习、功能方便扩展的特性。

电子化钢琴键盘文本输入法的实现

为打破文字的键盘输入必须使用字母和数字等键盘的束缚,提出一种利用电子化钢琴键盘的并击特性,在钢琴键盘上实现文本输入和人机交互的基本思路,及以此为根据的钢琴键盘输入法。从MIDI信号的截获和处理,字母、单词和中文字词的表示和输入,数字和符号的输入及输入焦点的选择四个方面描述了电子化钢琴键盘文本输入法的实现方案。

一种并联振动筛驱动机构的结构降耦设计及刚度分析

以一种单自由度输入、三平移一转动输出的并联振动筛驱动主机构为例,采用结构降耦设计方法将其耦合度由2降为1,通过并联机构拓扑结构设计方法确定了机构的驱动副及其安装方位,并基于螺旋理论运用虚拟弹簧法分析了该机构降耦前后的结构刚度及其变化,为少输入-多输出并联机构的优化和应用提供了参考。

河南省虚拟水消费与虚拟水战略研究

水资源是黄河流域高质量发展的限制因素,虚拟水战略为区域水资源管理,产业结构与贸易结构优化提供了新的视角。文中利用改进的瓦尔拉-卡塞尔模型,分析了2012年河南省25个行业所消耗的虚拟水量,其来源构成和流向以及贸易中转移的虚拟水量。结果显示,2012年河南省所用虚拟水量为1380.57亿吨,其中省内提供76.18%,省外提供23.82%,而省内消费83.72%,省外消费16.28%。贸易中河南省净调入104.06亿吨虚拟水。本地虚拟水最终消费中城镇居民最大,远超农村居民。

“一带一路”沿线国家原木水足迹核算及空间流动格局研究

"一带一路"倡议的实施不仅会带来巨大的经济效益,也会对"一带一路"沿线国家的资源环境状况产生深远影响。文章引入原木虚拟水的概念,采用多区域投入产出法,核算了1990~2015年间"一带一路"沿线国家的原木水足迹,分析了原木虚拟水空间流动格局的演变。结果表明:在国别视角下,"一带一路"沿线国家中,印度尼西亚、印度、缅甸为原木虚拟水净出口大国;泰国、以色列、沙特阿拉伯为净进口大国。中国从原木虚拟水净出口大国转变为净进口大国,体现了中国在全球价值链中地位的转变。在原木虚拟水净流量的主要流动路径中,大流量路径皆是从"一带一路"的东南亚地区流向美国、日本等发达国家。在中国与"一带一路"沿线国家的原木虚拟水贸易方面,印度尼西亚、缅甸、越南是原木虚拟水主要的净出口国;新加坡、沙特阿拉伯、阿联酋是主要的净进口国。此外,文章根据中国与"一带一路"沿线国家的原木虚拟水净流量的流动状况与水资源稀缺程度划分出贸易伙伴的四种类型(双边互惠型、单边受益型、受支持型、双重压力型)。该研究有助于"一带一路"沿线各国优化原木贸易结构和改善水资源短缺状况,为"一带一路"地区的可持续发展提供理论借鉴。

长三角地区虚拟水贸易核算及转移研究——基于多区域投入产出模型

文章以长三角地区产业部门间水资源转移为研究对象,构建多区域投入产出模型对区域部门间虚拟水贸易进行核算,结合我国长三角地区国民经济行业用水及其省际水资源空间转移等特征进行实证分析,提出缓解我国贸易经济发展中水资源压力的相关建议。研究结果表明:农业是完全耗水系数最高的产业,长三角地区农业发展仍需通过进口高耗水作物、优化农产品虚拟水贸易结构来缓解水资源压力;制造业作为虚拟水出口量最大的产业,创造的经济效益在浙江省和江苏省较高;服务业是长三角地区虚拟水拉动系数最高的产业,上海地区应进一步增加软件和信息服务等服务业的虚拟水产出效率及高新技术产业的资本投入。

具有输入饱和的不确定非线性系统自适应渐近跟踪控制

将一类具有输入饱和的严格反馈单输入单输出非线性系统作为研究对象,解决其自适应渐近跟踪控制问题.与已有结果不同,所考虑的虚拟控制参数可以是未知且增益函数的上界信息也是未知的,这给控制器的设计带来了挑战.通过结合光滑函数及有界估计方法,设计一种新颖的自适应渐近跟踪控制策略;其次,通过引入Nassbaum函数解决由输入饱和不确定参数以及未知虚拟控制参数带来的影响;此外,通过利用未知增益的下界信息巧妙地构造一个特殊的李雅普诺夫函数并结合不等式技巧,可以消除对控制增益函数上界信息的需要,并保证系统的全局稳定性和跟踪性能;最后,通过实例仿真及对比仿真表明所提出自适应渐近跟踪控制算法的有效性.