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文档简介

1、研究生毕业论文开题报告的目的和写法开题报告中要考虑:(1)研究的目标。只有目标明确、重点突出,才能保证具体的研究方向,才能排除研究过程中各种因素的干扰。(2)研究的内容。要根据研究目标来确定具体的研究内容,要求全面、详实、周密,研究内容笼统、模糊,甚至把研究目的、意义当作内容,往往使研究进程陷于被动。(3)研究的方法。选题确立后,最重要的莫过于方法。假如对牛弹琴,不看对象地应用方法,错误便在所难免,相反,即便是已研究过的课题,只要采取一个新的视角,采用一种新的方法,也常能得出创新的结论。(4)研究的过程。整个研究在时间及顺序上的安排,要分阶段进行,对每一阶段的起止时间、相应的研究内容及成果均要

2、有明确的规定,阶段之间不能间断,以保证研究进程的连续性。(5)拟解决的关键问题。对可能遇到的最主要的、最根本的关键性困难与问题要有准确、科学的估计和判断,并采取可行的解决方法和措施。(6)创新点。要突出重点,突出所选课题与同类其他研究的不同之处。4.开题报告毕业设计条件分析突出仪器设备等物质条件的优势。明确协作单位及分工,分工要合理,明确各自的工作及职责,同时又要注意全体人员的密切合作。提倡成立导师组,导师组成员的选择要充分考虑课题研究的实际需要,要以知识结构的互补为依据。三、开题报告的基本写法开题报告的基本内容及其顺序:论文的目的与意义;国内外研究概况;论文拟研究解决的主要问题;论文拟撰写的

3、主要内容(提纲);论文计划进度;其它。其中的核心内容是“论文拟研究解决的主要问题”。在撰写时可以先写这一部分,以此为基础撰写其他部分。具体要求如下:1.论文拟研究解决的问题明确提出论文所要解决的具体学术问题,也就是论文拟定的创新点。明确指出国内外文献就这一问题已经提出的观点、结论、解决方法、阶段性成果、。评述上述文献研究成果的不足。提出你的论文准备论证的观点或解决方法,简述初步理由。你的观点或方法正是需要通过论文研究撰写所要论证的核心内容,提出和论证它是论文的目的和任务,因而并不是定论,研究中可能推翻,也可能得不出结果。开题报告的目的就是要请专家帮助判断你所提出的问题是否值得研究,你准备论证的

4、观点方法是否能够研究出来。一般提出3或4个问题,可以是一个大问题下的几个子问题,也可以是几个并行的相关问题。2.国内外研究现状只简单评述与论文拟研究解决的问题密切相关的前沿文献,其他相关文献评述则在文献综述中评述。基于“论文拟研究解决的问题”提出,允许有部分内容重复。3.论文研究的目的与意义简介论文所研究问题的基本概念和背景。简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题。简单阐述如果解决上述问题在学术上的推进或作用。基于“论文拟研究解决的问题”提出,允许有所重复。4.论文研究主要内容初步提出整个论文的写作大纲或内容结构。由此更能理解“论文拟研究解决的问题”不同于论文主要内容,而是论文的目的与核心。

5、由于开题报告是用文字体现的论文总构想,因而篇幅不必过大,但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题说清楚,应包含两个部分:总述、提纲。1.总述开题报告的总述部分应首先提出选题,并简明扼要地说明该选题的目的、目前相关课题研究情况、理论适用、研究方法、必要的数据等等。2.提纲开题报告包含的论文提纲可以是粗线条的,是一个研究构想的基本框架。可采用整句式或整段式提纲形式。在开题阶段,提纲的目的是让人清楚论文的基本框架,没有必要像论文目录那样详细。3.参考文献开题报告中应包括相关参考文献的目录,中文文献不少于10篇、英文文献不少于5篇4.要求开题报告应有封面页,总页数应不少于10页。版面格式应符

6、合以下规定。字数不少于4000字,文字要精练,不准是下载的东西。(一)、开题报告封面:论文题目、系别、专业、年级、姓名、导师(二)、目的意义和国内外研究概况(三)、论文的理论依据、研究方法、研究内容、技术路线(四)、研究条件和可能存在的问题(五)、预期的结果(六)、进度安排关于研究生论文开题报告开题报告的目的是确定研究什么,用什么方法研究,相当于论文的研究计划,不是给别人看,而是为自己的论文制定研究方案和研究纲领。注意,开题报告不是写论文提纲。因此,开题的核心问题是研究方法是否具体可行,分析什么,如何收集数据,用什么方法。选题忌讳的是太大,结果只能空泛的浅层次的描述。开题报告的老师主要从研究课

7、题的研究问题、目标、研究内容、方法等方面考察选题的可行性及意义。开题报告的考核指标包括以下几点:1.问题界定清晰。选题应该源于实践,问题要具体,解决问题高视角,方案上升到理论,有普遍借鉴意义。2.研究目标明确有限。剖析实际问题,将实际问题提升到理论水平解决。3.研究内容具体、明确。不要大题小作,要小题大做。不同内容点之间的系统性、有限性、适中性。4.研究方法与技术方案具体可行。论文要用数据说话,在此必须指出数据的收集方法。职研论文不能就事论事,也不宜就理论理,应该就事论理。职研选题大体可分为两类:一是个案研究,即案例研究,适用于在一个具体经营单位工作的同学。另一类是统计调查研究,适用于在管理机

8、关部门工作的同学。选题的基础是企业调查和专题研究工作。在选题的过程中,要多转多想,即所谓的“多转多想,狗也会遇到好事”。学生自己可以在完成开题报告 的撰写后,闭上眼睛,能够形成一幅蓝图,心里明白要做什么,预期做出什么样子,用什么方法和步骤作。能够做到这些,开题报告就达到选题的预期目标。学生往往犯的错误是选题背景说的很多,计划研究内容很少,研究方法就更少。例如,研究方法用“理论联系实际”表述,等于没有任何研究方法,自己根本不知道什么是研究方法,不知道自己的论文应该怎么做。其实,一个主要原因是选题过大过空。开题报告的篇幅一般不用超过5000字,类似于基金项目申请书,主要内容包括:1.选题名称(30

9、字以内)2.选题背景(包括文献综述)和研究意义(1500-2000字)3.研究内容和研究目标(400-600字)4.研究方案与可行性分析,包括研究思路、研究步骤方法(收集和分析数据的方法)、可行性分析(主要是数据收集的可行性)(500-1000字)5.研究工作计划,以表格形式列出时间、工作内容、主要方法、计划成果等6.研究难点、预期价值和水平(500-800字)7)参考文献再次强调,题目不要过大。开题报告用的幻灯片应包括选题背景、研究目标和意义、主要研究内容、研究方法、进度安排等。总之,开题是研究生论文工作的一个重要阶段,简单说就是论文的设计规划工作,主要回答三个问题:1、Why? 为什么要做

10、这项研究或为什么选这个题目,主要背景、意义和目标。2、What? 要研究什么,即研究内容。3、How? 怎样研究,即技术路线和研究方法。一般开题报告容易犯的毛病:1、研究目标不明确,说不到点子上。原因是自己心中无数。2、研究内容过于泛泛。3、研究方法不具体,什么定性与定量相结合,等等。或者把自己听说的十多种方法都写上。Internet环境下遥操作机器人系统传输时延研;一、选题背景及其意义;遥操作就是远距离操作,是在远方人的行为动作远距离;基于Internet的遥操作机器人是指将机器人与;其中,数据传输是遥操作机器人系统的一个非常重要的;基于Internet的遥操作机器人系统,一方面得;目前,对

11、于遥操作机器人系统网络时延问题应对策略的;二、国内外研究动态;在很长一段时间,关Internet环境下遥操作机器人系统传输时延研究一、选题背景及其意义遥操作就是远距离操作,是在远方人的行为动作远距离作用下,使事物产生运动变化。遥操作是一种基础技术,应用领域相当广泛,如机器人领域、航空航天领域、基础科学试验、核工程、海底与远洋作业等。遥操作技术使移动机器人到达艰险的环境,通过机器人完成特定的任务,从而可以使人远离艰险的工作环境。基于Internet的遥操作机器人是指将机器人与Internet连接,使人们可以在任何地方通过浏览器访问机器人,实现对机器人的远程监视和控制。它以Internet 为构架

12、,不仅降低了遥操作系统的成本,也使机器人为Internet上越来越多的人们所熟悉和共享。其中,数据传输是遥操作机器人系统的一个非常重要的组成部分。从通信领域来说,分为无线和有线数据传输。随着Internet的出现及广泛应用,通过Internet进行数据传输,实现远距离遥控机器人越来越成为一个重要研究方向。基于Internet的遥操作机器人系统,一方面得益于网络传输的显着优势,网络资源廉价、普及范围广、所需硬件少;另一方面,Internet上数据流具有多样性,遥操作机器人系统必需的实时性特点所需要的高优先级必然不能达到。同时,Internet本身固有的特点,由于网络延时和负荷变化所具有的随机性、

13、可变性和不可预测性引起了遥操作控制过程中的随机时延及延迟抖动,遥操作机器人系统的可控性、稳定性及透明度都受到负面影响。具有临场感效果的遥操作机器人系统应用于太空活动和深海探测等距离遥远的地方,但远地从机器人与本地操作者之间长达几秒到几十秒不等的通信时延却成为影响系统正常工作的突出问题。这不仅降低了系统的临场感效果,使操作者难以实时地、真实地感知远地环境的情况,而且造成了系统的不稳定,尤其是在从机器人与环境发生力的交互作用过程中。具体说来,问题的根源主要集中在网络时延和数据可靠性两大问题上。其中,数据可靠性又与网络时延有着密不可分的关系。目前,对于遥操作机器人系统网络时延问题应对策略的研究主要集

14、中在控制理论领域,如基于电路网络理论的无源控制法则、基于现代控制理论的控制算法和虚拟现实技术的模型修正法等。其共同的特点是把网络看作一个不可知(黑盒子)和不可控的对象,在控制领域寻找应对方法,以期消除网络时延对遥操作系统中信息、数据传输带来的负面影响。但是,科学地讲,网络时延虽然具有相当显着的不确定性,但它是一个可控、可预测的对象。因而,从网络体系及网络时延本身出发,从遥操作机器人系统与网络的互动需求出发,提出满足遥操作机器人系统需求的时延相关的网络优化和适应性方法,从而与控制领域的研究成果达成互补的效果。在保证系统稳定性的基础上,尽可能地提高系统透明度,满足期望的操作性,达到系统稳定性与透明

15、度的动态平衡性, 即随着系统状态在稳定性和透明度之间找到一个合理的折中,使得系统在稳定的基础上尽可能提高操作性能。通过跨学科的努力,从根本上解决Internet环境下网络时延及时延抖动对遥操作机器人系统的影响和限制,缩短遥操作机器人系统理论与实用化的距离,为遥操作机器人技术提供更加广阔的应用空间。二、国内外研究动态在很长一段时间,关于遥操作机器人系统的网络时延问题集中在控制理论领域,早在60年代Ferrell就指出时间延迟的存在会使远程机器人工作不稳定。这种不稳定性可以从以下几个角度分析:在古典控制论奈奎斯特稳定性分析中,将复平面上开环频率特性曲线不能包围-1点作为系统稳定的条件,并进一步从工

16、程角度出发,要求一个系统不但要做到稳定,还应该有相当的稳定裕量才可使用。然而一个系统的参数的不确定性,控制模型的不合理的简化,却会使系统在某些情况下失稳,网络机器人控制中典型的就是延时的不确定性所带来的系统不稳定,所以对网络机器人控制问题的研究往往要考虑系统的稳定性和鲁棒性(Robustness),即“是否稳定”和“稳定裕量”。从能量角度分析,遥操作系统要想保持稳定,其输入能量必须大于输出能量,而通讯系统的存在会很容易的违反这一要求。从负反馈角度分析:负反馈是实现控制的基本方法,但负反馈并不能保证系统的稳定性,设计不好的负反馈系统的被控制量也会出现震荡的情况,即不稳定。一个闭环系统如果其闭环增

17、益大于一,其半个工作周期等于时间延迟值,则系统将处于正反馈而非负反馈,此频率的能量将连续加入系统而导致系统的不稳定。现阶段,遥操作机器人系统克服时延影响的研究发展策略主要集中在基于电路网络理论的无源控制法、基于现代控制理论的控制算法、基于虚拟现实技术的控制结构和控制算法等几个方面。加拿大多伦多大学的Strassberg Y. 和Goldenberg A. A. 等人则利用现代控制理论中的Lyapunov稳定性判据分析临场感系统的稳定性条件。Lawrence D. A. 针对稳定性和临场感特性在时延下的不协调,提出了“无源距离( passivity distance)”和“透明距离( trans

18、parency distance)”的概念,用以指导临场感系统的设计。 Leung G. M. H. 和Francis B. A. 等人利用基于“无源距离”和“透明距离”的综合评价法设计临场感系统的结构, 并利用H最优控制理论指导时延下临场感系统中控制器的设计。1984年,Noyes G. 和Sheridan T. B. 设计了用于遥操作的第一个视觉预测显示系统。在该系统中用机械手的计算机仿真模型叠加在经时延后反馈的机械手视频图象上,仿真模型和操作者之间是实时交互,用以预测远处环境中机械手的运动。实验证明,该方法可以极大地提高系统的操作性能。1986 年,Sheridan T. B. 又构造了

19、实验系统用以验证视频预测显示的有效性。结果表明,在视频预测显示的帮助下,任务完成时间减少50%。 1992 年, Kototu T.等人基于Bejczy A. K. 在1990 年提出的“幻影机器人”的思想上,给虚拟从手加入了力反馈。结果表明,增加了力反馈使得控制稳定,而且从手的运动比仅靠图形显示判断接触力时快了三倍。1996 年,Morikawa H. 等人通过建立“虚拟引导模型”引入预测力反馈。2000 年,Itoh T. 等人对基于半自动任务导向虚拟工具,并具有运动和力标定的人- 机协作遥操作系统提出了新的控制算法。实际上,从研究人员对遥操作系统中得网络时延问题的探索研究过程中我们不难发

20、现:基于电路网络理论的无源通讯法则所实现的控制算法对解决短时延问题具有较好的效果,而在长时延的情况下,要实现在保证系统稳定的同时又具有良好的可操作性则显得无能为力;由于现代控制理论的不完善及其系统实现上的困难等原因,基于现代控制理论所提出的各种控制算法亦未能较好地解决系统通信时延问题。然而,将虚拟现实技术用于临场感遥操作机器人系统来克服通信时延,从而确保系统的稳定性和可操作性得以同时实现。因此,我们认为虚拟现实技术必定会成为克服时延对遥操作系统产生的负面影响的研究的主流方向。以上这些方法策略的共同点是:把网络看作一个不可知(黑盒子)和不可控的对象,在控制领域寻找应对网络时延的方法。而在Inte

21、rnet环境下的遥操作领域针对时延的网络通信相关方面的研究则不是太多。基于Internet的遥操作机器人系统网络时延的研究主要是在定常时延和时变时延两个假设基础之上进行的。其中,以定常时延为基础的研究最为广泛而以时变时延为基础的研究更具有实用价值。现阶段的针对网络时延的研究大体可以分为以下几个方向:(1)分析、研究时延特点,给出时延估测模型,并以此模型为基础研究整个遥操作机器人系统的控制模型;(2)大量实验测试,分析时延呈现出来的统计特性,预测其可能遵循的函数规律;(3)利用时延缓冲器管理算法,将时变时延转化为定常时延;(4)通过修改、创新时钟同步算法,来获取较准确地单向传输时延;(5)重点分

22、析与评估传输时延对通过不同的传输协议传递信息所带来的负面影响,通过改进TCP/RTP/RTCP/UDP等网络协议来解决问题。三、课题研究内容通过目前遥操作机器人系统的发展现状可以发现,对于一般的遥操作机器人系统,带宽虽然有限,但通常还是能够得到保证,所以时延也几乎是常数。而基于Internet的遥操作机器人系统则有所不同,其传输时延则是不断变化的。遥操作机器人系统是时延敏感的,且实时性要求很高,因而Internet提供的这些通信条件给遥操作系统的开发带来很大困难,传输中的大时延、时延抖动和不能保证的带宽将引发不稳定的问题,如果不适当地进行控制就会导致系统性能极大下降。基于上述问题,本文着重从网

23、络时延进行研究,大致可以分为以下几个方面:(1)基于时钟同步的网络单向时延的研究。研究时延问题的关键之一在于能比较精确地确定时延的大小,分析当前网络单向时延研究成果及相关方法,分析单向时延的统计特性,重点分析网络单向时延的特点及其对网络数据传输的特殊性;从其特性出发,建立基于时钟同步算法的单向时延测算算法模型,验证基于时钟同步算法的单向时延测算算法的有效性。(2)对TCP协议进行改进。分析数据传输协议实现过程以及TCP协议内在三大机制:超时重传、慢启动和拥塞避让。在此基础上,总结开发新型数据传输协议需要达到的要点;基于上述模拟实验的有效结果及对协议的功能需求,在NS2中对TCP协议进行改进,通

24、过引入时延变量以及以神经网络为基础的时延的智能预测模块重新构造TCP协议中拥塞控制机制,以期达到时延抖动小、连续有序和数据可靠传输的目的。四、研究方案及难点在基于Internet的机器人遥操作系统中,时延的一个显着的特点是变化。由于Internet 中数据传输时延是影响遥操作控制系统品质的一个主要因素,时延模型的建立是一切分析解决遥操作时延控制问题的基础,且时延(往往是随机时延)是由网络数据传输时带宽限制和网站上数据拥挤造成的。目前基于网络的遥操作系统已有的一些研究,大多建立在对网络时延的假设基础之上,由于网络时延的随机性和不可预测性,通过实验测试时延来研究网络控制系统更具有实际意义。首先,我

25、们应该分析当前网络时延的研究成果及相关方法,通过进行实验得到相关数据分析时延的特点和统计特性以及时延和时延抖动对遥操作系统的透明性和可操作性产生的负面影响,寻求二者之间可能存在的平衡关系。其次,研究时延问题的关键之一在于能比较精确地确定时延的大小,因此需要设计新的时钟同步算法,使其同步的精度达到可以接受的程度,对单向时延进行更加精确地测算。进而建立基于时钟同步算法的单向时延测算算法模型,基于该模型建立实验拓扑结构,模拟数据传输场景,验证基于时钟同步算法的单向时延测算算法的有效性。再次,利用更加精确地网络时延数据对TCP中的拥塞控制机制进行改进,对改进后的协议进行性能评估。通过在拥塞控制算法中加

26、入时延变量,建立更适应于遥操作机器人系统实时性的改进的TCP传输协议,使得拥塞控制算法和时延的关系更加密切,让时延的变化能更快的反应到网络中数据的传输中去。然后,可以将以神经网络为基础的时延的智能预测模块加入到改进的TCP协议,使其拥有对时延的一般的预测功能,辅助新的拥塞控制算法,以期达到更高的应用价值。最后,在NS2网络模拟环境下,使用改进后的传输协议,建立网络拓扑图,模拟遥操作机器人系统的数据传输过程,验证新型协议的有效性;在实际环境中使用改进后的传输协议作为系统底层数据传输协议,从实用系统角度验证协议的有效性。五、预期成果和可能的创新点在对时延在网络数据传输中的特性分析、总结的基础上,通

27、过设计新的时间同步算法,得到更加精确地网络时延,以此来改进TCP协议中现有的拥塞控制机制,并加入时延的智能预测模块,以期得到更加适合网络实时控制系统的数据传输协议,实现时延抖动小、连续有序和可靠地数据传输。其中,可能的创新点有:一种新的时间同步算法,能更加精确地测量网络时延;增加了时延变量的拥塞控制机制,可以更快的将时延的变化反映到到数据的传输过程中;一个融入到改进后的传输协议的基于神经网络的时延智能预测模块,可以提高其实用性和稳定性。六、论文工作计划论文工作的总体时间安排:1、2011年9月,开题准备工作,查找基于Internet的遥操作机器人系统传输时延的相关资料,了解国内外的发展动态,对

28、课题进行可行性分析,确定课题的最终研究方向及课题内容。2、2011年10月2011年12月,进行深入分析,认真学习与本研究课题相关的理论知识。 3、2012年1月2012年2月,进行相关系统的概要设计和实验环境的搭建。七、主要参考文献1 李勇,符秀辉等. 基于web 的遥操作系统时延分析. 沈阳化工学院学报,2007,21(1):43-46.2 景兴建,王越超等. 遥操作机器人系统时延控制方法综述. 自动化学报,2004,30(2):214-223.3 陈俊杰,薛晓红等. 临场感遥操作机器人系统克服时延影响的研究发展策略.传感技术学报,2004,2:232-237.4 王卓等.单向时延测量的实

29、时时钟同步算法.华中科技大学学报.2008,36(2):22-255 陈俊杰,黄惟一. 遥操作机器人系统克服时延影响的关键技术. 华中科技大学报,2004,32:187-190.6 王亦红,黄惟一等. 基于预测的力觉临场感遥控系统时延问题的研究. 数据采集与处理,2002,17(4):419-422.7 王宏伟,杨先一. 机器人遥操作系统中信息延时的预测研究. 机器人技术,2008,24(8):265-267.8 王庆鹏,谈大龙等. 基于Internet 的机器人控制中网络时延测试及分析. 机器人,2001,23(4):316- 321.9 刘艳芳. 控制系统互联网时延预测算法的研究. 微计算机信息,2005,28(10):70- 72.10 芮素波,曾庆军. 基于网络的遥操作机器人系统传输时延研究. 计算机工程与应用,2006,27:216-218.11 孙翱,顾鲁青等. 基于实时应用的网络传输时延测量设计.微处理机,2003,1 :14-16.12 马宏鹏,翁春华等. 机器人遥操作中的

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