(完整版)上海理工大学研究生导师
上海理工大学申报高级职务教师主要情况公示表-上海理工大学环境与
部门 出生年月 申报职务 环境与建筑学院 1978-02 副教授 姓名 性别 张治国 男 现职务 二级学科 现岗位 类型 教学科研 学位
填表日期：2013
年 3 月8 日
研究生毕业 2009-11
岩土工程 博士 任现职务年月
最后学历 学位取得 时间
博士后
任现职以来个人主要工作业绩统计
单位（篇）
ISSHP 北大核心 科技引证 南大 核心 0 0
（光盘版） （核心版） 0 1 0 4 其他刊物
0 0
0 0
0 1 著作
0 0
著作类别 主编（副主编） 参编 参与(非第一负责人，排名前 3 位) 省部级 0 0 市级 市级及以下 0 0 横向 0 0 其他奖励 校内 0 0
科研 成果 获奖 发明 专利 著作 权 教材 教学 参考 书
序号 1 2 3 4 5 参加社会团体名称（包括期刊杂志编委） 中国岩石力学与工程学会工程安全与防护 分会 中国岩石力学与工程学会工程安全与防护 分会 中国岩石力学与工程学会地下工程分会 中国岩石力学与工程学会隧道掘进工程应 用分会 国别 中国 中国 中国 中国 担任职务 学会理事 学会会员 学会会员 学会会员 起止时间 2012-11-30 2017-11-30 2012-11-30 2017-11-30 2012-11-30 2017-11-30 2015-11-30 2017-11-30
刊物级别 及排名 论文 著作 （不可 重复统 计） 独立作者 第 1 作者 刊物级别 及排名 独立作者 第 1 作者 项目类型经费 国家级 项目数 合计经费（万元） 获奖及排名 项目数(排名前 3 位) 类别及排名 独立 第 1 完成人 级别及编撰数 主编 参编 国际发明专利 0 0 国家级精品教材 国家发明专利 0 2 省部级精品教材 1 5.312 599 省部级 3 17 国家级 市级及以下 0 0 横向 0 0 省部级 校内 0 0 国家级 0 0 英文 0 0 SCI EI SSCI A＆ HCI 0 0 SCI （网络 版） 0 2 合计 中文 0 0 A类 0 7 主持（第一负责人） 研究 项目 与经 费 B类 0 2 C类 0 0 EI （网络 版） 0 1 0 0 ISTP
上海理工大学控制系导师研究方向
讲师/博士
控制理论与控制工程
鲁棒控制
lilin0211@
魏国亮
东方学者特聘教授
控制理论与控制工程
随机非线性控制、随机非线性滤波、复杂网络
guoliang.wei1973@
hjzhyf@
王亚刚
教授
控制理论与控制工程
工业无线传感器网络、先进过程控制系统、楼宇空调智能控制系统、生产制造执行系统、智能现场设备集成管理系统
ygwang@
范铠
教授级高工
控制理论与控制工程
检测技术与自动化装置
智能化现场检测仪表、现场总线技术的研究和产品开发、仪表的可靠性和功能安全
fankai@
王竹平
教授级高工
控制理论与控制工程
仪器仪表的电气防爆、防雷技术研究
自动化控制系统现场总线技术研究
wangzp@
徐建平
教授级高工
控制理论与控制工程
自动化仪表系统共性技术研究
产品质量检测、认证与评价方法研究
电气防爆安全技术
xujianping@
周一军
教授级高工
控制理论与控制工程
智能控制技术、信息化管理
zhouyijun@
孙红
副教授
控制理论与控制工程
计算机应用技术
检测技术与自动化装置
智能控制工程、计算机控制、智能决策系统、智能信息处理、分布式数据库应用
sunhong@
陈玮
副教授
控制理论与控制工程
计算机应用技术
zhhlcome@
王凯
高工
控制理论与控制工程
工业控制、智能仪表、工业无线传感器网络
wk_sppc@涂煊Biblioteka 高工控制理论与控制工程
上海理工大学光电学院导师名单光学工程
倪争技
副教授
光学工程
精密测试及控制，精密机械，自动控制，中阶梯光栅制备，先进光谱仪，光栅传感器
sioi@
张大伟
教授
光学工程
微纳光学及技术，光学薄膜技术，LED器件及应用，薄膜太阳能电池技术
dwzhang@
张荣福
副教授
houwenmei@
李毅
教授
光学工程
仪器仪表工程
控制工程
新型光电子材料、器件、模块与系统
liyi@
马军山
教授
光学工程
信号与信息处理
光电检测，光通讯
junshanma@
李湘宁
教授
光学工程
信号与信息处理
光学设计，光学自动测量技术，数字图像处理，视光学
窦晓鸣
教授
光学工程
影像显示技术、光伏技术、生物医学技术
prof_dou@
黄元申
副教授
光学工程
光栅及光谱仪，具体有：（1）凸面光栅设计及制备方法研究（2）凸面光栅光谱仪的设计及应用研究（3）平面、凹面光栅曝光和显影的实时监测（4）新型光栅传感器的设计及制备（5）离子束蚀刻技术
hyshyq@
光电学院硕士生导师情况表
（光学工程）
姓名
职称
归属学科
兼职学科1
兼职学科2
兼职学科3
研究方向
电子邮箱
庄松林
院士
光学工程
光纤传感，紫外检测，微结构
slzhuang@
郑刚
研究员
光学工程
信号与信息处理
光电精密测试技术，纳米颗粒粒径测量技术
gangzheng@
陈抱雪
研究员
2.新型“黑硅”材料的制备与应用研究.
基于强化学习的车辆服务迁移方法
第１３卷㊀第６期Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．６㊀㊀智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ㊀㊀２０２３年６月㊀Ｊｕｎ．２０２３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９５－２１６３（２０２３）０６－０００１－０７中图分类号：ＴＰ３９３．０９文献标志码：Ａ基于强化学习的车辆服务迁移方法周㊀率，韩㊀韧（上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海２０００９３）摘㊀要：近年来，随着中国对于车联网发展战略的落实，基础设施与车联应用服务规模不断增加，车联应用服务对于资源的需求越来越高，现有车辆配备的有限计算资源已无法满足需求，需要将服务迁移到路侧单元，以提供充足的计算资源并降低服务时延㊂本文在车辆边缘计算场景下，提出了一种基于强化学习的车辆服务迁移方法，以降低服务的延迟与能耗㊂首先为迁移过程中可能产生的成本建模，并把服务迁移问题规约为马尔可夫决策问题，通过应用深度强化学习算法以降低迁移产生的成本㊂实验结果表明，提出的算法优于基线算法，在高速环境下具有相对较强的鲁棒性㊂关键词：车联网；车辆边缘计算；服务迁移；强化学习ＶｅｈｉｃｕｌａｒｓｅｒｖｉｃｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｌｅａｒｎｉｎｇＺＨＯＵＬｖ，ＨＡＮＲｅｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｉｃａｌ－ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ）ʌＡｂｓｔｒａｃｔɔＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｗｉｔｈｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａᶄｓｖｅｈｉｃｌｅｔｏｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ（Ｖ２Ｘ）ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔｒａｔｅｇｙ，ｔｈｅｓｃａｌｅｏｆｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＶ２Ｘｓｅｒｖｉｃｅｓｈａｓｂｅｅｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒＶ２Ｘｓｅｒｖｉｃｅｓｉｓｇｅｔｔｉｎｇｈｉｇｈｅｒ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｅｘｉｓｔｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅｓｃａｎｎｏｌｏｎｇｅｒｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｓｅｒｖｉｃｅｓｎｅｅｄｔｏｂｅｍｉｇｒａｔｅｄｔｏｒｏａｄｓｉｄｅｕｎｉｔｓｔｏｐｒｏｖｉｄｅｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｃｏｍｐｕｔｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｌｏｗｅｒｓｅｒｖｉｃｅｌａｔｅｎｃｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｏｖｅｌｖｅｈｉｃｕｌａｒｓｅｒｖｉｃｅｍｉｇｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌａｔｅｎｃｙａｎｄｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｓｅｒｖｉｃｅｍｉｇｒａｔｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｃｏｓｔｄｕｒｉｎｇｍｉｇｒａｔｉｏｎｉｓｍｏｄｅｌｅｄａｎｄｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｉｓｆｏｒｍｕｌａｔｅｄａｓａＭａｒｋｏｖｄｅｃｉｓｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｅｎａｎｏｖｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｄｅｅｐｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｌｅａｒｎｉｎｇｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｉｓｓｕｅ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｕｔｐｅｒｆｏｒｍｓｔｈｅｂａｓｅｌｉｎｅｓａｎｄｈａｓｓｔｒｏｎｇｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｓｃｅｎａｒｉｏｓ．ʌＫｅｙｗｏｒｄｓɔｖｅｈｉｃｌｅｔｏｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ；ｖｅｈｉｃｕｌａｒｅｄｇｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ；ｓｅｒｖｉｃｅｍｉｇｒａｔｉｏｎ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｌｅａｒｎｉｎｇ基金项目：软硬件协同设计技术与应用教育部工程研究中心（ＯＰ２０２２０２）㊂作者简介：周㊀率（１９９８－），男，硕士研究生，主要研究方向：边缘计算；韩㊀韧（１９８０－），男，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：智能计算㊁物联网㊂通讯作者：韩㊀韧㊀㊀Ｅｍａｉｌ：ｒｅｎ．ｈａｎ＠ｕｓｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ收稿日期：２０２３－０３－１１０㊀引㊀言随着‘车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划“通知的下发，中国车联网发展的战略目标已基本确定， 长三角三省一市统筹智能网联汽车产业发展规划 的签署进一步加快了中国车联网的发展㊂５Ｇ网络基础设施的不断完善以及国内外车联应用的涌现，使得车辆对计算资源和服务延迟的要求日益增加，现有车辆配备的计算资源已无法满足车联应用的需求，这种日益迫切的要求需要将车联应用服务迁移到具有更高计算能力的云端服务器上，但是传统的云计算不能满足车联网下的低延迟要求，因此需要考虑一种称为车载边缘计算（ＶｅｈｉｃｕｌａｒＥｄｇｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇ，ＶＥＣ）的计算范式㊂在ＶＥＣ中，车辆将服务迁移到靠近车辆的路侧单元（ＲｏａｄＳｉｄｅＵｎｉｔ，ＲＳＵ）上，可以享受ＲＳＵ带来的低延迟㊁高带宽和充足的计算资源［１］㊂然而，盲目的迁移有时会影响服务性能，如：对于一个固定的车辆，将服务迁移到最近的ＲＳＵ在短期内可以带来良好的服务性能，但是考虑到车辆的移动性，该种策略可能会导致频繁迁移，进一步导致服务频繁中断，因此一个最佳的服务迁移策略应该考虑车辆的移动性㊂服务迁移也伴随着各种成本，包括计算成本㊁迁移成本和能源消耗，以全面评估迁移的效果㊂考虑到车辆的移动性，专注于短期的性能提升可能会导致频繁迁移因而带来巨大的成本，需要考虑迁移带来的长期累积回报，以权衡整体性能的提高㊂即当车辆远离ＲＳＵ时，如果服务性能仍然处于可接受的水平，一个最佳的迁移策略应该权衡服务迁移带来的收益与开销㊂为了提高服务迁移的性能表现，减少服务的延迟与开销，文献［２］研究了最小化移动设备和边缘服务器的总能量消耗，通过启发式算法产生了一个接近最优的解决方案；文献［３］提出在卸载比例和子载波分配时，必须考虑各种系统限制，包括延迟和子载波资源限制，以减少移动设备的能耗，并从混合整数规划（ＭｉｘｅｄＩｎｔｅｇｅｒＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ＭＩＰ）问题中生成多对一匹配和线性编程的子问题，以解决子载波分配问题；文献［４］研究了下行链路资源分配㊁卸载决策和计算资源分配的联合优化，考虑了包括数据传输和任务计算的总成本，并建模为混合整数线性规划（ＭＩＬＰ）问题；文献［５］提出了李雅普诺夫优化的卸载决策，可以减少平均响应时间，同时降低移动设备的能耗；文献［６］评估了计算卸载的财务成本，并建模为决策和资源联合优化的ＭＩＬＰ问题；文献［７］以合作博弈理论为基础，通过终端设备和边缘云的协同合作来优化系统的性能，并提出了一种基于交易的计算卸载技术；文献［８］提出了Ｆｏｌｌｏｗ－ＭｅＣｈａｉｎ算法来解决服务功能链的问题；文献［９］研究了任务卸载，考虑了能耗和服务延迟的约束，并使用了二元卸载决策；文献［１０］提出了一个基于强化学习的离线无线接入网络分片解决方案和一个低复杂度的启发式算法，以满足不同分片的通信资源需求，使得资源利用率最大化；文献［１０］将迁移问题建模为一维马尔科夫决策过程（ＭａｒｋｏｖＤｅｃｉｓｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ，ＭＤＰ），并考虑了服务器和设备之间的欧氏距离；文献［１２］考虑了二维ＭＤＰ模型并提出了基于深度强化学习的迁移方案，使得时延与能耗最小㊂尽管现有的工作在服务迁移策略方面取得了很大的进展，但仍需要进一步探索，包括迁移过程中成本的建模以及车辆的移动性㊂本文将车辆的服务迁移过程建模为ＭＤＰ，同时考虑了包括计算成本㊁迁移成本和能耗的成本，此外，本文还使用行驶速度代表示车辆的运动状态，并提出了一种基于强化学习的迁移算法，该算法可以有效地解决传统ＭＤＰ中维度过高的问题，并利用Ａｃｔｏｒ－Ｃｒｉｔｉｃ网络和熵来确保收敛性和可探索性㊂最后，本文基于真实数据集进行实验并对算法进行评估㊂１㊀系统模型建立车辆行驶随机分布在城市区域的道路中，道路配备了若干通信范围相等的ＲＳＵ，并且每个ＲＳＵ都具有相同的计算能力㊂用Ｅ＝｛ｅ１，ｅ２， ，ｅｉ｝表示所有ＲＳＵ的集合，用Ｕ＝｛ｕ１，ｕ２， ，ｕｊ｝表示所有车辆的合集，每个车辆ｕɪＵ都有一个计算任务且可以选择在本地计算或者通过无线网络迁移到ＲＳＵ上㊂车辆移动时可以连接到任意一个路侧单元ｅɪＥ㊂为了保证车辆采取迁移决策时的满意程度，本文用迁移成本，计算成本，能源消耗等相关指标来衡量服务迁移过程中产生的开支㊂１．１㊀通信模型本文假定车辆通过Ｖ２Ｘ的蜂窝网络和毫米波与ＲＳＵ进行通讯㊂１．１．１㊀５Ｇ蜂窝网络根据香农公式，在假定被高斯白噪声干扰的信道中，理论的最大信息传输速率为公式（１）：Ｃ＝Ｂｌｏｇ２１＋ＳＮæèçöø÷（１）㊀㊀其中，Ｂ是信道带宽；Ｓ是信道内所传输信号的平均功率；Ｎ是信道内部的高斯噪声功率㊂因此，车辆ｕ和路侧单元ｅ之间的数据传输率可以表示为式（２）：Ｃｃｕ，ｅ＝Ｂｃｌｏｇ２１＋Ｈｕ，ｅｄｕ，ｅ｜ｈ｜２Ｎｃ２æèçöø÷（２）㊀㊀其中，Ｂｃ是信道带宽；Ｈｕ，ｅ是车辆ｕ的车载通信设备与其对应的路侧单元ｅ的传输功率；ｄｕ，ｅ表示车辆ｕ与路侧单元ｅ的距离；ｈ表示瑞利衰落因子；Ｎｃ是高斯噪声功率㊂１．１．２㊀毫米波模式ＮＲ－Ｖ２Ｘ采用毫米波模式，本文假定每辆车辆都配备有定向天线阵列，并且采用了定向波束形成来增强毫米波信号的传播㊂为了最大化提高毫米波天线的指向性增益，本文假定对发射器和接收器进行光束准直，因此可以将定向天线模式近似为理想的水平面上的扇形模型［１３］，天线增益可以建模为式（３）：ｇｕ，ｅη()＝ｇｍ，ηɤηᶄ２ｇｓ，η＞ηᶄ２ìîíïïïï（３）㊀㊀其中，η为当前天线的角度与当天线增益达到峰值时的角度之差，即天线转向方向的可容忍对准２智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１３卷㊀误差；ηᶄ是射束宽度；ｇｍ和ｇｓ分别是主瓣和旁瓣天线的定向增益㊂在上述条件下，本文将毫米波信道带宽表示为式（４）：Ｃｍｕ，ｅ＝Ｂｍｌｏｇ２１＋ＳＩＮＲｕ，ｅ()（４）㊀㊀其中，Ｂｍ是毫米波信号带宽㊂车辆天线与基站天线的信噪比为式（５）［１４］：ＳＩＮＲｕ，ｅ＝ｐｕ－Ｎｍ－１０ｌｏｇ１０Ｂｍ()＋２ｇｍ－１０αｌｏｇ１０ｄｕ，ｅ()－６９．６－ρ（５）其中，ｐｕ是车辆ｕ配备的毫米波收发器的传输功率；Ｎｍ是噪声功率谱密度；ｄｕ，ｅ表示车辆ｕ和路侧单元ｅ间的曼哈顿距离；ρ Ｎ０，σ２()是以分贝为单位的阴影衰落模型；而σ为标准偏差㊂１．１．３㊀通信模型车辆与ＲＳＵ的数据传输速率可以表示为式（６）：Ｃｕ，ｅ＝λｃＣｃｕ，ｅ＋λｍＣｍｕ，ｅｓ．ｔ．λｃ＝０，１{}，λｍ＝０，１{}，λｃ＋λｍ＝１（６）其中，λｃ，λｍ分别为代表是否使用５Ｇ蜂窝网络或ＮＲ模式进行通讯的二元变量㊂当λｃ＝１时，假设车辆ｕ使用５Ｇ蜂窝网络作为通讯方式，λｍ＝０；反之当λｃ＝０时，λｍ＝１认为车辆ｕ使用ＮＲ模式作为通讯方式㊂１．２㊀迁移成本模型本文使用了平台服务（ＰａａＳ）范式，并采用Ｄｏｃｋｅｒ技术，该技术具有增强应用程序可移植性的机制，可以让应用程序无环境差异地部署在各个地方，因此本文将服务迁移成本建模为Ｄｏｃｋｅｒ服务镜像迁移成本㊂假定每个车辆都包含计算任务，且任务定义为一个二元组：Ｔｕ＝ｐｕ，Ｓｕ{}，其中ｐｕ是完成任务Ｔｕ所需的计算资源，Ｓｕ代表车辆ｕ执行的服务镜像大小㊂本文采用了部分迁移而非二元迁移，并假定车辆ｕ卸载到远程路侧单元ｅ的服务比例为ωｖｅｃｕ，ｅ，表示为式（７）：ωｌｏｃｕ＝１－ωｖｅｃｕ，ｅ（７）㊀㊀其中，ωｖｅｃｕ，ｅ表示车辆ｕ卸在本地执行的服务比例㊂据服务镜像大小，可以得出在路侧单元ｅ执行的服务的镜像大小，式（８）：Ｓｖｅｃｕ，ｅ＝ωｌｏｃｕˑＳｕ（８）㊀㊀因此迁移成本如式（９）：Ｇｍｉｇｕ，ｅ＝Ｓｖｅｃｕ，ｅＣｕ，ｅ＝ωｌｏｃｕˑＳｕλｃＣｃｕ，ｅ＋λｍＣｍｕ，ｅ（９）㊀㊀其中，λｃ＝０，１{}，λｍ＝０，１{}，λｃ＋λｍ＝１１．３㊀计算成本模型１．３．１㊀本地车载计算当车辆ｕ在本地计算时，计算开销的时间取决于其可用资源㊂本文假设ｆｌｏｃｕ是车辆ｕ的车载计算资源，则本地计算时间ｔｌｏｃｕ的计算公式（１０）：ｔｌｏｃｕ＝ｐｕｆｌｏｃｕ（１０）１．３．２㊀远程ＶＥＣ计算当本地计算资源紧张或者计算负载过高时，可以将服务卸载到远程路侧单元上进行计算㊂在许多包括道路检测和智能制动在内的应用中，因为其镜像的大小远大于从路侧单元传输回来的数据大小，所以本文假定路侧单元返回的计算结果的接收时间忽略不计，则车辆ｕ的远程计算时间ｔｖｅｃｕ表示为公式（１１）：ｔｖｅｃｕ＝ｐｕｆｖｅｃｕ（１１）㊀㊀其中，ｆｖｅｃｕ表示路侧单元分配给车辆ｕ的计算资源，ｐｕ是完成任务Ｔｕ所需的计算资源㊂本文假定车辆ｕ卸载到远程路侧单元ｅ的服务比例为ωｖｅｃｕ，ｅ，车辆ｕ卸载本地执行的服务比例为ωｌｏｃｕ，因此计算成本可以表示为式（１２）：Ｇｃｏｍｐｕ，ｅ＝ωｌｏｃｕｐｕｆｌｏｃｕ＋ωｖｅｃｕ，ｅｐｕｆｖｅｃｕ（１２）１．４㊀能耗模型当本地计算资源紧张或者计算负载过高时，可以将服务卸载到路侧单元上㊂在这种情况下，传输能耗可以由公式（１３）计算：Ｐｖｅｃｕ，ｅ＝ϑｅˑＳｖｅｃｕ，ｅＣｕ，ｅ（１３）㊀㊀其中，ϑｅ表示车辆ｕ在卸载时的平均传输功率；Ｓｖｅｃｕ，ｅ是服务镜像的大小；Ｃｕ，ｅ是车辆ｕ可访问的数据传输速率㊂２㊀基于强化学习的车辆服务迁移２．１㊀马尔可夫决策问题服务迁移策略应该考虑若干成本，在服务迁移过程中对于成本的优化可以采用ＭＤＰ进行解决［１１］㊂ＭＤＰ由四元组构成＜Ａ，Ｓ，Ｒ，Ｐ＞，其中Ａ代表智能体的所有行动，Ｓ是智能体可以感知的环境状态，Ｐ是在时隙ｔ状态下的行动将导致下一个时隙ｔ＋１的状态的概率，Ｒ是一个实数，代表奖励３第６期周率，等：基于强化学习的车辆服务迁移方法或惩罚［１５］㊂２．１．１㊀动作空间本文将时隙ｔ的行动αｔɪＡ定义为αｔ＝｛ωｖｅｃｕ，ｅｔ()，Ｗｔ()｝，ωｖｅｃｕ，ｅｔ()表示时隙ｔ中车辆ｕ的服务迁移给路侧单元的比例，Ｗｔ()＝｛－１，０，１，２， ，Ｉ｝表示时隙ｔ中车辆ｕ迁移的目标路侧单元，若Ｗｔ()＝－１则表示时隙ｔ中车辆ｕ不进行迁移，若Ｗｔ()ȡ０表示时隙ｔ中车辆ｕ将服务迁移到序号为Ｗｔ()的路侧单元㊂２．１．２㊀奖励函数由于强化学习的根本目标在于提升智能体的长期累积回报，因此合理的奖励函数能够提升训练速度与性能表现㊂长期累积回报的定义如式（１４）：Ｇｔ()＝ð¥ｔ＝０γｔｒｔ()，０ɤγ＜１（１４）㊀㊀其中，ｒｓｔ()是时隙ｔ中获得的奖励值，γ表示折扣率，用于计算未来奖励值的现值㊂本文的奖励函数设计如式（１５）：ｒｔ()＝ΔＧｍｉｇｔ()＋ΔＧｃｏｍｐｔ()＋ΔＰｔ()（１５）㊀㊀其中，ΔＧｍｉｇｔ()㊁ΔＧｃｏｍｐｔ()和ΔＰｔ()分别表示时隙ｔ迁移成本㊁计算成本和能耗的下降百分比㊂以ΔＰｔ()为例，如式（１６）定义：ΔＰｔ()＝Ｐｔ－１()－Ｐｔ()Ｐｔ－１()（１６）２．２㊀算法描述本文采用基于ＳｏｆｔＡｃｔｏｒ－Ｃｒｉｔｉｃ的强化学习算法，该算法考虑了预期收益和熵之间的最大化效益，因此最优迁移策略定义为式（１７）：π∗＝ａｒｇｍａｘπðｔE ｓｔ，ａｔ()ρπγｔｒｓｔ，ａｔ()＋[αＨπ㊃∣ｓｔ()()]（１７）其中，ａｔ代表智能体在时隙ｔ采取的行动；ｓｔ代表智能体在时隙ｔ的状态；γ表示奖励值折扣率；温度参数α决定了熵值的相对重要性；Ｈ（π（㊃∣ｓｔ））代表熵㊂Ｖ值表示当前环境状态下开始，未来能获得奖励的期望值，用于表现当前环境状态的好坏程度；Ｑ值表示在选取某个行动后，未来能获得奖励的期望值，该值衡量的是当前选取的行动的好坏程度㊂Ｖ值和Ｑ值之间的关系如图１所示㊂㊀㊀根据贝尔曼方程，Ｖ值和Ｑ值可以表示为式（１８）和式（１９）：Ｖｓｔ()＝Eτ πð¥ｔ＝０γｔｒｓｔ，ａｔ()＋αＨπ㊃∣ｓｔ()()()[]（１８）Ｑｓｔ，ａｔ()＝Eτ πð¥ｔ＝０γｔｒｓｔ，ａｔ()＋αð¥ｔ＝０γｔＨπ㊃∣ｓｔ()()[]（１９）V 值QQ QS SSQ 值V SAA A图１㊀Ｑ值与Ｖ值关系图Ｆｉｇ．１㊀ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＱｖａｌｕｅａｎｄＶｖａｌｕｅ２．２．１㊀Ｃｒｉｔｉｃ网络更新传统强化学习中，由于维度过高会引发训练困难的问题［１６］，因此引入神经网络进行近似，本文提出的算法网络由一个Ａｃｔｏｒ网络和两个Ｃｒｉｔｉｃ㊁目标Ｃｒｉｔｉｃ网络构成㊂Ｃｒｉｔｉｃ网络的损失函数可以表示为式（２０）：ＪＱθｋ()＝E （ｓｔ，ａｔ） ＤＱθｋｓｔ，ａｔ()－ｙ()２[]（２０）其中，θｋ为Ｃｒｉｔｉｃ网络参数；Ｄ表示重放缓冲区，可以通过ＤѳＤɣｓｔ，ａｔ，ｒｔ，ｓｔ＋１()更新；Ｑθｋｓｔ，ａｔ()是时隙ｔ的状态行动价值；ｙ表示目标网络的Ｑ值，可以表示为式（２１）：㊀ｙ＝ｒｓｔ，ａｔ()＋γＶｓｔ＋１()＝ｒｓｔ，ａｔ()＋γｍｉｎｋ＝１，２Ｑθ－ｋｓｔ＋１，ａｔ＋１()－(αｌｏｇπａｔ＋１∣ｓｔ＋１())（２１）其中，ｍｉｎｋ＝１，２Ｑθ－ｋｓｔ＋１，ａｔ＋１()表示取两个目标网络输出的最小值，能够有效防止过高估计㊂根据式（２０）和式（２１），Ｃｒｉｔｉｃ网络的更新公式为式（２２）：Ñθｋ１Ｄð（ｓｔ，ａｔ，ｒ（ｓｔ，ａｔ），ｓｔ＋１） Ｄ（Ｑθｋ（ｓｔ，ａｔ）－ｙ）２（２２）㊀㊀并根据式（２３）更新目标Ｃｒｉｔｉｃ网络：θｋ－＝λθｋ－－１－λ()θｋ（２３）㊀㊀其中，θｋ为目标Ｃｒｉｔｉｃ网络的参数，λ为网络的更新比例㊂２．２．２㊀Ａｃｔｏｒ网络更新Ａｃｔｏｒ网络的损失函数通过式（２４）计算：Ｊπϕ()＝E ｓｔ Ｄ，ɪｔ Ｎαｌｏｇπϕｆϕεｔ；ｓｔ()｜ｓｔ()－[Ｑθｓｔ，ｆϕεｔ；ｓｔ()()]（２４）其中，ｆϕεｔ；ｓｔ()采用了重参数化技巧，式（２５）：ａｔ＝ｆϕεｔ；ｓｔ()＝ｆμϕｓｔ()＋εｔ☉ｆσϕｓｔ()（２５）４智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１３卷㊀其中，ｆμϕ和ｆσϕ分别为均值和方差，ε Ｎ（ε）是正态分布下的噪声参数㊂策略参数可以通过式（２６）更新：ｍａｘϕEｓｔ Ｄ，εｔ Ｎｍｉｎｋ＝１，２Ｑθｋｓｔ，ａｔ()－αｌｏｇπａｔ∣ｓｔ()()[]（２６）其中，ａｔ是从策略π㊃∣ｓｔ()中采样得到的，因此可以将其微分㊂车辆服务迁移算法见表１㊂表１㊀车辆服务迁移算法Ｔａｂ．１㊀Ｖｅｈｉｃｕｌａｒｓｅｒｖｉｃｅｍｉｇｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ算法１㊀车辆服务迁移算法输入㊀初始策略参数ϕ，Ｑ函数网络参数θｋ，目标网络参数θｋ－，ｋ＝１，２输出㊀模型权重１㊀初始化重放缓冲区Ｄ２㊀ｆｏｒ每次迭代ｄｏ３㊀㊀ｆｏｒｔ＝１，最大时间步ｄｏ４㊀㊀㊀观察环境状态ｓｔ，根据策略选定动作ａｔ，观察执行后的环境状态ｓｔ＋１５㊀㊀㊀根据公式（１５）计算奖励值ｒｓｔ，ａｔ()６㊀㊀㊀更新重放缓冲区Ｄ＝ｓｔ，ａｔ，ｒｓｔ，ａｔ()，ｓｔ＋１()７㊀㊀结束ｆｏｒ循环８㊀㊀ｆｏｒ每次更新ｄｏ９㊀㊀㊀从重放缓冲区Ｄ中采样ｓｔ，ａｔ，ｒｓｔ，ａｔ()，ｓｔ＋１() Ｄ１０㊀㊀㊀根据公式（２０）计算ｙ，并根据公式（２２）更新θｋ１１㊀㊀㊀根据公式（２３）更新θｋ－１２㊀㊀㊀根据公式（２６）和梯度Ñθ１ＤðｓɪＤｍｉｎｋ＝１，２Ｑθｋｓｔ，ａｔ()－αｌｏｇπａｔ∣ｓｔ()()()更新ϕ１３㊀㊀结束ｆｏｒ循环１４㊀结束ｆｏｒ循环３㊀实验３．１㊀数据集介绍为了评估所提出的算法在真实场景中的性能，本文采用微软亚洲研究院在２００７年４月至２０１２年８月期间在Ｇｅｏｌｉｆｅ项目中收集的ＧＰＳ轨迹数据集，该数据集由一连串带有经度㊁纬度和高度的时间戳的点，包含的轨迹总距离为１２９２９５１ｋｍ，总时间为５０１７６ｈ㊂同时本文使用阿里巴巴集群数据来模拟真实场景中ＲＳＵ的负载，该数据集中包含每台机器的资源使用情况㊁容器的元信息和事件信息以及每个容器的资源使用情况㊂３．２㊀实验环境本文的仿真实验硬件平台配置：Ｉｎｔｅｌｉ５－１２５００，３２ＧＢＤＤＲ４内存和ＮＶＩＤＩＡＧＴＸ３０６０；软件平台基于Ｐｙｔｈｏｎ３．７．９，ＯｐｅｎＡＩ－ｇｙｍ和Ｍａｎｊａｒｏ㊂本文将通信范围设定为２００ｍ，实验参数设定见表２㊂表２㊀实验参数设置Ｔａｂ．２㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｅｔｔｉｎｇ参数值重放缓冲区大小１００００优化器Ａｄａｍ学习率｛０．１，０．０１，０．００５，０．００１｝Ｍｉｎｉｂａｔｃｈｓｉｚｅ１２８折扣率０．９８５最大迭代次数６００００车辆数量２０车辆平均速度［１０－６０］ｋｍ／ｈＲＳＵ计算能力１６ＧＨｚ３．２．１㊀算法收敛性本文首先研究学习率对提出算法的影响，将学习率设置为：０．１㊁０．０１㊁０．０３㊁０．００１，采用在不同迭代次数的平均服务时延作为评价指标，平均服务时延越小，算法的表现也就越好㊂学习率对算法收敛性５第６期周率，等：基于强化学习的车辆服务迁移方法影响的实验结果如图２所示，当学习率为０．００５时，在经过９５００次迭代后收敛到最优值并能保持稳定状态；当学习率为０．００１时，在经过１５０００次迭代后收敛；当学习率为０．１㊁０．０１时，曲线变得极不稳定，而且很难收敛到稳定状态㊂因此，研究得出学习率对于算法的稳定程度具有较高影响，这是由于学习率决定了模型权重更新的速度和幅度，对模型的收敛性具有重要影响㊂过高的学习率会导致模型在训练过程中无法收敛并出现不稳定的训练行为，使得模型的性能反而变得更差；相反，如果学习率过低，模型的权重更新会变得缓慢㊂959085807570656055504506000120001800024000300003600042000480005400060000迭代次数平均服务时延学习率=0.001学习率=0.005学习率=0.1学习率=0.01图２㊀不同学习率对算法收敛性的影响Ｆｉｇ．２㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅａｒｎｉｎｇｒａｔｅｓｏｎｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ３．２．２㊀不同算法的服务时延对比为了进一步验证算法的可靠性，将本文采用的算法与就近迁移（ＡｌｗａｙｓＭｉｇｒａｔｅＣｌｏｓｅｌｙ，ＡＭＣ）㊁随机迁移（Ｒａｎｄｏｍ）和深度Ｑ学习（ＤｅｅｐＱ－Ｌｅａｒｎｉｎｇ，ＤＱＮ）算法进行对比，以验证不同移动性下算法的稳定性及其表现㊂算法的学习率设定为０．００５，实验结果如图３所示㊂随着平均车辆移动速度的增加，各算法的平均服务延迟都在上升，这是由于车辆行驶速度越快，离开ＲＳＵ通信范围的间隔也就越小，服务迁移的触发频率随之上升㊂本文和ＤＱＮ算法的平均服务延迟都处于较低的水准，同时其增长速率也较为缓慢㊂ＡＭＣ算法虽然每次都选择就近的ＲＳＵ，但是迁移服务时带来的额外开支并不能弥补其服务延迟㊂与ＤＱＮ算法相比，本文提出的算法在移动速度为２０ｋｍ／ｈ时有８．６％的优势，当移动速度达到６０ｋｍ／ｈ时有１５．３％的优势，这是由于本文提出的算法具有较高的探索率，相比ＤＱＮ算法可以探索更多的迁移决策，从而使得平均服务时延上升速度较为缓慢㊂３．２．３㊀不同算法的能耗对比对比各算法在不同车辆移动速度下的平均能耗，实验结果如图４所示，随着平均车辆移动速度的增加，各算法的能耗同步上升，其中ＡＭＣ算法的上升速率最快，这是由于车辆移动速度的上升导致车辆更快的离开ＲＳＵ通信范围，进而频繁触发迁移行动，ＡＭＣ算法的能耗因此远远高于其他算法㊂而Ｒａｎｄｏｍ算法在远离ＲＳＵ后并没有完全决定迁移，因此相比ＡＭＣ算法其能耗仍有一定优势㊂基于强化学习的ＤＱＮ和本文算法具有较大的优势，这是因为奖励函数中能耗带来的奖励值使得算法对于迁移决策较为慎重，频繁地触发服务迁移并不总是最优策略㊂与ＤＱＮ相比，本文提出的算法在６０ｋｍ／ｈ移动状态下有１４．４％的优势，这是由于该算法在训练过程中充分探索了可能的策略，因而与ＤＱＮ相比能使用更优的策略以降低能耗水平㊂本文D Q N R a n d o m A M C807570656055504540202530354045505560平均车辆移动速度/(k m ?h -1)平均服务延迟/m s图３㊀不同车辆移动速度下的平均服务延迟Ｆｉｇ．３㊀Ａｖｅｒａｇｅｓｅｒｖｉｃｅｄｅｌａｙｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｍｏｖｅｍｅｎｔｓｐｅｅｄｓ本文D Q N R a n d o m A M C55504540353025202530354045505560平均车辆移动速度/(k m ?h -1)平均能耗/J图４㊀不同车辆移动速度下的平均能耗Ｆｉｇ．４㊀Ａｖｅｒａｇｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｍｏｖｅｍｅｎｔｓｐｅｅｄｓ４㊀结束语针对中国目前重点发展方向之一的车联网，本（下转第１２页）４ 结束语本文设计了一种基于ＦＰＧＡ的ＵＤＰ＿ＩＰ协议栈，ＩＣＭＰ报文和ＵＤＰ报文数据部分在该协议栈内完成了正确的缓存和转发，当发送ＡＲＰ报文时，在该协议栈内能够及时进行ＡＲＰ列表的更新㊂本设计具有良好的稳定性和可靠性，为高速以太网通信提供了一个很好的解决方案，有着广泛的应用前景㊂参考文献［１］武朋，黄虎，王兴．基于ＦＰＧＡ的ＴＣＰ／ＩＰ协议设计与实现［Ｊ］．软件导刊，２０１３，１２（５）：２２－２３．［２］朱明辉，司斌，张从霞，等．ＦＰＧＡ与８８Ｅ１１１１的千兆以太网接口设计［Ｊ］．单片机与嵌入式系统应用，２０１７，１７（３）：６０－６３，６６．［３］李勋，刘文怡．基于ＦＰＧＡ的以太网接口设计与实现［Ｊ］．自动化与仪表，２０１４，２９（５）：５７－６０．［４］董永吉，王钰，袁征．基于ＦＰＧＡ的万兆以太网ＵＤＰ＿ＩＰ硬件协议栈设计与实现［Ｊ／ＯＬ］．计算机应用研究：１－４［２０２２－０４－２５］．［５］韩剑南，胡辽林．基于ＦＰＧＡ和ＵＤＰ／ＩＰ协议的千兆网络图传系统［Ｊ］．计算机系统应用，２０１８，２７（３）：９９－１０４．［６］刘源，张刚．可靠ＵＤＰ协议栈的ＦＰＧＡ实现［Ｊ］．火力与指挥控制，２０１７，４２（７）：１３９－１４３．（上接第６页）文研究了基于该环境下的服务迁移问题，并对服务迁移过程中产生的计算成本㊁迁移成本和能耗建模，将迁移决策规划为部分迁移而非二元迁移，同时考虑了车辆移动性带来的问题㊂本文将服务迁移建模为ＭＤＰ问题，并提出了基于深度强化学习的服务迁移算法来降低服务的平均时延和能耗㊂实验结果表明，本文提出的算法在学习率为０．００５时能够较快达到收敛，并且与其他算法相比在２０ｋｍ／ｈ和６０ｋｍ／ｈ时分别有８．６％和１５．３％的性能提升，同时当移动速度处于６０ｋｍ／ｈ时，在能耗方面有１４．４％的优势㊂在未来工作中，将车辆加速度引入以预测用户驾驶车辆的移动意图，从而进行更精确的迁移决策㊂参考文献［１］ＡＢＢＡＳＮ，ＺＨＡＮＧＹ，ＴＡＨＥＲＫＯＲＤＩＡ，ｅｔａｌ．Ｍｏｂｉｌｅｅｄｇｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ：Ａｓｕｒｖｅｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓＪｏｕｒｎａｌ，２０１８，５（１）：４５０－４６５．［２］ＢＩＪ，ＹＵＡＮＨ，ＤＵＡＮＭＵＳ，ｅｔａｌ．Ｅｎｅｒｇｙ－ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｐａｒｔｉａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｆｆｌｏａｄｉｎｇｉｎｍｏｂｉｌｅ－ｅｄｇｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇｗｉｔｈｇｅｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｅｄ－ａｎｎｅａｌｉｎｇ－ｂａｓｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓＪｏｕｒｎａｌ，２０２０，８（５）：３７７４－３７８５．［３］ＺＨＡＮＧＱ，ＺＨＥＮＧＨ，ＺＨＯＮＧＺ，ｅｔａｌ．Ｅｎｅｒｇｙｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｆｏｇｃｏｍｐｕｔｉｎｇ－ｅｎａｂｌｅｄｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｎｅｔｗｏｒｋｓｗｉｔｈｄｙｎａｍｉｃＴＤＤ［Ｃ］／／２０１９ＩＥＥＥ／ＣＩＣＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｎＣｈｉｎａ（ＩＣＣＣ）．ＩＥＥＥ，２０１９：５９０－５９５．［４］ＷＡＮＧＫ，ＨＵＺ，ＡＩＱ，ｅｔａｌ．Ｊｏｉｎｔｏｆｆｌｏａｄｉｎｇａｎｄｃｈａｒｇｅｃｏｓｔｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｎｍｏｂｉｌｅｅｄｇｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ［Ｊ］．ＩＥＥＥＯｐｅｎＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｏｃｉｅｔｙ，２０２０，１：２０５－２１６．［５］ＷＵＦ，ＬＩＸ，ＬＩＨ，ｅｔａｌ．Ｅｎｅｒｇｙ－ｔｉｍｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔａｓｋｏｆｆｌｏａｄｉｎｇｆｏｒｍｏｂｉｌｅｅｄｇｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇｉｎｈｏｔ－ｓｐｏｔｓｃｅｎａｒｉｏｓ［Ｃ］／／ＩＣＣ２０２１－ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．ＩＥＥＥ，２０２１：１－６．［６］ＳＩＮＧＨＳ，ＫＩＭＤＨ．Ｐｒｏｆｉｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｍｏｂｉｌｅｅｄｇｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇｕｓｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ［Ｃ］／／２０２１ＩＥＥＥＲｅｇｉｏｎ１０Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ（ＴＥＮＳＹＭＰ）．ＩＥＥＥ，２０２１：１－６．［７］ＫＩＭＳ．Ｂａｒｇａｉｎｉｎｇｇａｍｅｂａｓｅｄｏｆｆｌｏａｄｉｎｇｓｅｒｖｉｃｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｅｄｇｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＩＥＥＥＡｃｃｅｓｓ，２０２２，１０：６３６４８－６３６５７．［８］ＯＵＹＡＮＧＴ，ＺＨＯＵＺ，ＣＨＥＮＸ．Ｆｏｌｌｏｗｍｅａｔｔｈｅｅｄｇｅ：Ｍｏｂｉｌｉｔｙ－ａｗａｒｅｄｙｎａｍｉｃｓｅｒｖｉｃｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｆｏｒｍｏｂｉｌｅｅｄｇｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ［Ｊ］．ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｎＳｅｌｅｃｔｅｄＡｒｅａｓｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１８，３６（１０）：２３３３－２３４５．［９］ＶＵＴＴ，ＮＧＵＹＥＮＤＮ，ＨＯＡＮＧＤＴ，ｅｔａｌ．Ｏｐｔｉｍａｌｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｉｔｈｄｅｌａｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｆｏｒｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｆｏｇｃｏｍｐｕｔｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０２１，６９（６）：３９１１－３９２９．［１０］ＡＬＢＯＮＤＡＨＤＲ，ＰéＲＥＺ－ＲＯＭＥＲＯＪ．ＡｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔＲＡＮｓｌｉｃｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒａｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈｅＭＢＢａｎｄＶ２Ｘｓｅｒｖｉｃｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＡｃｃｅｓｓ，２０１９，７：４４７７１－４４７８２．［１１］ＫＳＥＮＴＩＮＩＡ，ＴＡＬＥＢＴ，ＣＨＥＮＭ．ＡＭａｒｋｏｖｄｅｃｉｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ－ｂａｓｅｄｓｅｒｖｉｃｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒｆｏｌｌｏｗｍｅｃｌｏｕｄ［Ｃ］／／２０１４ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＩＣＣ）．ＩＥＥＥ，２０１４：１３５０－１３５４．［１２］ＴＡＮＧＺ，ＺＨＯＵＸ，ＺＨＡＮＧＦ，ｅｔａｌ．Ｍｉｇｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｌｅａｒｎｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｆｏｒｃｏｎｔａｉｎｅｒｓｉｎｆｏｇｃｏｍｐｕｔｉｎｇ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＳｅｒｖｉｃｅｓＣｏｍｐｕｔｉｎｇ，２０１９，１２（５）：７１２－７２５．［１３］ＷＩＬＤＭＡＮＪ，ＮＡＲＤＥＬＬＩＰＨＪ，ＬＡＴＶＡ－ＡＨＯＭ，ｅｔａｌ．Ｏｎｔｈｅｊｏｉｎｔｉｍｐａｃｔｏｆｂｅａｍｗｉｄｔｈａｎｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｏｎｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｉｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｉｓｓｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１４，１３（１２）：７０７２－７０８５．［１４］ＬＩＺ，ＸＩＡＮＧＬ，ＧＥＸ，ｅｔａｌ．ＬａｔｅｎｃｙａｎｄＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｍＷａｖｅＭｕｌｔｉ－ＨｏｐＶ２ＶＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＵｎｄｅｒＲｅｌａｙＳｅｌｅｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＶｅｈｉｃｕｌａｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２０，６９（９）：９８０７－９８２１．［１５］ＢＥＬＬＭＡＮＲ．Ａｍａｒｋｏｖｉａｎｄｅｃｉｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ，１９５７，６（５）：６７９－６８４．［１６］ＳＵＴＴＯＮＲＳ，ＢＡＲＴＯＡＧ．Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｌｅａｒｎｉｎｇ：Ａｎｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｍ］．ＭＩＴｐｒｅｓｓ，２０１８：４７２－４７５．。
《科技英语》课程的现代教学模式研究
但学生本身专 业 知识 薄弱 ， 没有 足够 的文 献 阅读 和 科研 基 础， 作为 知识 传授 的对 象 ， 始终处于被 动的接受地 位 ， 偶 尔对
教师 的讲 授 做 出 回 应或 提 出 疑 问 ， 从 学 生 到 教 师 是 弱 交 互。 ［ １ 棚 而科技英语 阅读 与写 作是 实践 性 很强 的课 程 ， 这 种师生交互 的不平衡将 使 教师很 难充 分考 虑学生 在学 习 中 的感受 ， 并对教学 内容和方 法进 行相 应的修订 。这类课 程往
语 文 学
《 科技英语 》 课程 的现代教学模 式研究
Ｏ李代禧 刘媛
（ 上海理工大学， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ）
［ 摘 要 ］ 科技英语课程是理工科大学生和研究生的技能培训性课程。该课程将科技英语的阅读与写作
技 能培养与科学研 究方法的传授 进行有机的结合 ， 注重培 养学生的科技 英语 实际运 用能力。随着 多媒 体和 网络技 术 的普及 ， 其教 学模 式也 必然由教 师主讲 ， 学生被动 学 习的英语 教 学模 式转 变为多媒体 及 网络环境 下， 教 师主导 ，
教学模式。缺点是系统 性差 ， 学 生接 受 的知 识面 窄 ， 教学 内 容散 ， 学生难抓重 点 、 没有具 体 的内容 复 习和体会 。学 生 在
训练时 ， 没有 足够 的文献 阅读 和科研 基 础 ， 难免 有 “ 纸 上谈 兵” 之嫌 。
２ ． 师生和生生交互性 不平 衡 。传统 的教学模式 中 ， 教 师
是课堂的主体 ， 是教学 的中心 。在 知识的传 授和能力 的培养 中占主导地位 ， 引领整个教学过 程。从教师 到学生呈现 出一
上海理工大学研究生新生入学报到登记表
攻读学位： 硕士学位 学号： 112060626
入学季节： 秋季
入学年月：201109
学 院： 管理学院
专业：020206 国际贸易学
导师： 杨坚争
姓 名 王小东
姓名拼音 wangxiaodong
性 别 男 籍贯 山东省临沂市费县
民族
汉族
身份证号 371325199009171236
日期：
上海理工大学研究生新生入学报到登记表
攻读学位： 硕士学位 学号： 112060626
入学季节： 秋季
入学年月：201109
学 院： 管理学院
专业：020206 国际贸易学
导师： 杨坚争
备注
2016-10-27
以上资料正确无误，本人签字确认：
日期：
出生日期 19900917
政治面貌 共青团员
入党团年月 2001.07
原学历 本科毕业
大毕院校
烟台大学
原学位 理学学士
大毕专业
信息与计算科学
入学前户口所在省（市） 山东省
联系电话 18817582427 入学前工作单位 烟台大学
通讯邮编 264000
通讯地址
上海理工大学南校区五公寓2号楼
爱好特长 交友，旅游，足球
家庭经济状况 一般
在沪亲友
亲友称谓
亲友住址
亲友电话
成员姓名 王永军
与本人关系 父子
年龄 45
务农
工作单位
联系电话 18764916598
时间 2004.07-2007.07 2007.09-2011.07
单位 费县实验中学 烟台大学
职务 学生 学生
上海理工大学教授简介
附件2上海理工大学教授简介童正明●上海理工大学能源与动力工程学院教授、原过程装备与控制工程研究所所长●《化学进展》理事●中国化工学会化工机械专业委员会第八届委员●上海化工机械专业委员会副主任●中国内燃机标委会委员（TC177）●中国内燃机学会基础件分会委员会委员●中国工程热物理学会会员●中国化工学会会员主要从事动力工程及节能减排方面的教学和科研。
为汽车及内燃机行业的零部件企业服务30余年，并基于此类实验研究之上拟订了多项行业基础标准，保持在该行业内的广泛合作；2000年~2012年间，和原二炮、九院基地、海装有多项项目合作；在我国脱硫脱硝行业耕耘十余年，目前产品在国内市场属于替代进口产品。
有著作二本：工程燃烧学、工程热力学题解。
完成国家自然科学基金项目二项（89、91）完成上海自然科学基金项目一项（92）完成上海14项难题攻关项目一项（95）杨茉●上海理工大学能源与动力工程学院教授工学博士●热工程研究所所长，原能源与动力工程学院院长●工程热物理博士点学科带头人●曾获全国优秀教师、国务院政府特殊津贴和省有突出贡献专家等荣誉称号●中国工程热物理学会会员●中国民主同盟盟员●教育部高等学校能源动力类专业教学指导委员会委员●中国工程热物理学会传热传质委员会委员●热能与动力工程国家特色专业建设点负责人●传热学国家精品课负责人长期在动力工程与工程热物理领域的教学与科研第一线工作，主要研究领域为流动和传热数值计算技术、流动与传热的非线性特性与混沌、换热器与强化传热、热力系统的优化与运行、及多相流动与传热。
主持完成了5项国家自然科学基金课题及参加完成了国家973科研课题和多项国家自然科学基金课题；主持完成了各种省部级纵向科研课题和来自企业的各种横向应用性科研课题。
在国内外学术刊物和会议发表了400余篇学术论文，6项科研成果分别获省部级科技进步二等奖，获得20余项专利。
获得了上海市领军人才、全国优秀教师、国务院政府特殊津贴、上海市教学名师奖、省级有突出贡献的中青年专业技术人才、市级劳动模范和宝钢教育奖等荣誉。
硕士研究生导师简介
商学院硕士研究生导师简介西方经济学专业孙新雷，男，中共党员，教授，经济学博士，博导。
研究方向主要为西方经济学，发展经济学，国际经济学。
主讲《西方经济学》，《国外经济学名著选读》等课程，先后在学术刊物上发表论文60余篇，出版和参与编写学术性著作15部，承担省部级科研课题8项，获得省部级以上科研奖10多项。
孙学敏，男，教授，博士，硕导。
西方经济学学科带头人，郑州大学企业研究中心主任。
主要讲授的课程有：西方经济学、管理经济学、西方企业理论、西方经济学流派、经济预测与决策方法和中小企业管理研究。
曾在《经济日报》、《中国物价》等报刊发表学术论文120余篇，出版《开放架构下的中小企业管理论丛》（1－6卷）、《豫商发展史与豫商案例研究》等学术著作20余部，主持“国有中小企业改制后的管理问题研究”、“河南省骨干企业国际竞争力研究”、“河南省科技型企业国际竞争力研究”、“企业竞争方式研究”、“豫商发展史与豫商案例研究”、“农村企业家的生成与中国传统农业的改变”等国家和省级科研课题和横向课题20余项，获省级科研奖励8次，获郑州大学及郑州大学商学院科研及教学奖励15次。
其主讲的《微观经济学》课程荣获郑州大学“2004年精品课程”。
孙学敏教授是郑州大学三育人先进工作者，教学优秀奖二等奖获得者，“郑州大学最满意授课教师”称号获得者，郑州大学科研奖获得者，郑州大学优秀中青年学术带头人。
国民经济学专业杜书云，女，教授，经济学博士，硕导。
河南省中青年骨干教师。
河南省经济学会副会长，郑州市房地产业协会常务理事，郑州市住房公积金管理委员会委员。
主要从事《政治经济学》、《社会主义经济理论与实践》、《房地产经济学》等课程的教学工作。
先后获得郑州大学“三育人”、郑州市“三育人”、河南省“优秀教师”荣誉称号。
多年致力于土地制度、地产市场尤其是房地产开发问题的研究，主编有＜中国三农问题报告＞学术著作；在《经济地理》、《中国农村经济》、《农业经济问题》、《中国房地产报》等刊物公开发表学术论文40多篇；主持完成国家社科基金项目有＂土地农转非规律及其应用研究＂（１９９７）和＂农村劳动力转移的问题和对策研究－－农村劳动力转移的成本－收益视角分析＂（２００５），主持省级和厅级项目７项；成果获省级奖励多项，2000年获郑州大学“科研优秀奖”，因辅导学生参加“挑战杯”论文竞赛本人获得国家“园丁奖”。
关于印发《上海理工大学硕士研究生指导教师选聘规定》的通知
上海理工大学文件上理工〔2016〕125号关于印发《上海理工大学硕士研究生指导教师选聘规定》的通知校内各部门：经校长办公会审议通过，现将《上海理工大学硕士研究生指导教师选聘规定》印发给你们，请认真按照执行。
上海理工大学2016年6月20日上海理工大学硕士研究生指导教师选聘规定研究生的培养采用导师制。
为切实保证研究生的培养质量，必须保证研究生指导教师的质量。
为此，经校学位评定委员会讨论通过，特制订关于选聘硕士研究生指导教师的规定如下：一、硕士研究生指导教师的基本条件（一）硕士研究生指导教师必须拥护四项基本原则，努力贯彻党的基本路线、方针、政策。
硕士研究生指导教师在思想、作风、品德修养、治学态度等方面应以身作则，为人师表。
（二）硕士研究生指导教师原则上应为我校专任教师，具有副教授（或副研究员、高级工程师、高级实验师）及以上专业技术职称或具有讲师职称并获得博士学位，年龄原则上不超过57周岁（至选聘当年的8月31日）。
具有其它系列的专业技术职称者，原则上不能被遴选为硕士研究生指导教师。
（三）硕士研究生指导教师应有相对稳定的与社会发展和经济建设紧密结合的科研方向、具有较高的学术水平，活跃在学科前沿，为同行所熟悉和承认。
近3年内，应以第一作者身份或通讯作者身份在A类期刊上发表过3篇与本学科相关的学术论文或有1篇与本学科相关的学术论文被SCI/SCIE/SSCI收录，并以第一负责人身份主持过比较重要的科研项目，科研经费充足。
A、B类期刊依据科技处有关规定进行界定。
（四）硕士研究生指导教师应有较丰富的教学经验，无博士学位的申请人应承担过研究生课程教学任务，或有协助指导硕士研究生的经历。
（五）原已取得导师资格的教师，按下列条件申请跨学科硕士研究生指导教师资格：1.须在原所在一级学科点指导毕业3个硕士研究生，方可申请跨另一个一级学科申报导师资格；2.原则上一人最多在2个一级学科任导师。
（六）新增硕士点申报成功的带头人直接认可其硕士研究生指导教师资格。
上海理工大学 专硕导师名单
机械工程
刘志祥 上海电气电站设备有限公司电站辅机厂
校内导师 钱炜 钱炜 杨丽红
李郝林 李郝林 李郝林 李郝林 李郝林 李郝林 杨丽红 甘屹 甘屹 杜宝江 杜宝江 杜宝江
杜宝江
杜宝江 杜宝江 杜宝江 杜宝江
杜宝江
杜宝江
仲梁维
仲梁维
仲梁维
仲梁维
仲梁维
仲梁维
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机械工程
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机械工程
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机械工程
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机械工程
上海电气中央研究院
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机械工程
王洵 上海乾通汽车附件有限公司
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机械工程
惠世民 上海西重所重型机械成套有限公司
16
机械工程
阮燕春 上海宝钢工业检测公司
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机械工程
顾建江 上海隧道公司机械制造分公司
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机械工程
闵锐 上海隧道工程股份有限公司
19
机械工程
20
机械工程
21
机械工程
陈培明 高斯图文因素和系统（中国）有限公司 刘卫伟 上海东方泵业（集团）有限公司 贺贤汉 上海汉虹精密机械有限公司
上海第三机床厂 中船重工第七一一研究所 光驰科技（上海）有限公司 上汽集团乘用车公司技术中心 上海电器科学研究所（集团）有限公司 中国电子科技集团公司第五十一研究所 中国电子科技集团公司第二十三研究所 中国电子科技集团公司第二十三研究所 中国电子科技集团公司第三十二研究所 中煤科工集团上海研究院 中煤科工集团上海研究院 中煤科工集团上海研究院 中煤科工集团上海研究院 上海材料研究所 上海材料研究所 上海材料研究所
张青雷 上海电气集团股份
方江龙 上海开通数控有限公司
徐志明 上海电气集团股份
上海理工大学 专硕导师名单
上海电机学院
上海电机学院
上海电机学院
上海电机学院
上海电机学院
仲梁维 仲梁维 仲梁维 仲梁维
仲梁维 仲梁维 仲梁维 孙首群
褚超美 褚超美 褚超美 褚超美 褚超美 褚超美 褚超美 冯金芝 孙涛 孙跃东 郑松林 卢曦 郑松林 张振东
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机械工程
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车辆工程
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车辆工程
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机械工程
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机械工程
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机械工程
孙勤 上海电气自动化设计研究所有限公司
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机械工程
乔俊伟 上海光华印刷机械有限公司
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机械工程
彭国成 三一集团港机公司
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机械工程
江海燕 上海起重运输机械厂有限公司
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机械工程
李焱 上海电气电站设备有限公司
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机械工程
李国杰 三一集团港机公司
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机械工程
张毅 上海起重运输机械厂有限公司
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机械工程
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机械工程
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机械工程
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机械工程
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机械工程
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机械工程
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机械工程
刘钢
查德根 陈吉勇
冯钧 熊建新 朱小明 陶益民
曾乐才
上海工具厂有限公司
上海宝菱冶金设备工程技术有限公司 上海宝菱冶金设备工程技术有限公司 上海宝菱冶金设备工程技术有限公司 上海宝菱冶金设备工程技术有限公司 上海豪高机电科技有限公司 上海电气中央研究院
上海第三机床厂 中船重工第七一一研究所 光驰科技（上海）有限公司 上汽集团乘用车公司技术中心 上海电器科学研究所（集团）有限公司 中国电子科技集团公司第五十一研究所 中国电子科技集团公司第二十三研究所 中国电子科技集团公司第二十三研究所 中国电子科技集团公司第三十二研究所 中煤科工集团上海研究院 中煤科工集团上海研究院 中煤科工集团上海研究院 中煤科工集团上海研究院 上海材料研究所 上海材料研究所 上海材料研究所
基于关节点连接广度矩阵的颈椎康复运动识别
第 23卷第 1期2024年 1月Vol.23 No.1Jan.2024软件导刊Software Guide基于关节点连接广度矩阵的颈椎康复运动识别朱子豪，何宏，汪焰兵，孙浩（上海理工大学健康科学与工程学院，上海 200093）摘要：为提高颈椎康复动作识别的准确率与实时性，提出一种基于关节点连接广度矩阵的颈椎康复运动识别方法。
在预处理阶段，首先从人体实时视频流数据中进行骨架提取；然后根据人体骨骼运动特点准确提取运动时人体骨架的特征信息，获取局部空间上的变化信息，利用广度优先搜索算法遍历骨架图内关节点，建立关节点连接广度矩阵，根据连接广度信息划分三角子图并为关节点分配权重，提高模型的识别效率；最后提取关节点连接广度矩阵的时空特征，通过SVM分类器完成识别。
在颈椎康复运动数据集CRED和MSR Action 3D公开数据集上对该识别方法进行验证，实验结果表明，基于关节点连接广度矩阵的颈椎康复运动识别方法平均耗时为1.20 s，平均帧率为27，平均识别准确率为92.72%，与现有方法相比有一定优势。
关键词：颈椎康复运动；关节点连接广度矩阵；人体骨架；三角子图；时空特征DOI：10.11907/rjdk.231043开放科学（资源服务）标识码（OSID）：中图分类号：TP391.4 文献标识码：A文章编号：1672-7800（2024）001-0032-10Cervical Spine Rehabilitation Action Recognition Based on JointConnection Breadth MatrixZHU Zihao， HE Hong， WANG Yanbing， SUN Hao（School of Health Science and Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）Abstract：To improve the accuracy and real-time performance of cervical spine rehabilitation motion recognition， a cervical spine rehabilita⁃tion action recognition method based on joint point connection breadth matrix is proposed. In the preprocessing stage， the skeleton is first ex⁃tracted from real-time human video stream data； Then， based on the action characteristics of the human skeleton， the feature information of the human skeleton during action is accurately extracted， and the change information in local space is obtained. The breadth first search algo⁃rithm is used to traverse the relevant nodes in the skeleton graph， establish the joint point connection breadth matrix， divide the triangular sub⁃graph based on the connection breadth information， and assign weights to the joint points to improve the recognition efficiency of the model； Fi⁃nally， the spatiotemporal features of the joint connection breadth matrix are extracted， and recognition is completed through SVM classifiers. The recognition method was validated on the CRED and MSR Action 3D public datasets for cervical rehabilitation movement. The experimental results showed that the average time consumption of the cervical rehabilitation movement recognition method based on the joint point connec⁃tion breadth matrix was 1.20 seconds， the average frame rate was 27， and the average recognition accuracy was 92.72%， which has certain ad⁃vantages compared to existing methods.Key Words：cervical spine rehabilitation exercises； action joint connection breadth matrix； human skeleton； triangle subgraph； spatial tem⁃poral features收稿日期：2023-01-16基金项目：国家科技部项目（G2021013008）；上海市科学技术委员会项目（180****3000）；国家重点研发计划项目（2020YFC2005802）；上海市教育委员会上海高校大学计算机课程教学改革项目（2021）；上海理工大学医工交叉重点项目（1020308405，1022308502）作者简介：朱子豪（1996-），男，上海理工大学健康科学与工程学院硕士研究生，研究方向为行为识别与人机交互系统；何宏（1973-），女，博士，上海理工大学健康科学与工程学院教授、博士生导师，研究方向为医学人工智能、医疗大数据挖掘与人机交互系统；汪焰兵（1995-），男，上海理工大学健康科学与工程学院博士研究生，研究方向为医学人工智能；孙浩（1997-），男，上海理工大学健康科学与工程学院硕士研究生，研究方向为行为识别与人机交互系统。
CATIA二次开发
5于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子电器、消费品行业，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。
CATIA拥有众多且功能强大的人性化模块，且开放了大部分接口，为用户提供了很好的二次开放的平台。
应用CATIA的二次开发技术，完全可以对数控工作台建模过程中不完善的、较薄弱的环节进行改良。
1基于CATIA进行二次开发的思想传统的CAD技术局限于固定尺寸定义的几何元素。
完成各个零件的三维建模以后添加相关配合生成装配体，然后经过干涉分析等处理完成一套产品的设计。
但是一旦需要改变尺寸生成不同规格的产品，则需要大费周折。
因为虽然现在大部分CAD软件都是尺寸驱动的，即通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变，但必须先改子体的尺寸后改基体的尺寸，否则有可能会因为找不到基于基体的特征而发生错误。
即便各个零件修改完毕，在装配体内亦会因为配合约束的缺失等原因造成严重错误。
而且，当产品应用于实际环境中，其应力分析及其相关处理也必须借助其他软件，耗费了大量人力物力。
这样产品的生产率根本得不到保证。
基于CATIA的二次开发是针对以上薄弱环节进行的合理化改进。
具体流程图如下：图1.二次开发流程图基于上述开发思想，在VBA生成的人机交互界面中可以直接选择产品的规格由代码立即生成三维模型。
如果用户有对产品某部件的局部尺寸进行合理修改的需求，也可以从人机界面窗口中直接输入进行修改。
由于部件的尺寸实现了全关联，所以不会发生找不到基体特征尺寸的错误。
在三维建模以后对部件进行受力分析时，只需对装配体进行Explode （爆炸）操作，找到需进行分析的部件，利用CATIA下的有限元分析模块对其按实际受力情况进行分析，即可对产品的强度、刚度等参数进行实时评估。
如此，便大大缩短了产品的设计周期，生产成本也被大幅降低。
2以数控工作台为例阐述基本开发步骤基本步骤如下：步骤1：运行CATIA V5软件，[Start]->[Mechanical Design] -> [Part Design]进入数控工作台零件的三维建模环境。
(改2)上理选课老师名单
(改2)上理选课老师名单选课指导之上理老师名单一、通识教育课程1.思政类（1）石红A同学：石红的课也比较有趣，不经常点名，但是点名的话，都是交签到纸上去，上课回答问题好像有加分。
B同学：石红很有意思的老师，讲课风趣生动，而且很亲切。
（2）张巍张巍老师每节课点名，做前三排有加分，课程“论坛发帖”加分，考试非常松，拿手机直接搜答案。
PS：很多同学都提到上张巍老师的课要在论坛上发帖。
（3）王素丽好多人喜欢王素丽，课堂笑声很多（虽然戳不到我笑点）（4）徐丽朱徐丽朱，据说一般，80多分。
PS：室友是徐丽朱的课，思修开卷考试只能带一张A4纸资料进去。
【画外音：天坑啊喂！】（5）闫向阳闫向阳的口碑据说还不错。
有同学说，全勤基本就有80+，做个ppt，考试认真写基本90+妥妥的。
补充：只要去考试，而且卷子不乱写的都给过，上课的话名单确定后点名，之后点名都是点第一次没点到的。
然后最后考试前的一次课会点名，目的是让大家通知没来的人去考试。
（6）王素雷王素雷，上理名人我雷哥，上课有意思，讲课有激情，社会观点略显偏激，活雷锋，人称上理包打听。
同学A：说起这个名字,很多人应该不陌生。
当初觉得他上课是非常的有意思的。
同学B：这个，雷哥是上理的风云人物，虽然他的课我一节也没有上过，但听说他的课各种好不用解释，建议选的到的话就选他的。
个人观点：喜欢奔放一点的老师的话（何止是一点），选他准没错，不过很多时候他的一些思想对于一般同学来说不太容易接受。
PS：雷哥普通话不太飘准，有介意这点的同学考虑一下。
（7）陈舟同学A：陈舟上课无趣，只要平时上课不被点名点到，但是他经常点名，给分一般在85左右，评价一般。
同学C：娜姐很黑皮，点名是例行，不太过分的话期末给分不会低。
（11）章羽章羽，一学期点三次名只点三次，上课自由，会发糖，会同意学生不上课去晒太阳。
同学A：她自己都说了她给分不高，不过上课挺轻松的，人也不错。
同学B：人很有意思啊，还常常发糖吃。
关于印发《上海理工大学联合培养单位硕士研究生指导教师选聘规定》的通知
上海理工大学文件上理工〔2016〕124号关于印发《上海理工大学联合培养单位硕士研究生指导教师选聘规定》的通知校内各部门：经校长办公会审议通过，现将《上海理工大学联合培养单位硕士研究生指导教师选聘规定》印发给你们，请认真按照执行。
上海理工大学2016年6月20日上海理工大学联合培养单位硕士研究生指导教师选聘规定为适应国家加快推进研究生教育结构调整，着力培养高层次应用型专门人才的需要，加强研究生实践环节的培养，切实提高研究生培养质量，根据教育部和学校有关文件精神，经研究，学校决定对全日制专业学位硕士研究生实施双导师制。
为做好联合培养单位硕士研究生指导教师队伍建设工作,特制订本规定。
一、联合培养单位硕士研究生指导教师的基本条件（一）热心研究生教育事业，治学严谨，能为人师表，教书育人，诚实守信，有良好的学术道德。
（二）联合培养单位硕士研究生指导教师应具有高级技术职称或具有中级职称并获得博士学位，年龄原则上不超过57周岁（至选聘当年的8月31日）。
（三）联合培养单位硕士研究生指导教师目前所从事的专业技术工作与申报专业学位领域相关，具有丰富的实践经验，熟悉本领域的国内外研究动态和学术、技术前沿状况。
（四）承担过与申报专业学位领域相关的科研项目或翻译项目，并且有重要的实际应用价值。
（五）近5年曾获得与本专业学位领域相关的研究成果：1.公开发表学术论文；2.出版著作；3.授权专利。
二、遴选联合培养单位硕士研究生指导教师的工作程序（一）符合上述基本条件的申请人员：1.本人提出申请，并填写“联合培养单位硕士研究生指导教师资格申请表”；2.学院学位评定分委员会审核、通过（决议采取不记名投票方式，经全体委员半数以上同意为通过）；3.报研究生院审核备案。
（二）特殊情况需要破格申请的人员：1.本人提出申请，并填写“联合培养单位硕士研究生指导教师资格申请表”；2.学院学位评定分委员会审核、通过（决议采取不记名投票方式，经全体委员半数以上同意为通过）；3.学校学位评定委员会审定批准（决议采取不记名投票方式，经全体委员半数以上同意为通过）。
上海理工大学文件
上海理工大学文件
上理工〔2017〕101号
关于授予贾晓伟等博士学位、严圣林等硕士学位
的通知
校内各部门：
经上海理工大学第八届学位评定委员会第四次会议讨论通过，同意授予贾晓伟等35人博士学位，严圣林等1118人硕士学位。
具体名单详见附件。
附件：1.授予博士学位人员名单
2.授予硕士学位人员名单
上海理工大学
2017年6月15 日
授予博士学位人员名单（35人）
授予硕士学位人员名单（1118人）一、学术型硕士人员名单（451人）
二、工程硕士（444人）
三、翻译硕士（4人）
四、工商管理硕士（125人）
五、公共管理硕士（64人）
六、工程管理硕士（30人）
校长办公室2017年7月3日印发
—21 —。
(完整版)上海理工大学研究生导师
机床动力学、结构动态优化设计
郑松林* 张振东 孙跃东
褚超美
卢曦 周萍 孙涛 冯金芝
张雷*
汪中厚 丁晓红 林建中 崔建昆 赵高晖 钱炜 沈景凤
陈龙
胡育佳 余慧杰
机械设计及理论
机械设计及理论 机械设计及理论 机械设计及理论 机械设计及理论 机械设计及理论 机械设计及理论 机械设计及理论
机械设计及理论
机械设计及理论 机械设计及理论
针对大型电站机械设备、长征系列运载火箭配套试验机和替代进口机电设备的动态设计、机械结 构的动态分析、状态检测和故障诊断。
车辆工程 车辆工程 车辆工程
车辆工程
车辆工程 车辆工程 车辆工程 车辆工程
汽车现代设计理论，重点是汽车结构轻量化设计技术 汽车电子控制、汽车发动机燃烧及排放控制及汽车电控系统关键部件开发。 车辆动力系统及匹配技术、车辆发动机性能测试研究 汽车动力总成及整车优化设计、汽车零部件产品设计程序、知识库和专家库系统开发、发动机配 气系统及制动系统运动仿真。 车辆强度与可靠性汽车现代化设计
陈彩凤 李厦 朱文博
机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化
机械设计与制造 数控技术、智能控制、机电一体化和故障诊断 数字化设计及制造
李郝林* 朱坚民 蔡锦达
麦云飞
孙首群 陈劲杰
机械电子工程 机械电子工程 机械电子工程
机械电子工程
机械电子工程 机械电子工程
Hale Waihona Puke 数控技术、精密检测与智能控制 精密测量技术与智能仪器设计、机电系统的智能测控 光机电一体化 机电一体化设备研发、计算机测控系统研发、液压伺服控制系统研发、电气控制系统研发、精密 测试设备的研发。 机电系统动力学 工业控制及自动化设备 长度测量及压力测量 计算机辅助设计CAD/CAM
上海理工大学管理学院副院长、教授、博士生导师叶春明
千项 日 、国家博 ＿ 琏金等项 目 １ ０余项 ，在 １ 人 Ｊ 外发表义章 １ ６ ０多篇 ，其［ ｛ 】 ３ （ ） 篇被 三人检索收录 。
Байду номын сангаас
近 １ （ ） 年来 ，
Ｌ ｔ ＇ ｆ ｔ ￣ ． 教授 给 科 、硕士 、博 ｉ 等不同 玖学 生
顶目顷量管理》、 （ ｉ ｆ ｋ ｌ ； ； ／ ￣ 链管 》 等
”Ｊ 《 项目 玲－ ？ Ｔ ＇ ｘ ！ Ｉ Ｏ ｝ 、
二～ Ｉ 余１ １ ］ 课 ，¨ Ｉ 版 ０蔷教材 ７邡 ，侄 国内外 、 术 川物 Ｉ ｚ 发 表 术沦 近 ５ （ ） 篇， 成肯 （ 郜）级 及 各 横 向 作 卡 斗 研项 目 ｝ ‘ Ｌ
博＝ ；２ ０ ０ ２年扶 ） 三 项 Ｈ管理 专、 ｌ ｌ 资格 认 （ Ｐ ＭＰ ） ；２ ０ （ ） ６ 年 巾 林业 科 芑人 股 策法规 处 处长 、交通运输 ｒ ： 付 学院 院 长 、 ２ （ ） （ ） ８ ８月全 今，ｆ 【 Ｊ 南卞 小 ＼ ｝ 技 火学物流学院院 长。
巾南 林 业 科技 人学 物流 学 院 院 长、教 授 、博 Ｉ ， 卜导师 忠伟
—
忠 伟敦挝ｊ ： ｌ － － Ｉ 南
『 寸 专 大学物流学 院院 Ｋ、教授 、博
长．洲 南省物流
导师 兼 Ｉ ｆ … 森卡 小Ｉ 学 会副理 芎 ｛ 长 ，［ ｛ ｌ ｊ 阳物流学 会常 务 ｆ 鞭特约 研究 ｊ ，洲 竹现代物 流学会副
采购朕合 会副 会 ｋ，【 叫 际项 日管理 认证专家 、 忠 伟 教授 ｊ １ ９ ９ ７ — １ ９ ９ ８年 瑞 典 皇家 』 ： ！ ： 人 做 访川 学
；２ Ｏ Ｏ ２乍 ３川 ２ （ １ ｛ ｝ ６ ｌ ｆ － ３ ｆ Ｅ 中 南林 、 ｌ Ｉ ， 科 人 教 务处长 ， 川 ｊ ： ２ （ ） （ ） １ 年 ２ １ ） ０ ４ 科技 火 存耿 限僻 理科学 与 ｒ 程
剪刀机构环形阵列可展结构的运动学与动力学研究
图8 不同轭铁厚度对电磁力的影响启的状态㊂因此,在保证电磁力足以克服弹簧阻力使喷油器开启并保持稳定喷油的前提下,可通过减小轭铁的厚度来改善由于增加隔磁环带来的落座滞后时间延长的问题,缩短喷油器的落座滞后时间㊂图9 不同轭铁厚度对动态响应时间的影响4 实验测试验证为了对磁路结构改进方案的有效性进行验证,根据仿真结果对三种不同结构方案的喷油器进行加工试制并在喷油器动态响应特性测试仪上对其性能进行测试分析㊂其中方案1是轭铁厚度为0.9mm 的原始磁路结构;方案2是轭铁厚度为0.9mm 且增加隔磁环的新型磁路结构;方案3是轭铁厚度为0.5mm 且增加隔磁环的新型磁路结构㊂电控喷油器动态响应特性测试仪主要由喷油器驱动模块㊁线圈电流采集模块以及数字示波器等构成,其测量原理是通过监测示波器上线圈电流的拐点来确定喷油器的开启㊁落座滞后时间的,如图10所示㊂如图11所示,方案2与方案1相较,开启滞后时间缩短了0.25m s,但落座滞后时间增加了0.2m s;方案3与方案2的开启滞后时间相同,而落座时间缩短了0.5m s ;方案3与方案1相较,开启滞后时间缩短了0.25m s ,落座滞后时间缩短了0.3m s .实验结果表明:改进方法通过增加隔磁环以及减小轭铁厚度,能同时缩短喷油器的开启㊁落座图10喷油器动态响应特性测试仪图11 不同结构方案喷油器的动态响应性能对比滞后时间,全面提高喷油器的动态响应性能㊂5 结论(1)在磁路结构中增加隔磁环能提高磁通量的利用率,加快电磁力的上升速度,缩短喷油器的开启滞后时间,但同时由于增大了饱和电磁力,会导致落座滞后时间延长㊂(2)在保证电磁力足以克服弹簧阻力使喷油器开启并且保持稳定喷油的前提下,减小轭铁厚度基本不影响喷油器的开启滞后时间,但由于降低了饱和电磁力,因此能缩短落座滞后时间㊂(3)通过增加隔磁环㊁减小轭铁厚度的综合改进方法能同时缩短喷油器的开启㊁落座滞后时间㊂该方法简单有效,可为今后喷油器的设计改进工作提供一定的参考㊂参考文献:[1] 郭辉,张振东,孙跃东,等.电控汽油喷射器参数优化及性能测试研究[J ].中国机械工程,2010,21(18):2264‐2267.G u oH u i ,Z h a n g Z h e n d o n g ,S u nY u e d o n g ,e t a l .I n -v e s t i g a t i o no f P a r a m e t e rO p t i m i z a t i o n a n dM e a s u r e -m e n t o fP e r f o r m a n c e f o r a nE l e c t r o n i cG a s o l i n e I n -j e c t o r [J ].C h i n e s eJ o u r n a lo f M e c h a n i c a lE n g i n e e r -i n g,2010,21(18):2264‐2267.㊃8032㊃中国机械工程第25卷第17期2014年9月上半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.[2] D e a n C ,I r e n a C ,A l e k s a n d a rS .I m p r o v e d P e r -f o r m a n c e o f t h eE l e c t r o m ag n e t i cF u e l I n j e c t o r S o l e -n o i dA c t u a t o rU s i n g aM o d e l l i n g A p p r o a ch [J ].I n -t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fA p p l i e dE l e c t r o m a g n e t i c s a n d M e c h a n i c s ,2008,27:251‐273.[3] W a n g Q i l e i ,Y a n g F e n g y u ,Y a n g Q i a n ,e t a l .E x -p e r i m e n t A n a l y s i so f N e w H i g h ‐s pe e d P o w e rf u l D ig i t a l S o l e n o i dV a l v e s [J ].E n e r g y C o n v e r s i o na n d M a n a ge m e n t ,2011,52:2309‐2313.[4] L i uQ i a nf e ng ,B oH a n l i a n g ,Q i nB e n k e .D e s i gn a n d A n a l ys i s o fD i r e c tA c t i o nS o l e n o i d V a l v eB a s e do n C o m p u t a t i o n a l I n t e l l i g e n c e [J ].N u c l e a rE n g i n e e r i n ga n dD e s i gn ,2010,240:2890‐2896.[5] H i d e y u k iW ,S h i n y a I ,T a k a h i r oN ,e t a l .D e v e l o p -m e n t o fC o m p a c t a n dH i g hP e r f o r m a n c eF u e l I n j e c -t o r U s i n g E l e c t r o m a g n e t i c F i e l d S i m u l a t i o n [J ].S A EP a pe r ,2005‐32‐0019.[6] 林宝军,郭作扬,孙玮.电磁式燃油喷油嘴开启特性分析[J ].内燃机工程,1990,11(2):26‐31.L i nB a o j u n ,G u oZ u o y a n g ,S u nw e i .A nA n a l y s i s o f O p e n i n g C h a r a c t e r i s t i cf o r S o l e n o i d F u e lI n j e c t o r [J ].C h i n e s e I n t e r n a l C o m b u s t i o nE n g i n eE n g i n e e r -i n g,1990,11(2):26‐31.[7] 张付军,孙业保,黄英,等.电控喷油器流量特性的试验研究[J ].汽车工程,1994,16(2):80‐86.Z h a n g F u j u n ,S u nY e b a o ,H u a n g Y i n g ,e t a l .T h e R e s e a r c h o f E l e c t r o n i c ‐c o n t r o l I n j e c t o r ’s F l o w C h a r a c t e r i s t i c s [J ].A u t o m o t i v eE n g i n e e r i n g,1994,16(2):80‐86.(编辑 王艳丽)作者简介:卢金和,男,1988年生㊂上海理工大学机械工程学院硕士研究生㊂主要研究方向为汽车发动机电子控制以及节能排放㊂张振东,男,1968年生㊂上海理工大学机械工程学院教授㊁博士研究生导师㊂程 强,男,1985年生㊂上海理工大学动力学院博士研究生㊂尹丛勃,男,1981年生㊂上海理工大学机械工程学院博士后研究人员㊂剪刀机构环形阵列可展结构的运动学与动力学研究袁 茹 王 剑 王三民 刘国林西北工业大学,西安,710072摘要:通过分析剪刀单元之间几何参数的关系,得到单元尺寸和单元数量与展开和收拢半径之间的约束条件;针对可展结构的组成特点,提出将单元机构法与运动影响系数法相结合,建立可展结构的运动学分析方法;将运动影响系数法与虚功原理相结合,形成了可展结构的动力学分析方法㊂通过算例证实了所建立的运动学和动力学分析方法的有效性㊂关键词:可展结构;剪刀机构;运动影响系数;单元机构法中图分类号:T H 113 D O I :10.3969/j.i s s n .1004-132X.2014.17.008K i n e m a t i c s a n dD y n a m i c sA n a l y s i s o fR i n g A r r a y D e p l o ya b l e S t r u c t u r e sB a s e do nS L E Y u a nR u W a n g J i a n W a n g Sa n m i n L i uG u o l i n N o r t h w e s t e r nP o l y t e c h n i c a lU n i v e r s i t y,X i ’a n ,710072A b s t r a c t :F i r s t l y ,b y a n a l y s i n g t h e g e o m e t r i c p a r a m e t e rr e l a t i o n s h i p o fS L E ,t h er e l a t i o n s h i pa m o n g t h e e l e m e n t s i z e ,e l e m e n t n u mb e r a n d t h e r a d i u s o f t h e r i n g d e p l o ya b l e s t r u c t u r e sw a s o b t a i n e d i nd e p l o y e da n d f o l d e d c o n f i g u r a t i o n s .S e c o n d l y ,a c c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e r i s t i c so f t h e r i n g a r r a y d e -p l o y a b l e s t r u c t u r e ,am e t h o dw a s a d o pt e d ,w h i c hw a s t h e c o m b i n a t i o no f u n i tm e c h a n i s m m e t h o d a n d i n f l u e n c e c o e f f i c i e n t m e t h o d ,a n dt h ek i n e m a t i c sa n a l ys i s m e t h o do ft h es t r u c t u r e w a se s t a b l i s h e d .T h i r d l y ,t h e i n f l u e n c e c o e f f i c i e n tm e t h o d a n d t h e p r i n c i pl e o f v i r t u a lw o r kw e r e c o m b i n e d t o f o r mt h e d y n a m a t i c s a n a l y s i s o f t h e s t r u c t u r e .A t l a s t ,t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h ek i n a m a t i c s a n dd y n a m i c sm e t h -o d sw a s c o n f i r m e db y a ne x a m pl e .K e y wo r d s :d e p l o y a b l e s t r u c t u r e ;s c i s s o r ‐l i k e e l e m e n t (S L E );k i n e m a t i c i n f l u e n c e c o e f f i c i e n t ;u n i t m e c h a n i s m m e t h o d0 引言空间可展结构是一种由收缩状态展开成预先设定的展开状态㊁承受载荷并保持稳定构型的结构,该结构在航天㊁航空㊁建筑等领域具有广阔的应用前景[1]㊂收稿日期:2013 04 12基金项目:国家自然科学基金资助项目(51175422)P i n e r o [2]是较早研究可展结构的学者之一,他以剪刀机构作为单元机构设计出了可展结构并将其成功应用于开合式屋顶㊂Y o u 等[3]通过给定尺寸约束,将剪刀机构分成两类,讨论了它们的几何特性和构成平面环形可展结构的方法㊂Z h a o等[4]应用螺旋理论,从机构学的角度,研究了剪刀机构构成不同形状的可展结构的方法㊂杨毅等[5]应用带惩罚的变密度法(s o l i d i s o t r o pi c m a t e r i a l ㊃9032㊃剪刀机构环形阵列可展结构的运动学与动力学研究袁 茹 王 剑 王三民等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.w i t h p e n a l i z a t i o n ,S I M P )对剪刀机构进行了拓扑优化研究㊂K i pe 等[6]通过对曲柄滑块机构进行演绎,获得了多边形和多面体可展结构,其单元机构仍然是剪刀机构㊂L u 等[7]采用平衡矩阵法研究了剪刀单元构成的平面可展结构的运动学特性㊂C h a r i s [8]采用剪刀机构构成平面和曲面可展结构,并研究了其展开过程中的几何非线性现象和杆件的变形情况㊂1982年,T h o m a s 等[9]提出了机构的运动影响系数的概念,并指出 机构的运动影响系数与变化的运动参数无关,仅由机构的几何参数决定”㊂H u a n g 等[10‐11]采用影响系数法研究了6‐6R 机构的运动学和受力情况㊂在进行受力分析时,将方程个数从186降到6,大大简化了计算过程㊂国内外有许多学者在从事可展结构的研究工作,但是,关于可展结构展开过程的运动学和动力学的研究还很不成熟㊂本文首先探讨了构成环形可展结构的剪刀机构的几何参数之间的关系;然后依据剪刀机构环形阵列可展结构的特点,采用单元机构法分析了剪刀机构的运动学和动力学特性,获得其一阶和二阶运动影响系数;其次,结合运动影响系数法和单元机构法,分析了环形可展结构展开过程的运动学和动力学特性,为大型阵列组合机构的运动学和动力学分析提供了参考㊂1 环状阵列结构的构型分析剪刀单元机构如图1所示,由两个杆件A 1CB 1㊁A 2C B 2构成,A 1C B 1和A 2C B 2在点C 处铰接,设两杆件各段的长度分别为l 1㊁l 2㊁l 3㊁l 4,C A 1与C B 1夹角为β1,C A 2与C B 2夹角为β2,A 1B 2与A 2B 1夹角为α,C A 1与C A 2夹角为2θ,这些即为剪刀单元的位形参数㊂将相邻剪刀单元机构的A 1与A 2铰接,B 1与B 2铰接,即可构成环形可展结构,如图2所示㊂该环形可展结构由8个剪刀机构环形阵列组成㊂图1剪刀单元机构图2 剪刀单元机构构成的环形可展结构对于由n 个剪刀单元机构构成的环形可展结构,α可以表示为α=2π/n (1)相邻单元之间满足邻接条件,即有A 1B 2=A 2B 1,根据余弦定理,同时由θ在展开过程中的任意性,得几何构型条件:l 1=l 4l 2=l 3β1=β}2(2)或l 1=l 2l 3=l 4β1=β}2(3)对式(2),根据几何关系可以证明,O C 连线平分α角,并与连线A 1A 2㊁B 1B 2垂直,所以有t a nα2=l 3s i n (π-β2+θ)-l 1s i n θl 3c o s (π-β2+θ)+l 1c o s θ(4)整理式(4),同时结合θ的任意性,得l 3t a n α2s i n β2-l 3c o s β2-l 1=0l 3s i n β2+l 3t a n α2c o s β2-l 1t a n α2=üþýïïïï0(5)由式(5)得α+β2=πl 1=l }3(6)结合式(2),得β1=β2=π-αl 1=l 2=l 3=l }4(7)式(1)和式(7)即为剪刀单元机构环形阵列构成可展结构的机构尺寸要求㊂以下表达中,l 1㊁l 2㊁l 3㊁l 4统一用l 替代㊂各单元的中间铰接点C 位于以点O 为圆心㊁R 为半径的圆上,根据几何关系有l /s i n (α/2)=R /s i n (π-α/2-θ)(8)当完全展开时,点A 1和B 2㊁A 2和B 1分别重合,得到最大展开半径表达式为R m a x =l/s i n (π/n )(9)当完全收拢时,θ=0,点A 1㊁A 2重合,得到最小收㊃0132㊃中国机械工程第25卷第17期2014年9月上半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.拢半径表达式为R m i n=R m a x s i n (2π/n )(10)由此可见,剪刀机构环形阵列可展结构的收拢率为R m a x /R m i n =1/s i n (2π/n )(11)2 运动学分析对n 个剪刀单元构成的环形可展结构,按顺时针方向对各单元依次编号为1,2,,n ,如图3所示㊂图3 剪式机构环形阵列坐标系的建立以环形可展机构的圆心O 为原点,建立固定坐标系ΣXO Y ,其中O Y 轴过单元1的铰链点C ,在单元i 上建立动坐标系Σi x i O y i ,其中O y i 轴过单元i 的铰链点A 1㊁B 2㊂根据前述几何关系,O Y 轴与单元1中构件1的C A 1边夹角等于θ㊂由于动坐标系Σi x i O y i 与固定坐标系ΣXO Y 的原点重合于O 点,根据坐标系的旋转变换关系,得0r(i)C=R 0i i r (i)Ci =1,2, ,n (12)其中,0r (i)C为单元机构i 中C 点在固定坐标系Σ中的矢径,R 0i 为动坐标系Σi 到固定坐标系Σ的旋转变换矩阵,表达式为R 0i =co s (i -1.5)αs i n (i -1.5)α-s i n (i -1.5)αc o s (i -1.5)éëêêùûúúα(13)i r (i )C为单元机构i 中C 点在动坐标系Σi 中的矢径,表达式为i r (i)C=l s i n (θ+β/2)l s i n θs i n (α/2)+l c o s (θ+β/2éëêêêùûúúú)(14)单元机构i 中两构件C A 1㊁C A 2与固定坐标系O X 轴夹角表示为φ(i )=φ(i)1φ(i )éëêêùûúú2=1.5π-θ-(i -1)α1.5π+θ-(i -1)éëêêùûúúα(15)式(12)对时间t 分别求一阶㊁二阶导数,得C 点的速度和加速度方程为0v (i )C=0G (i)C rω(16)0a (i)C=0G (i )C r ε+0H (i )C r ω2(17)0G (i)C r=d 0r (i )C d θ=R 0i d i r (i)C d θ=R 0i [i r (i)C]θ0H (i)C r=d 0G (i )C r d θ=d 20r (i)C d θ2=R 0i [i r (i)C]θθ式中,0G (i )C r 为线运动一阶运动影响系数;0H (i)C r为线运动二阶运动影响系数;ω为角速度;ε为角加速度;下角标θ和θθ分别表示求以θ为自变量的一阶和二阶导数㊂将0G (i )C r =R 0i [i r (i)C]θ代入式(16)得i v (i )C x /i v (i)C y=ta n (i -1)α(18)式(18)说明展开过程中,铰链点C 的速度方向保持不变㊂式(15)对时间t 分别求一阶㊁二阶导数,得单元机构i 中两构件的角速度和角加速度方程分别为ω(i )=0G (i)θω(19)ε(i )=0G (i )θε+0H (i )θω2(20)其中,0G (i )θ=d φ(i)d θ=[-1 1]T ,称为角运动一阶运动影响系数,0H (i)θ=d 2φi d θ2i=[0 0]T称为角运动二阶运动影响系数㊂由0G (i )θ㊁0H (i)θ的表达式可知,同一个单元内构件1㊁2的角速度和角加速度大小相等,方向相反,各单元中构件j (j =1,2)具有相同的角速度和角加速度㊂3 动力学分析假设构成剪刀机构的两个构件的质心均在C点,可展结构的展开过程由位于点C 处的扭簧驱动㊂单元i 两构件的惯性力和惯性力矩分别表示为Q (i)F =-(m 1+m 2)0a (i)C(21)Q (i )T =-J (i )ε(i)(22)J (i)=J (i)100J (i)éëêêùûúú2Q (i )F =(Q (i )x ,Q (i )y )T Q (i )T =(Q (i )T 1,Q (i)T 2)T 式中,Q (i )x ㊁Q (i )y 和Q (i )T 1㊁Q (i )T 2分别为单元i 的构件1㊁2的惯性力和惯性力矩;J (i )1㊁J(i)2为单元i 的构件1㊁2相对各自质心的转动惯量㊂当单元机构发生虚位移Δθ时,单元i 的惯性力和惯性力矩所做的虚功可以表示为W (i )Q =Q (i )T T Δφ(i )+Q (i )T F Δr (i)C(23)式中,Δφ(i )与Δr (i)C为单元i 中两构件的角位移和C 的线位移㊂扭簧扭矩所做的虚功为W (i )T =T (i )T Δφ(i)(24)T (i )=(T (i )0,-T (i)0)T T (i )0=K (s 0-φ(i )2+φ(i)1)式中,K 为扭簧刚度;s 0为扭簧的初始形变㊂根据虚功原理,得㊃1132㊃剪刀机构环形阵列可展结构的运动学与动力学研究袁 茹 王 剑 王三民等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.∑ni =1(W (i)T+W (i)Q )=0(25)结合运动学公式,可得原定义的角加速度为ε=(m 1+m 2)ω2(i r (i )C )T θθ∑ni =1R T 0i (i r (i )C )θ+n (T (i ))T0G (i)θ-n (0G (i )θ)T (J (i ))T 0G (i )θ-(m 1+m 2)(i r (i )C )T θ∑ni =1R T 0i (i r(i)C )θ(26)可以证明∑ni =1R T0i =0,所以ε=2K (s 0-2θ)J (i )1+J (i )2(27)又因ε=d 2θd t2,积分得单元位形参数θ的时间表达式:θ=s 02+C S 2s i n (t 2C 0+ar c s i n 2θ0-s 0C S)(28)C S =(s 0-2θ0)2+2ω20C 0 C 0=2K J (i )1+J (i)2式中,2θ0㊁2ω0为单元1中构件1㊁2的初始夹角和相对角速度初始值㊂结合运动学公式可得各构件的角位移㊁角速度和角加速度及各铰链点位置的线位移㊁线速度和线加速度㊂4 算例以12个单元构成的环形可展结构为例,进行其运动学和动力学分析㊂取最大展开半径R m a x =4m ,由式(9)得l =1.035m ㊂取转动惯量J (i)1=J (i)2=10k g ㊃m 2,扭簧刚度k =0.2N ㊃m ,扭簧初始变形s 0=6π,初始条件θ0=0,ω0=0㊂根据式(28)得剪刀单元机构的角度参数θ表达式为θ=s 02+C S 2s i n (t 2C 0+ar c s i n 2θ0-s 0C S)结合运动学公式可得各构件的角位移㊁角速度和角加速度表达式㊂根据式(12)可得可展结构展开过程中的位形,如图4所示㊂图中,Ⅰ㊁Ⅱ㊁Ⅲ分别表示完全收拢㊁半展开㊁完全展开状态的位形,径向射线表示各铰链点的轨迹线㊂根据图4,并结合式(18)可知,在展开过程中,各铰链点沿半径方向运动,轨迹为直线㊂A 1B 2与A 2B 1夹角α保持不变㊂根据式(12)得,单元1㊁4㊁7㊁10的点C 在x ㊁y方向的位移曲线分别如图5㊁图6所示㊂图5中铰链点C 1㊁C 7的x 方向的位移始终为0,图6中铰链点C 4㊁C10的y 方向的位移始终为0㊂根据式(16)得,单元1㊁4㊁7㊁10的点C 在x ㊁y图4 展开过程图5 铰链点C 1㊁C 4㊁C 7㊁C10在x 方向的位移曲线图6 铰链点C 1㊁C 4㊁C 7㊁C10在y 方向的位移曲线方向的速度曲线分别如图7㊁图8所示㊂图7中铰链点C 1㊁C7的x 方向的速度始终为0,图8中铰链点C 4㊁C10的y 方向的速度始终为0㊂图7 铰链点C 1㊁C 4㊁C 7㊁C10在x 方向的速度曲线根据式(17)得,单元1㊁4㊁7㊁10的点C 在x ㊁y方向的加速度曲线分别如图9㊁图10所示㊂图9中铰链点C 1㊁C7的x 方向的加速度始终为0,图8中铰链点C 4㊁C10的y 方向的加速度始终为0㊂㊃2132㊃中国机械工程第25卷第17期2014年9月上半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
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机械设计及理论、齿轮动态力学仿真技术、机器及机械零部件的动态仿真解析、虚拟样机技术 机械系统和结构现代设计理论、重点是智能适应结构和系统的设计方法，尤其是结构拓扑优化设 计方法以及基于仿生技术的设计理论。 机械故障诊断，动力学测试与分析，固体力学
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汽车现代设计理论，重点是汽车结构轻量化设计技术 汽车电子控制、汽车发动机燃烧及排放控制及汽车电控系统关键部件开发。 车辆动力系统及匹配技术、车辆发动机性能测试研究 汽车动力总成及整车优化设计、汽车零部件产品设计程序、知识库和专家库系统开发、发动机配 气系统及制动系统运动仿真。 车辆强度与可靠性汽车现代化设计
姓名兆燕 宫赤坤 甘屹 杜宝江 白国振 刘芳 陈泽中 林献坤 杨丽红 吴恩启 周律 李伟 马凤仓 李晓燕 刘新宽 王艳
机械工程学院2012年研究生（学术型）导师名单
归属学科名称
机械制造及其自动化
机械制造及其自动化
机械制造及其自动化
机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化
陈彩凤 李厦 朱文博
机械制造及其自动化 机械制造及其自动化 机械制造及其自动化
机械设计与制造 数控技术、智能控制、机电一体化和故障诊断 数字化设计及制造
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计算机辅助设计 外形复杂的柔性产品和体内材料复杂非均质产品的建模、分析理论方法和技术，在基于机器视觉 与感知的非接触式测量技术、机械行业企业信息化软件开发方面 微机械结构大变形分析及其在微电机械中的应用，多孔介质混合物物理论
机床动力学、结构动态优化设计
郑松林* 张振东 孙跃东
褚超美
卢曦 周萍 孙涛 冯金芝
张雷*
汪中厚 丁晓红 林建中 崔建昆 赵高晖 钱炜 沈景凤
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机械设计及理论
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针对大型电站机械设备、长征系列运载火箭配套试验机和替代进口机电设备的动态设计、机械结 构的动态分析、状态检测和故障诊断。