课程文献中心 更多>>

关键词： 经济自由度   一带一路   对外直接投资   企业绩效  

摘要： 自2013年“一带一路”倡议提出以来,中国对“一带一路”沿线国家的直接投资体量不断扩大,根据《2021年度中国对外直接投资统计公报》显示,2021年中国对“一带一路”沿线国家的直接投资达241.5亿美元,创历史新高,“一带一路”沿线国家成为中国企业越来越重要的投资目的国。然而,投资体量的上升并不一定意味着投资质量的提高,由于“一带一路”沿线国家的经济发展水平不一,各国间的投资环境具有明显差异,作为对外直接投资(OFDI)的主体、“走出去”战略的重要组成部分,跨国企业在东道国的生存与发展时刻受到当地投资环境的制约,一旦子公司在海外持续经营不佳,便会退出东道国市场,进而影响到OFDI企业母公司的绩效。企业绩效是影响OFDI企业海外投资决策与区位选择的重要指标,随着中国企业“走出去”步伐的不断加快,研究东道国整体的投资环境如何影响OFDI企业绩效就变得尤为重要。关于投资环境的评价维度较为多元,通常来讲既要包括基础设施建设、劳动力市场等“硬环境”,也要包括市场营商环境、金融服务体系、制度水平等“软环境”。经济自由度是测评经济自由程度的指标,原指关于产品和服务生产、分配和消费的所有权利与自由。美国传统基金会认为与较低经济自由度的国家或地区相比,高经济自由度的国家或地区会更繁荣,因此本文认为不同经济自由度的国家或地区投资环境也会有所不同,进而对OFDI企业绩效产生差异化影响。本文首先选取美国传统基金会披露的经济自由度指标(EFI)作为投资环境的代理变量,通过梳理已有研究阐明了经济自由度影响OFDI企业绩效的作用机制,发现“一带一路”沿线国家的经济自由度水平整体偏低,具有较大上升空间,且发展极不均衡。其次,本文以2006-2021年中国OFDI企业的非平衡面板数据作为研究样本,运用固定效应模型实证检验了东道国经济自由度影响OFDI企业绩效的机制,结果表明“一带一路”沿线国家的高经济自由度对OFDI企业绩效具有显著促进作用,并分别运用世界银行发布的全球治理指数(WGI)、利用熵值法综合测算得到的经济自由度得分(Score)替换核心解释变量(EFI),检验了模型的稳健性。再次,本文选取世界经济论坛发布的知识产权指数(Property)完成了机制检验,显示在东道国经济自由度对OFDI企业绩效的影响机制中,知识产权保护力度在一定程度上是经济自由度发挥作用的渠道。另外,本文针对企业异质性从“一带一路”倡议提出前后、OFDI企业所属行业、OFDI企业所有制性质三个角度完成分样本检验,发现自2013年“一带一路”倡议提出后,东道国的高经济自由度对OFDI企业绩效的提升作用更为显著,且第二产业的OFDI企业在对外进行直接投资时对其绩效的提升更明显,同时,企业所有制为非私营的OFDI企业由于拥有更好的资源禀赋优势、更强的抗风险能力及更高的监督权和决策权,其绩效提升效果受东道国的高经济自由度影响也更为显著。最后,本文基于理论分析和实证检验的结果,为如何高效、均衡地提升“一带一路”沿线国家的经济自由度水平以及不同类型的OFDI企业如何根据自身特点进行海外投资决策与区位选择提出了有针对性的对策建议。关于本文的创新点,第一,整体的研究视角比较新颖。在“一带一路”建设大力推进的背景下首次将东道国投资环境(即经济自由度EFI)与OFDI企业母公司的绩效纳入同一个研究体系,既从理论上阐述了东道国经济自由度影响OFDI企业绩效的作用机制,又在实证层面验证了该机制的作用效果;第二,数据样本的处理方式较为新颖。本文选取的企业绩效和经济自由度分别为企业层面的微观数据和国家层面的宏观指标,在将OFDI企业母公司绩效与海外子公司所在国家的经济自由度进行匹配时存在一定程度的交叉与重合。为了保证“企业-国家”数据集最大限度的可用性,本文通过建立“虚拟国家组”的方法来处理OFDI企业全部海外子公司所在国家的宏观指标,为后续研究奠定了重要的数据基础;第三,对企业异质性的探讨有所创新。本文所选的研究对象为在2006-2021年间对“一带一路”沿线国家有过直接投资行为的中国企业,相关数据皆来源于国泰安上市公司数据库,较为庞大的样本数据量为研究经济自由度如何对不同行业领域、不同所有制属性的企业带来差异化影响提供了支持。

关键词： 电动车   无线电能传输   辅助线圈   接收线圈定位   方向引导  

摘要： 随着“双碳”战略目标的提出,无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)以其特有的能量传输形式和绿色环保、安全性高、环境适应性强等优点,受到了国内外越来越多专家学者的广泛关注。为了兼顾经济发展和绿色出行,无线充电型电动车已成为未来交通出行的首选之一。在电动车无线充电系统中,检测电动车是否进入有效充电区域是当前研究的热点。目前,基于常见传感器或辅助线圈的位置检测大多会对车辆结构进行二次改造,同时后者还存在受限于特定磁耦合机构类型和影响充电系统的传输能效性等缺点。为了解决上述问题,本文设计了一种呈等边三角形分布的3U型辅助结构,并提出相应的定位与方向引导方法。该3U型辅助结构具有无需改造车载接收线圈结构、适应多种磁耦合机构、满足SAE制定的传输距离最高标准以及不影响系统传输能效性的优点。首先,综合常见线圈类型的磁场分布特性,选取纵向偏移容忍度较高且偏移敏感度较好的螺旋型线圈作为辅助线圈,并将其设计为呈等边三角形分布的3U型结构以提升其水平磁场范围和垂向磁场高度。对基于对称式辅助结构的多自由度定位系统进行建模,推导各个辅助线圈与接收线圈间的互感、线圈间相对位置、各辅助线圈独立工作时的负载电压三者间的解析关系,并分析辅助结构及其几何参数对系统传输性能和定位功能的影响。其次,研究该对称式辅助结构介入下的典型磁耦合机构磁场分布特性,总结了不同接收线圈对应的系统精确识别区域和模糊识别区域的分布规律。并结合接收线圈对应的等值互感特征轨迹,提出了一种接收线圈定位及方向引导方法以辅助其进入有效充电区域。最后,详细阐述了装置所需软硬件的设计流程,并搭建多自由度定位系统以验证所提辅助结构定位的可行性和方向引导功能的准确性。实验结果表明,所提出的3U型辅助线圈适用于多种典型磁耦合机构,其最大定位高度可达到250mm,且当接收线圈分别为方形和DD型时,可识别范围分别可达到300mm×400mm和400mm×300mm。

关键词： 三维物体检测   姿态估计   球面卷积  

摘要： 三维物体检测算法在自动驾驶、虚拟现实、机器人操纵等领域有诸多应用。例如,在工业场景中,机械臂根据物体姿态估计结果进行自动抓取,提升生产效率。在自动驾驶场景中,精准的物体检测算法能够提升车辆自动行驶安全性能。本文针对RGB-D场景中的9自由度物体姿态估计课题开展了数据集构建及算法研究工作。给定RGB-D场景输入,9自由度物体姿态估计任务的目标是预测场景中感兴趣物体相对于相机基准坐标系的6D姿态(3D位移+3D旋转)以及物体的3D大小。现有9自由度RGB-D数据集存在着规模较小、复杂度较低等缺陷,不利于相关方法的研究。为了弥补相关缺陷,本文构建了一个大规模的带9自由度物体标注的数据集,称为Object Plex。该数据集通过消费级RGB-D设备采集,共有来自154个真实场景、覆盖16个物体类别的54K张图像,其中,每张图像均带有物体的类别及9自由度标注信息。基于Object Plex,本文构建了9自由度物体检测/姿态估计和单物体6自由度姿态追踪两大任务的基线,相关统计数据和对比实验证明了该数据集相比于现有数据集更具挑战,有利于促进该领域相关算法的研究。在算法研究方面,本文提出了基于球面卷积的双分支姿态估计网络,其中,球面卷积用于构建编码器提取姿态敏感特征,随后,基于该特征构建了两个解码器分支,一个分支用于显式地回归物体9自由度参数,另一个分支作为辅助分支,通过重建物体基准点云隐式地恢复物体姿态。球面卷积的运用极大提升了网络预测物体姿态的能力,双分支结构也有效促进了网络参数的学习,提升了姿态估计性能。同时,本文在编码器中设计了球型融合模块促进RGB和点云两种模态信息的相互交融。该方法在现有NOCS基准数据集和Object Plex上进行训练和测试,实验结果表现了该方法的优越性。同时,本文通过消融实验验证了该方法各个模块设计的有效性。

摘要： 圆锥曲线问题通常较为复杂，且解题过程中的运算量较大，为了提升解题的效率，我们不妨另辟蹊径，巧妙建立极坐标系，借助极坐标知识来快速解题.若P是圆锥曲线上的任意一点，可以焦点F为极点，设|PF|=ρ，P到准线l的距离为d，焦点F到准线l的距离为p，

关键词： 工业机器人   动力学   模态分析   结构优化设计  

摘要： 工业机器人作为一种自动化设备,用于在制造和生产过程中执行各种任务。随着现代制造业的快速发展,工业机器人在生产线上扮演着至关重要的角色。本文基于6自由度工业机器人为研究对象,对机器人动力学优化分析与机器人结构优化设计进行了深入研究。本文研究内容主要包括:(1)在对机器人本体机械结构研究分析的基础上,通过建立基准坐标系与各连杆杆件坐标系,基于改进型D-H法,构建了面向机器人正运动学分析的数学模型,并以此为切入点,通过解析法数学代换,研究机器人逆解问题,分别推导出机器人6个关节角的解析解数学表达式。通过微分变换法求解机器人雅克比矩阵,描述了机器人运动速度与关节角速度之间的关系。对机器人奇异位姿进行分析,并分离奇异位姿参数。(2)基于Lagrange法建立了机器人动力学数学模型,通过适当简化机器人结构,对机器人动力学方程进行优化计算,优化计算后得到机器人动力学各连杆惯量系数项、科氏力与向心力系数项以及重力系数项解析解。基于多体动力学软件对机器人虚拟样机进行运动学和动力学仿真分析,输出了机器人运动学和动力学特性参数曲线,为物理样机的调试提供了参考。(3)利用有限元分析软件对机器人三种典型工况姿态进行整机模态分析,仿真求解出机器人三种典型工况姿态下前四阶模态与振型。整理总结了随位姿变化时机器人固有频率和振型的变换规律。针对机器人部件结构优化问题,采用多目标优化技术,以提升力学特性与结构轻量化为优化设计目标。根据机器人部件线性静力学与模态分析仿真结果,基于有限元分析软件优化设计模块对机器人大臂和腰部以及小臂模型进行了结构优化变量筛选、DOE试验设计、灵敏度分析、响应面拟合以及全局优化求解,实现了对机器人大臂和腰部和小臂的结构优化设计。经过结构优化设计后的机器人部件在满足力学性能的前提下,减轻了结构重量,提升了一阶固有频率,实现了部件的结构优化设计。

关键词： 永磁球形电机   多自由度   转子位置检测   反电动势法   相位差检测  

摘要： 球形电机能够在三维空间中进行多个自由度的运行，有效简化多维装置的结构，从而能够在机器人、航空航天等高端装备领域发挥出其优势。为实现多自由度的稳定运行，多自由度位置检测技术成为球形电机控制方面的关键技术之一。本文结合一种分段式永磁球形电机进行研究，根据其基本结构，设计了一种基于反电动势的转子多自由度位置检测方案，具体内容如下：　　根据球形电机的定转子结构，分析了球形转子在旋转和偏转方向的力矩产生原理。结合球形电机三套定子的反电动势模型，分析了转子多自由度参量在各套定子反电动势中的表示形式，提出了基于反电动势法的转子多自由度位置检测方法：根据中间定子的扩展反电动势模型来检测转子旋转位置;根据侧定子反电动势在不同坐标系下的变化规律，在自然坐标系下提出了基于反电动势相位差的偏转位置检测方法，在两相静止坐标系下提出了基于反电动势相位差和幅值变化规律的偏转位置检测方法。　　对于转子旋转位置检测，结合滑模变结构控制原理来对两相静止坐标系下的反电动势进行观测，并结合锁相环来观测转子旋转位置。分析了传统滑模观测器中应用符号函数产生抖振的原因，以及应用连续函数时的抖振情况，给出了影响抖振的参数。在此基础上，结合传递函数与电机参数设计了适用于本系统的切换函数及其参数。　　对于转子偏转位置检测，设计了一种基于反电动势的检测系统。通过信号绕组产生包含转子偏转位置信息的反电动势信号，并利用滑动平均滤波算法以及过零鉴相等方法来实现针对反电动势信号的基波提取及相位、幅值检测。设计了一种二维迭代算法，能够根据检测到的反电动势相位快速计算出转子偏转位置角。最后结合反电动势相位计算模型对检测系统做出相应的简化。　　为验证系统的可行性，搭建了球形电机多自由度位置检测实验平台。在不同工况下实现了转子偏转位置和旋转位置的多自由度特征信息检测，同时对实验结果进行了误差分析，验证了所提方案对于分段式永磁球形电机的适用性。

关键词： 级联多电平逆变器   直流电压利用率   谐波含量   改进载波   调制策略  

摘要： 由于化石能源的持续消耗,造成了我国的能源危机和环境污染等相关问题,而伴随电力电子技术的发展,多电平逆变器因其自身所具备的种种优势常被用于大功率调速、大功率电机和电力系统等场合,可作为替代或延缓不可再生能源的一项重要手段,但与此同时,多电平逆变器的效率和其谐波问题直接影响到输出电压的质量,因此对多电平逆变器输出电压效率的提升和谐波改善的研究具有重要意义。首先,对三种典型的多电平逆变器拓扑结构进行了分析。其中级联型多电平逆变器相比于中性点箝位型(Neutral Point Clamped,NPC)逆变器和飞跨电容(Flying Capacitor,FC)型逆变器来说,具有无需解决电容均压问题、易于模块化、输出电压波形质量高及制造成本低等优势,在中压大功率变频器及光伏发电中得到广泛应用。因此本文选择以级联型五电平逆变器为研究对象,对该拓扑所采用的各种调制策略进行分析;基于正弦脉宽调制的多载波PWM(Pulse Width Modulation)调制策略具有实现简单,同时随着调制度和输出电平数的增加能获得更好的谐波性能等优点而被广泛的应用。其次,针对基于SPWM(Sine Wave Pulse Width Modulation)调制策略的载波移相和载波移幅调制所带来的输出电压效率低,谐波性能较差的问题,提出了一种基于控制载波自由度的改进型PWM调制策略。该策略是结合交替反向层叠(Alternative Phase Opposition Disposition PWM,APOD-PWM)调制策略中三角载波的形状以及载波移相(Carrier Phase Shift PWM,CPS-PWM)调制策略中输出功率自然均衡的特点,生成新的载波并且使该载波与CPS-PWM调制策略中的三角载波保持相同的周期,再经过移相从而应用到多电平逆变器中。该调制策略可使逆变器系统在整个调制度范围内,输出电压利用率均有所提高;且显著的改善了低调制度时谐波的性能,同时保证在高调度范围内谐波性能可与其他策略保持相近。最后,在Matlab/Simulink里分别搭建了级联型五电平逆变器和九电平逆变器的仿真模型,对传统的CPS-PWM调制策略、基于梯形脉宽调制策略(Carrier Phase Shifting Trapezoidal Pulse Width Modulation,CPS-TPWM)以及改进载波策略进行分析验证,证明该调制策略的有效性。并搭建了以32位DSP(TMS320F28335)为核心的级联型五电平逆变器的实验平台,再次验证所提策略的可行性。本论文含图53幅,表9个,参考文献68篇。

关键词： 线弹性问题   虚拟元方法   混合边界   自由度  

摘要： 线弹性问题是弹性力学中的重要研究课题,当物体受到外力或者其他作用时,可以通过线弹性方程来刻画应变,位移和应力三者之间的关系.线弹性力学已广泛应用于土木建筑,化工生产和航空航天等领域.但是,由于应力张量的对称性和边界条件的复杂性,直接求解线弹性方程的精确解是十分困难的.因此,寻找一种有效的数值方法来解决此类问题意义非凡.有限元方法是求解工程力学问题的重要工具,但是在网格剖分时,受限于三角形,四边形等简单形状,这使得有限元方法在解决复杂问题时十分繁琐.虚拟元方法可以看作是有限元方法的推广,适用于多边形或多面体的网格剖分,网格处理十分灵活,不需要明确单元内部的基函数也能求出方程的解.已有的研究,主要是利用虚拟元方法求解具有Dirichlet边界条件的线弹性问题,而实际问题中,混合边界条件更为普遍.本文利用虚拟元方法求解二维混合边界条件的线弹性问题.基于以位移,应力和应变为变量的线弹性方程,得到二维线弹性问题的混合强对称形式,利用Brezzi理论讨论变分问题中解的存在唯一性.分别构造位移与应力的虚拟元空间,通过选取合适的自由度来唯一确定位移与应力的虚拟元空间,定义相应的插值算子与投影算子,并通过自由度计算投影算子.通过构造双线性形式,得到二维线弹性问题的虚拟元离散格式,利用Brezzi理论和相关的插值不等式证明离散格式中解的存在唯一性,对荷载项与混合边界条件进行相应的处理,并对位移与应力的数值解进行误差估计.最后,通过两个具体的数值算例,验证了虚拟元方法的有效性.

关键词： 非线性系统   随机动力学   直接概率积分法   白噪声激励  

摘要： 建筑、桥梁、船舶、车辆等结构在服役过程中不可避免地会受到各种随机激励的作用，例如：建筑结构会受到地震荷载、桥梁会受到地震和车辆的联合作用、船舶会受到随机斜浪的作用、车辆会受到路面不平顺激励的影响，这些荷载都呈现出了强烈的随机不确定性，直接影响结构的力学行为和服役性能。近年来，多次灾难性地震事件的发生，使得大型复杂非线性结构的随机不确定性量化与可靠性设计引起了越来越多的研究者关注。由于存在非线性和随机性的耦合，多自由度非线性系统的随机动力学分析是极具挑战性的研究课题。　　非线性系统随机动力学分析涉及随机振动分析、动力可靠度分析及系统的定性性态研究。在过去的研究中，将随机激励简化为白噪声激励，随机动力系统成为 Markov系统，其转移概率密度函数服从著名的 FPK(Fokker-Planck-Kolmogorov)方程。在此基础上，研究者发展了一系列基于 FPK 方程的非线性系统随机动力学分析方法。该类方法理论基础严密，但 FPK 方程的求解难度限制了待求系统的规模。另外，由于系统需满足Markov性，导致该类方法难以扩展至分数阶系统。本文围绕一般多自由度非线性系统和分数阶系统所面临的上述瓶颈难题，从概率守恒原理的积分表述，发展了适用于 Markov和非 Markov多自由度系统非线性随机动力学高效、统一分析的直接概率积分法(Direct Probability Integral Method, DPIM)。主要研究内容如下：　　(1) 将直接概率积分法拓展到高斯白噪声激励下多自由度 Markov 系统，实现了结构非线性随机振动和动力可靠度高效分析。概率密度积分方程(Probability Density Integral Equation, PDIE)是直接概率积分法中刻画随机性传播的基本方程，本文首先建立了多自由度 Markov 系统的概率密度积分方程，并推导了概率密度积分方程和经典FPK方程的等价关系，阐述了直接概率积分法处理Markov系统随机动力学问题的有效性。其次，将直接概率积分法所得结构响应的概率密度函数与 FPK 方程的精确解、随机平均法、数值路径积分法、子集模拟法及蒙特卡洛模拟方法进行了系统性比较，展现了直接概率积分法的普适性和高效性优势。最后，基于直接概率积分法，开展了非平稳地震动激励下考虑土-结构相互作用的框架建筑结构随机振动与动力可靠度分析。结果表明：土层的坚硬程度会对结构的动力可靠度产生显著影响，坚实的地基土将使土?结构相互作用接近刚性地基，进而使结构可靠度得以提高。　　(2) 考虑多重随机激励下结构的动力学分析将更真实的反映结构随机动力学特性，为结构可靠性设计提供保障。高斯和泊松白噪声联合激励下系统的转移概率密度函数满足不同于 FPK 方程的微分演化方程，高维情形下其求解面临诸多挑战。本文在概率积分框架下开展了高维系统的随机振动和动力可靠度分析。首先，基于概率守恒原理的积分表述，导出了高斯和泊松白噪声联合激励下非线性多自由度系统的概率密度积分方程。其次，建立了高斯和泊松白噪声联合激励下多自由度系统的概率密度积分方程与概率密度微分演化方程之间的等价关系。随后，基于直接概率积分法，开展了两类白噪声联合激励下非线性多自由度系统的随机振动和动力可靠度分析。最后，将本文提出方法用于处理非平稳随机地震动和随机车辆荷载联合作用下多跨梁桥随机动力学分析。结果表明：随机车辆荷载对桥梁随机振动响应的概率分布影响较小，但当其与随机地震动联合作用时，桥梁结构的动力可靠度将会显著降低。　　(3) 在直接概率积分法的框架下，发展了非线性随机动力系统全局分析方法，实现了加性和乘性激励联合作用下强非线性多自由度系统的随机分岔和混沌特性研究。首先，从概率密度函数的全新视角，通过求解多自由度随机动力系统的ε-提交函数和全局完整性度量，获得了系统的广义随机吸引盆，并阐释了影响随机吸引盆稳定性的因素。其次，建立了加性和乘性激励联合作用下非线性系统满足的概率密度积分方程和Dostupov-Pugachev(微分)方程在概率守恒意义上的等价关系，验证了直接概率积分法在求解该类问题中的有效性。最后，开展了随机斜浪激励下船舶多自由度耦合系统的随机动力学分析。结果表明：较大的随机扰动可能会导致船舶发生随机混沌运动，即在正负横摇角之间随机跳跃，使船舶失稳概率大大增加。　　(4) 分数阶导数可以较为全面地描述粘弹性阻尼器的力学性能及变化机制，但由于广义分数阶算子积分形式复杂，且分数阶系统具有历史依赖性，不满足 Markov性，使得广义分数阶系统的随机动力学分析成为难点问题。为此，本文将采用直接概率积分法，以不平顺路面上车辆行驶过程为例，开展高斯和泊松白噪声联合激励下广义分数阶多自由度系统的随机动力学分析，破解这一挑战性难题。首先，将行驶在不平顺路面上具有粘