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D2D辅助移动边缘计算下多用户计算卸载方法研究

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D2D辅助移动边缘计算下多用户计算卸载方法研究

作者：王晗吉林大学

学位级别：硕士

随着计算机技术飞速发展,人工智能正深刻改变人类生活方式。如人脸识别、交互式游戏等人工智能应用程序已融入到社会方方面面。但这类移动应用程序需要密集计算资源与高能耗,因此资源密集的应用程序与有限资源的移动设备的关系对移动平... 详细信息

随着计算机技术飞速发展,人工智能正深刻改变人类生活方式。如人脸识别、交互式游戏等人工智能应用程序已融入到社会方方面面。但这类移动应用程序需要密集计算资源与高能耗,因此资源密集的应用程序与有限资源的移动设备的关系对移动平台开发造成了重大的挑战。移动边缘计算模式为资源匮乏的移动设备提供了机会,已被设想为有前途的分布式计算模式。将任务计算卸载到远程公共云,如亚马逊、Azure、阿里云等其他云服务厂商。然而,云计算明显缺点是数据交换的长延迟,对于许多实时或延迟敏感应用不可接受;为克服对时间延迟的敏感,移动用户可将任务卸载到附近边缘服务器,最大限度减少用户能量消耗与网络延迟;同时,很多计算卸载方案并没有考虑边缘潜在计算资源,如通过D2D(Device-to-Device)通信技术,将任务卸载到网络中存在的空闲设备以充分利用其计算资源;无线接入功率是影响计算卸载性能关键因素,多个移动设备用户选择相同无线信道进行任务卸载到边缘服务,彼此造成干扰,降低计算卸载数据传输速率。本文围绕多用户计算卸载问题进行深入研究,具体内容为:首先,本文提出一种无线信道竞争环境下D2D辅助移动边缘计算卸载系统。该系统旨在为应用程序用户提供高质量服务。系统充分利用计算资源,包括本地设备、云服务器、边缘服务器、D2D技术连接空闲设备,并且系统考虑任务传输过程中多信道无线竞争环境。其次,本文提出基于势博弈理论的分布式计算卸载方法,在能量与延迟方面最小化系统总成本,同时结果满足全部用户。首先证明该多用户计算卸载问题是NP困难的,衡量用户参与意愿并将问题构建为资源竞争博弈模型,证明该博弈为势博弈且存在纳什均衡。基于势博弈理论设计一种去中心化的分布式计算卸载方法,并分析分布式卸载方法收敛时间上限与Po A(Price of Anarchy)。最后,设计多用户更新策略方法加速分布式计算卸载方法达到纳什均衡。之后,本文设计基于斯塔克伯格博弈理论的激励机制。D2D技术连接空闲设备卸载方案中,空闲用户可能存在自私行为,不愿无偿执行计算任务,需激发空闲设备贡献资源的积极性。首先将D2D卸载过程表述为任务用户价格策略与空闲设备计算资源分配策略相结合的价格资源决策问题,且建模为博弈过程。然后,基于斯塔克伯格博弈理论设计激励方法,证明方法存在唯一斯塔克伯格均衡。进而允许任务用户将任务卸载到空闲设备时,双方在博弈过程中做出最优决策,从而实现双方效用最大化。任务用户作为领导者可计算出任务卸载到某空闲设备时计算卸载成本。最后,本文采用Melbourne、上海、Darmstadt三个真实边缘网络数据集,实验验证本文分布式多用户计算卸载方法的收敛性和收敛速度,同时基于各指标对系统总成本的影响评估不同计算卸载方法性能。最后,验证本文激励方法性能。实验结果表明,本文提出的分布式计算卸载算法与激励方法可有效解决多用户计算卸载问题。

关键词：计算卸载设备到设备通信激励机制势博弈斯塔克伯格博弈

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仿足弓准零刚度隔振器特性分析与实验

振动．测试与诊断 2024年第1期44卷 129-134,202页

作者：邓宏光陈新度王晗张帆广东工业大学机电工程学院广州510006 广州大学机械与电气工程学院广州510006

为满足光学精密仪器更高的精度及动态特性要求,解决其安装空间逼仄与宽频域隔振的矛盾,提出了一种由屈曲梁与黏弹性材料并联构成的仿生准零刚度隔振装置,并建立了该仿生隔振装置的非线性动力学模型,结合谐波平衡法对其振动传递特性进行... 详细信息

为满足光学精密仪器更高的精度及动态特性要求,解决其安装空间逼仄与宽频域隔振的矛盾,提出了一种由屈曲梁与黏弹性材料并联构成的仿生准零刚度隔振装置,并建立了该仿生隔振装置的非线性动力学模型,结合谐波平衡法对其振动传递特性进行了分析。仿真与实验结果表明:当频率比大于15时,振动幅值传递率小于0.2,系统共振区振动幅值传递率低于0.75,隔振效果良好。该结论验证了仿足弓准零刚度隔振器的有效性,为光学精密仪器复杂隔振系统设计提供了参考。

关键词：足弓仿生隔振准零刚度

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 9-19页

作者：杨明扬王晗蔡旭张建文上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统可以省去海上升压站及海上换流站,对于中远距离、中等规模海上风电具有突出经济优势。针对其特有的输电电流纹波问题,建立了多机动态移相参考坐标系(DPSRF)并提出按DPSRF坐标系d... 详细信息

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统可以省去海上升压站及海上换流站,对于中远距离、中等规模海上风电具有突出经济优势。针对其特有的输电电流纹波问题,建立了多机动态移相参考坐标系(DPSRF)并提出按DPSRF坐标系d轴定向的电压矢量控制,实现多台机组的分散式二极管整流器整流电流矢量和输出电流纹波的交错分布,有效降低直流输电电流和电压纹波。计及纹波交错算法中动态移相角影响,建立风电机组网侧变换器小信号状态空间模型,基于特征根分析辨识系统弱阻尼环节,并针对性地提出镇定控制策略。发挥该系统有望免除直流断路器的优势,制定了基于扰动注入的故障定位策略,配合继电保护逻辑和机组动作时序实现无通信依赖的直流内网多故障位置故障定位与隔离。最后,PSCAD仿真和基于RT-LAB的硬件在环实验验证了所提控制保护策略的有效性。

关键词：海上风电直流汇集直流输电控制与保护

面向深度神经网络后门攻击的检测与防御技术研究

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面向深度神经网络后门攻击的检测与防御技术研究

作者：王晗旭中国人民公安大学

学位级别：硕士

异源图像融合的夜视抗晕光及多目标联合检测方法

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异源图像融合的夜视抗晕光及多目标联合检测方法

作者：王晗蕾西安工业大学

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夜间驾驶时对向车辆开启远光灯产生晕光,极易导致驾驶员眩目进而引发交通事故。为保障夜间晕光场景下的驾驶安全,现有异源图像融合抗晕光算法利用可见光、红外图像的互补性,有效消除了晕光且保留了色彩、纹理信息;多目标检测算法通过多... 详细信息

夜间驾驶时对向车辆开启远光灯产生晕光,极易导致驾驶员眩目进而引发交通事故。为保障夜间晕光场景下的驾驶安全,现有异源图像融合抗晕光算法利用可见光、红外图像的互补性,有效消除了晕光且保留了色彩、纹理信息;多目标检测算法通过多模态融合、特征重用等方式,大幅提升了夜间晕光场景的目标检出率。但现有算法仍存在以下问题:1)异源图像融合算法在有效消除高亮度晕光的同时,将高亮度有用信息误消除,造成了新的交通隐患;2)多目标检测算法未考虑场景中各目标对行车安全的影响程度,同时检出较多无风险及低风险目标反而干扰驾驶视线。为此,本文提出了异源图像融合的夜视抗晕光及多目标联合检测方法,主要研究内容如下:1)提出基于异源语义分割的高亮度信息识别算法。利用自适应阈值迭代提取高亮度信息输入DS(Different Source)-UNet语义分割模型,通过图像编码及CBAM(Convolutional Block Attention Module)机制提取并联结高亮度特征的关键点信息,分割可见光高亮度晕光和高亮度有用信息,以及红外高亮度有用信息;通过叠加可见光和红外的高亮度有用信息的掩膜进行互补,以防止漏识别;拟合叠加掩膜各连通域中心生成滑动基线,依据重叠像素变化率定位叠加掩膜边界,以剔除边界外的误识别区域。2)提出异源图像多区域融合的夜视抗晕光方法。在高亮度晕光区,依据可见光晕光程度非线性调节红外低频系数权值,以合理消除晕光;在高亮度有用信息区,将可见光-红外图像对应的高亮度有用像素相互映射,提升其保留度;在低照度区,利用夜间晕光图像的稀疏性,采用稀疏表示融合低照度信息,以提高暗处区域的视觉效果。3)提出一种基于模糊风险决策机制的多目标联合检测算法。针对抗晕光图像序列,通过RT(Risk target)-Yolov5检测端实时捕捉场景目标;依照检出目标与本车距离筛选潜在风险目标,再进行Deep SORT跟踪,以提高算法的运行效率;建立运动交汇预测模型计算各潜在风险目标的相对运动信息,并预测交汇时刻;采用模糊系统量化潜在风险目标的危险程度,仅定位风险目标并输出风险等级。实验结果表明,在不同夜视晕光场景下,本文方法均能合理地消除高亮度晕光并保留高亮度有用信息,获得的融合图像更符合人眼视觉效果,应用于驾驶安全风险目标检测,对风险目标定位准确,对风险程度的判断合理,能够有效保障夜间晕光场景的驾驶安全,提升车辆的主动安全性能,也能提升辅助驾驶、无人驾驶车辆在特殊场景下的环境感知能力。

关键词：夜视抗晕光多目标联合检测异源图像融合语义分割模糊风险决策

一种带有自校准技术的高精度SAR ADC的研究与设计

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一种带有自校准技术的高精度SAR ADC的研究与设计

作者：王晗峰电子科技大学

学位级别：硕士

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发展心理学在学龄儿童钢琴教学中的应用探析

发展心理学在学龄儿童钢琴教学中的应用探析

作者：王晗钰西安音乐学院

学位级别：硕士

上海市生鲜农产品冷链物流效率评价及影响因素研究

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上海市生鲜农产品冷链物流效率评价及影响因素研究

作者：王晗晟中北大学

学位级别：硕士

基于功率-温度自适应控制的多堆质子交换膜电解制氢系统效率优化

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2236-2248页

作者：韩鹏飞徐潇源王晗严正电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海200240

随着可再生能源发电及电解制氢技术的发展,基于质子交换膜(PEM)技术的可再生能源制氢将成为氢能供应的主要手段之一。新能源发电具有随机性和波动性,现有多堆PEM电解制氢系统功率分配策略难以在功率波动场景下保证系统高效运行。对此,... 详细信息

随着可再生能源发电及电解制氢技术的发展,基于质子交换膜(PEM)技术的可再生能源制氢将成为氢能供应的主要手段之一。新能源发电具有随机性和波动性,现有多堆PEM电解制氢系统功率分配策略难以在功率波动场景下保证系统高效运行。对此,该文首先建立了包含主要能耗环节的制氢系统整体效率模型,探究了制氢效率与电流密度、温度的特性关系。然后,根据该效率特性提出了基于功率-温度自适应控制的多堆PEM电解制氢系统效率优化策略,包含离线优化与在线控制两部分:离线优化部分根据制氢系统效率模型预先制定不同电解总功率下的电解槽功率及温度设定方案;在线控制部分根据离线优化方案、制氢功率进行电解槽功率和温度调节。最后,采用实际风电功率进行算例分析,结果表明,相比于传统的功率平均分配策略和链式分配策略,该文提出的效率优化策略将产氢量分别提高了6.4%和5.7%。

关键词：质子交换膜电解槽电解制氢新能源发电效率优化自适应控制