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基于拟牛顿法的深度强化学习在车联网边缘计算中的研究

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通信学报 2024年第5期45卷 90-100页

作者：章坚武芦泽韬章谦骅詹明杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 之江实验室天基计算研究中心浙江杭州311121 浙江大学信息与电子工程学院浙江杭州310027 台州学院电子与信息工程学院浙江台州318000

为了解决车联网中由于多任务和资源限制导致的任务卸载决策不理想的问题,提出了拟牛顿法的深度强化学习双阶段在线卸载(QNRLO)算法。该算法首先引入批归一化技术优化深度神经网络的训练过程,随后采用拟牛顿法进行优化,有效逼近最优解。... 详细信息

为了解决车联网中由于多任务和资源限制导致的任务卸载决策不理想的问题,提出了拟牛顿法的深度强化学习双阶段在线卸载(QNRLO)算法。该算法首先引入批归一化技术优化深度神经网络的训练过程,随后采用拟牛顿法进行优化,有效逼近最优解。通过此双阶段优化,算法显著提升了在多任务和动态无线信道条件下的性能,提高了计算效率。通过引入拉格朗日算子和重构的对偶函数,将非凸优化问题转化为对偶函数的凸优化问题,确保算法的全局最优性。此外,算法考虑了车联网模型中的系统传输时间分配,增强了模型的实用性。与现有算法相比,所提算法显著提高了任务卸载的收敛性和稳定性,并能有效处理车联网中的任务卸载问题,具有较高的实用性和可靠性。

关键词：车联网任务卸载深度强化学习拟牛顿法

自由漂浮空间机器人捕获翻滚目标的力-位-型融合控制方法

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宇航学报 2024年第6期45卷 958-969页

作者：梁斌徐文福王学谦闫磊清华大学自动化系北京100084 启元实验室北京100095 哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院深圳518055 深圳清华大学国际研究生院深圳518055

翻滚目标捕获过程中,空间机器人的运动会对基座产生扰动、接触过程的冲击碰撞容易产生安全风险。因此,为了在捕获翻滚目标的同时抑制空间机械臂对基座的扰动和对目标的碰撞冲击,提出一种自由漂浮空间机器人力-位-型融合控制方法。首先... 详细信息

翻滚目标捕获过程中,空间机器人的运动会对基座产生扰动、接触过程的冲击碰撞容易产生安全风险。因此,为了在捕获翻滚目标的同时抑制空间机械臂对基座的扰动和对目标的碰撞冲击,提出一种自由漂浮空间机器人力-位-型融合控制方法。首先将自由漂浮空间机器人的非完整冗余性、运动冗余性表征为型空间,构建由末端位姿、型状态组合的广义状态空间并建立系统的运动学和动力学模型;通过优化基座与机械臂的位-型及零空间运动,减小机械臂抓捕运动在基座产生的扰动;通过优化基座、机械臂与翻滚目标的相对位-型,减小碰撞冲击力在基座产生的姿态扰动。给定最优位-型及末端操作力,基于阻抗控制原理及零空间投影策略,实现多优先级力-位-型融合控制。最后,开展了空间机器人捕获翻滚目标的典型任务仿真,结果表明通过力-位-型融合优化与控制方法可以有效减小空间机器人捕获过程产生的基座扰动。

关键词：在轨捕获翻滚目标空间机器人多目标优化力-位-型融合控制

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卫星数字孪生模型多粒度协商修正方法

北京航空航天大学学报 2024年

作者：伍学谦董云峰李智北京航空航天大学宇航学院北京空间飞行器总体设计部

受不确定性影响，数字孪生模型与真实系统存在误差，需要对其进行修正，定量评估模型的不确定性，作为使用模型时选取的依据。但是卫星数字孪生模型具有多动态、多空间尺度、多物理场耦合的特性，数值求解时会出现微分方程的刚性问题和... 详细信息

受不确定性影响，数字孪生模型与真实系统存在误差，需要对其进行修正，定量评估模型的不确定性，作为使用模型时选取的依据。但是卫星数字孪生模型具有多动态、多空间尺度、多物理场耦合的特性，数值求解时会出现微分方程的刚性问题和偏微分方程的多尺度问题，如果从系统级上对众多遥测参数同时进行修正会造成结果不收敛。提出了一种卫星数字孪生模型的多粒度协商修正框架。通过遥测参数的相关性和频域特征分析对参数进行分组。建立了卫星各子系统和部件不同粒度的模型，按需构建了多粒度数字孪生模型。研究了卫星不同层次组成结构之间的耦合关系，提出了协商修正方法。利用真实在轨遥测数据对框架进行了验证，研究结果表明，本文提出的协商修正方法较未使用的RMSE精度提升了50%以上，修正结果更具备系统性、完备性。

关键词：数字孪生模型修正聚类多粒度建模协商修正

波-流联合作用下的方箱-墙面系统水波共振研究

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华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王赤忠杨书恒郑宇谦浙江大学海洋学院

本文采用开源软件OpenFOAM中的两相流求解器interFoam对波-流联合作用下方箱-墙面系统窄缝内的水波共振问题进行了数值模拟，分析流速、入射波波高以及窄缝间距对窄缝内水波共振的影响。通过改变流速、入射波波高和窄缝间距来研究窄缝... 详细信息

本文采用开源软件OpenFOAM中的两相流求解器interFoam对波-流联合作用下方箱-墙面系统窄缝内的水波共振问题进行了数值模拟，分析流速、入射波波高以及窄缝间距对窄缝内水波共振的影响。通过改变流速、入射波波高和窄缝间距来研究窄缝内波高和作用在方箱上的水动力峰值的变化，揭示了波高和水动力峰值随这些参数变化的规律。部分计算结果和相关文献进行的比较验证了本文的数值模型是可靠的。研究发现：随着流速增大，共振时对应的无因次波数kh变小，而窄缝内波高和作用在方箱上的水平水动力峰值明显增大；入射波波高对共振频率影响较小，而随着入射波波高变大，窄缝内波高最大值、水平力和垂向力最大值则总体变小；随着窄缝间距变大，共振时的无因次波数变小，波高最大值和水平力最大值则减小。

关键词：波-流-体相互作用狭缝水波共振粘性数值水槽 OpenFOAM

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认知建模中模型比较的方法

心理科学进展 2024年第10期32卷 1736-1756页

作者：郭鸣谦潘晚坷胡传鹏拉德堡德大学行为科学学院荷兰奈梅亨6525XZ 南京师范大学心理学院南京210097

认知建模近年来在科学心理学获得广泛应用,而模型比较是认知建模中关键的一环:研究者需要通过模型比较选择出最优模型,才能进行后续的假设检验或潜变量推断。模型比较不仅要考虑模型对数据的拟合(平衡过拟合与欠拟合),也需要考虑模型的... 详细信息

认知建模近年来在科学心理学获得广泛应用,而模型比较是认知建模中关键的一环:研究者需要通过模型比较选择出最优模型,才能进行后续的假设检验或潜变量推断。模型比较不仅要考虑模型对数据的拟合(平衡过拟合与欠拟合),也需要考虑模型的复杂度。然而,模型比较指标众多,纷繁复杂,给研究者的选用带来困难。本文将认知建模常用的模型比较指标分为三大类并介绍其计算方法及优劣,包括拟合优度指标(包括均方误差、决定系数、ROC曲线等)、基于交叉验证的指标(包括AIC、DIC等)和基于边际似然的指标。结合正交Go/No-Go范式的公开数据,本文展示各指标在R语言中如何实现。在此基础上,本文探讨各指标的适用情境及模型平均等新思路。

关键词：认知建模计算模型模型选择模型比较

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欧洲大型郁金香花瓶的中国塔起源探究

中国陶瓷 2024年第4期60卷 99-105页

作者：张康李雅谦淮阴师范学院淮安223000

欧洲17世纪后期到18世纪的油画、陶瓷工艺品和日常生活器皿中出现了大量中华文化元素。这是欧洲人在阅读有关中国的文献或图像资料和看到具有中国特色的实物之后选择性地撷取所产生的新变化。采用文献法、图像学和多元决定论等研究方法... 详细信息

欧洲17世纪后期到18世纪的油画、陶瓷工艺品和日常生活器皿中出现了大量中华文化元素。这是欧洲人在阅读有关中国的文献或图像资料和看到具有中国特色的实物之后选择性地撷取所产生的新变化。采用文献法、图像学和多元决定论等研究方法,从图像传播与接受角度切入,认为欧洲郁金香花瓶(tulip vases,塔形花瓶)是荷兰陶瓷设计师对约翰·尼霍夫《荷兰东印度公司使节团访华纪实》里中国塔图像的仿制和挪用,是“中国想象”的产物。指出荷兰国立博物馆2000年出版的《黄金时代的辉煌:荷兰17世纪绘画、雕塑和装饰艺术》将威廉三世花瓶烧制年代界定为约1690–1700年是错误的。期望对中华文化的多元价值和全球意义,尤其是17世纪至18世纪欧洲美术吸纳中华文化元素这一研究有补苴之功。

关键词：约翰·尼霍夫中国塔郁金香花瓶塔瓶

基于时间调制阵列的共孔径干扰辅助短包隐蔽通信

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1977-1985页

作者：马越马瑞谦杨炜伟林志缪晨吴文南京理工大学近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室南京210014 国防科技大学电子对抗学院合肥230037 陆军工程大学通信工程学院南京210007

该文首次研究了基于时间调制阵列(TMA)的共孔径干扰辅助短包隐蔽通信。首先提出并设计了共口径干扰的TMA架构,提出一种优化方法,能够在最大化目标方向信号增益的同时对非目标方向形成干扰。基于上述模型,推导出隐蔽性约束和隐蔽吞吐量... 详细信息

该文首次研究了基于时间调制阵列(TMA)的共孔径干扰辅助短包隐蔽通信。首先提出并设计了共口径干扰的TMA架构,提出一种优化方法,能够在最大化目标方向信号增益的同时对非目标方向形成干扰。基于上述模型,推导出隐蔽性约束和隐蔽吞吐量的闭合表达式。在此基础上,该文进一步对发送功率和数据包长进行联合优化,以最大化隐蔽吞吐量。仿真结果表明,存在一个使隐蔽吞吐量最大化的最优包长,所提方案相比基准方案实现了更好的隐蔽通信性能。

关键词：隐蔽通信时间调制阵列共口径干扰人工噪声

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华龙一号持续改进与压水堆核电技术展望

原子能科学技术 2024年第S2期58卷 362-368页

作者：邢继徐思敏袁媛李鸣谦徐国飞中国核电工程有限公司

在以人工智能技术应用等为代表的新一轮工业革命蓬勃发展的背景下，为实现“双碳”目标与新能源技术发展相互促进，国家制定了民用核能“积极、安全、有序”的发展策略。作为成熟可靠的核能技术，压水堆在今后相当长的阶段仍具有广阔发... 详细信息

在以人工智能技术应用等为代表的新一轮工业革命蓬勃发展的背景下，为实现“双碳”目标与新能源技术发展相互促进，国家制定了民用核能“积极、安全、有序”的发展策略。作为成熟可靠的核能技术，压水堆在今后相当长的阶段仍具有广阔发展前景，但也面临着诸多问题与挑战。本文通过介绍我国自主研发的第三代压水堆核电技术—华龙一号的技术特征与持续改进情况，分析了压水堆技术在安全性、经济性等方面面临的挑战，并结合人工智能技术的发展现状与在核电领域的应用实践，展望人工智能技术在压水堆技术领域的未来发展。

关键词：华龙一号压水堆技术人工智能技术展望

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车辆边缘计算中基于深度学习的任务判别卸载

电子科技大学学报 2024年第1期53卷 29-39页

作者：章坚武戚可寒章谦骅孙玲芬杭州电子科技大学信息工程学院杭州310018 杭州电子科技大学通信工程学院杭州310018 浙江大学信息与电子工程学院杭州311121 普利茅斯大学普利茅斯PL48AA

车辆边缘计算(VEC)将移动边缘计算(MEC)与车联网(IoV)技术相结合,将车载任务下沉至网络边缘,以此解决车辆终端计算能力有限问题。为了克服任务数量骤增的车载任务调度难题并提供一个低时延服务环境,首先依据所选的5大特征参数的动态关... 详细信息

车辆边缘计算(VEC)将移动边缘计算(MEC)与车联网(IoV)技术相结合,将车载任务下沉至网络边缘,以此解决车辆终端计算能力有限问题。为了克服任务数量骤增的车载任务调度难题并提供一个低时延服务环境,首先依据所选的5大特征参数的动态关联变化准则,使用改进型层次分析法(AHP)将车载任务划分为3类主要任务,基于3种卸载决策进行资源分配联合建模;随后,利用调度算法和罚函数来消除建模的约束条件,所获的代价值为之后的深度学习算法提供输入;最后,提出一种基于深度学习的分布式卸载网络算法来有效降低VEC系统的能耗与时延。仿真实验结果表明,所提卸载方案相较传统深度学习卸载方案具有更好环境适应性与稳定性,并降低了任务平均处理时延与能耗。

关键词：深度学习边缘卸载多约束优化任务类型划分车辆边缘计算