摘要：高分子水凝胶是一种以三维网状高分子为骨架、以水为介质的新型功能高分子软物质材料,研究者一直在寻求简单的溶胶-凝胶制备策略,以提高水凝胶的力学性能。设计开发了“以明胶水凝胶在FeCl_(3)和(NH_(4))_(2)SO_(4)溶液中连续浸泡制备高力学强度明胶水凝胶及力学性能测试”的综合实验。该实验将高分子化学、高分子物理、材料力学课程中的基础理论知识、实验技能与材料学学科的学术研究相结合,综合高分子材料制备与高分子材料力学性能表征方法,有助于锻炼学生的科学性思维,提高学生分析与解决问题的能力。

摘要：近年来,加大文物和文化遗产保护力度,加强历史文化保护传承已上升为国家战略。彩绘文物在人类活动、风沙侵蚀以及光照损伤等各种病害的影响下,文物颜料普遍出现了不同程度褪色、变色、老化、脱落丢失等病害,以致现在很难看到彩绘壁画本来的面目,数字化保护与修复成为传承彩绘文物的重要手段。本研究以颜色指纹的光谱反射率为基础,将颜料成分变化外在表现的光谱反射率作为切入点,采用数字化手段对彩绘颜料进行浓度映射。为了实现对彩绘中矿物颜料浓度快速、精确的识别,基于贝叶斯优化算法(BOA)寻找前馈回归神经网络(FRNN)的最佳超参数并构建BOA-FRNN光谱模型实现颜料成分及浓度分布图谱的预测。首先,以中国传统彩绘技法制备不同浓度梯尺的敦煌矿物颜料色卡,并利用Ci64UV积分球式分光光度计获取色卡的可见光波段光谱反射率及色度信息;其次,基于测量数据,构建颜料光谱反射率、色度值、浓度值、颜料粒径、颜料成分的关联数据库;最后,通过双常数Kubelka-Munk模型、BP网络模型、支持向量机(SVM)回归算法、FRNN网络模型和BOA优化SVM对颜料浓度进行预测并比较预测结果,为了提高颜料浓度的预测精度和模型稳定性,提出利用BOA对FRNN的网络结构、激活函数和正则化强度进行优化,以均方根误差(RMSE)作为适应度函数,通过迭代选择最优的回归参数训练模型。实验数据表明本文提出的BOA-FRNN模型精度最高,模型测试集的均方根误差RMSE为1.805%,决定系数为99.55%。结果表明:基于敦煌颜料颜色数据库能够更加准确、快捷地选取所需光谱反射率,从而提高模型效率,简化了算法复杂度;BOA寻找FRNN的最佳超参数,通过迭代更新超参数最优位置,可以快速得到全局最优解,与K-M、BP、SVM、FRNN和BOA-SVM等模型相比,矿物颜料浓度的预测准确度和模型稳定性都得到了明显提高,满足了对颜料映射的精确度要求,是快速实现颜料映射的一个可行新方法。

摘要：文章提出了一种基于预测反馈的反步控制器,以跟踪具有输入延迟的压电定位平台的期望轨迹.压电定位平台采用Hammerstein模型进行描述.根据磁滞逆方法,将带有磁滞的执行器转换为具有有界加性误差的执行器形式,从而将系统转换为线性系统.给出了基于改进预估器的反步控制器的设计方案,以迫使状态跟踪期望轨迹,其中预估器用于补偿输入时滞.最后,通过实验验证了理论结果的有效性.

摘要：优化控制方法可以考虑系统性能和节省能源,但是不能给出初始稳定区域的描述.本文阐述的优化控制方法可以给出初始稳定区域的描述,使得约束非线性系统有限时间稳定.首先设计有限时间优化控制器使得系统的状态在有限时间内进入初始稳定区域,同时优化目标函数,系统实现性能最优和消耗最小.进而设计有限时间鲁棒镇定控制器使得系统的状态在有限时间内收敛到原点. Lyapunov函数分析方法给出了吸引域的估计,并确保在不同状态下,设计的控制器使得闭环系统有限时间稳定.最后给出了一个仿真实例验证算法的有效性.

摘要：针对一类状态未知的非线性严格反馈时滞系统,本文提出了一种基于静态增益函数的输出反馈控制方案.首先构造了降阶观测器以估计非线性系统的未知状态.然后在Backstepping设计的每一步定义了具有控制增益函数的新型Lyapunov-Krasovskii泛函以补偿未知时变时滞,定义新的选择不唯一的连续控制增益函数以补偿非匹配项以及Lyapunov-Krasovskii泛函补偿时滞时产生的非负项.提出了一种无记忆输出反馈控制方案.理论分析表明:该控制方案消除了未知时滞的影响,保证了闭环系统所有信号的有界性,并使系统实现渐近稳定.最后仿真结果验证了此控制方案的有效性.

摘要：本文研究了随机网络攻击下切换信息物理系统的事件触发控制问题.将信息物理系统描述为一种切换线性系统形式.引入事件触发机制来节省系统资源和减轻网络负载,当误差超过给定阈值时传感器中的采样数据才通过通信网络传输到控制器中.考虑在传感器与控制器的通信网络中受到两种不同特征的随机网络攻击.在网络攻击和所设计的事件触发控制器下,建立了切换随机信息物理系统模型.利用模态依赖平均驻留时间方法构建了相应的切换信号.在设计的事件触发控制器和模态依赖平均驻留时间切换信号下实现了系统的均方指数稳定性,并给出了控制器增益.最后,通过实例验证了所得理论结果的有效性.

摘要：本文研究了一类具有不稳定子系统和混合时滞的切换系统的耗散性和指数镇定问题.首先,为了消除不稳定子系统给这类时滞系统带来的不利影响,采用了一种新颖的切换信号设计方法–将模态依赖平均驻留时间的慢切换和快切换方法相结合,并通过利用Lyapunov相关理论,给出了全局指数稳定的充分条件.然后,利用耗散性理论、多重Lyapunov-Krasovskii泛函技术、积分不等式、与Schur补引理等方法,以线性矩阵不等式的形式给出了耗散性能的相关判据,使闭环系统实现全局指数稳定性的同时具有严格耗散性能.进一步,在给定扰动衰减水平的前提下,通过求解一些严格的LMI条件,建立了一组可行控制器.最后,通过仿真实例验证了该方法的有效性.

摘要：本文考虑了一类带有高阶干扰和未知参数的非仿射非线性系统的自适应跟踪控制问题.为了提高系统的抗干扰性能,首先设计了扩张状态滤波器估计系统受到的高阶干扰,并把干扰估计值引入到控制器中.其次,在每一步递推设计中,为了避免backstepping方法固有的"微分爆炸"问题,引入滑模微分器估计虚拟控制律的微分,进而提出了一种新的自适应控制策略.借助Lyapunov函数理论方法分析了闭环系统的稳定性,即在所提控制策略作用下,可保证闭环系统所有信号是一致最终有界的.最后,利用MATLAB仿真验证了方法的有效性.

摘要：国际教育技术学会(ISTE)于2018年发布了《计算思维能力标准(教育者)》,这是国际范围内首个以计算思维命名的标准文本,对指引智能时代的计算思维教学具有里程碑意义。《计算思维能力标准(教育者)》旨在为智能时代的教学变革提供路线图,分别从智能时代计算思维教育者的五种身份——计算思维学习者、教育公平的领导者、围绕计算的协作者、创新者与设计者、计算思维与课堂教学融合的促进者入手,围绕计算思维、公平的领导者、围绕计算的协作、创新与设计及融合计算思维,界定了教育者应具备的计算思维能力。该《标准》的启示在于:就教师专业发展而言,要明确计算思维教育者的多重身份,履行相应职能;构建教育者计算思维能力发展框架——CTPACK,在学科教学中有效落实计算思维;以计算思维为牵引,带动数据素养与人工智能素养的共同提升。就学科建设而言,在信息技术学科中有效落实计算思维,促进计算思维与学科教学的深度融合,加深跨学科活动设计,从而推进学科间的协同发展。

摘要：Fe_2O_3 nanorods and hexagonal nanoplates were synthesized and used as the promoters for Pt electrocatalysts toward the methanol oxidation reaction（MOR） in an alkaline *** catalysts were characterized by scanning electron microscopy,transmission electron microscopy,X-ray diffraction,X-ray photoelectron spectroscopy,cyclic voltammetry and *** results show that the presence of Fe_2O_3 in the electrocatalysts can promote the kinetic processes of MOR on Pt,and this promoting effect is related to the morphology of the Fe_2O_3 *** catalyst with Fe_2O_3 nanorods as the promoter（Pt-Fe_2O_3/C-R） exhibits much higher catalytic activity and stability than that with Fe_2O_3 nanoplates as the promoter（Pt-Fe_2O_3/C-P）.The mass activity and specific activity of Pt in a Pt-Fe_2O_3/C-R catalyst are 5.32 A/mgpt and 162.7 A/m^2_（Pt）,respectively,which are approximately 1.67 and 2.04 times those of the Pt-Fe_2O_3/C-P catalyst,and 4.19 and 6.16 times those of a commercial PtRu/C catalyst,*** effects between Fe_2O_3 and Pt and the high content of Pt oxides in the catalysts are responsible for the *** findings contribute not only to our understanding of the MOR mechanism but also to the development of advanced electrocatalysts with high catalytic properties for direct methanol fuel cells.