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向量角选择和指标删除的高维多目标进化算法

计算机科学与探索 2024年第2期18卷 425-438页

作者：顾清华骆家乐李学现西安建筑科技大学管理学院西安710055 西安建筑科技大学西安市智慧工业感知、计算与决策重点实验室西安710055 西安建筑科技大学资源工程学院西安710055

针对进化算法求解高维多目标优化问题平衡收敛性和多样性所面临的挑战,提出了向量角选择和指标删除的高维多目标进化算法(MOEA/AS-ID)。该算法在环境选择过程中设计了一种包含两种策略的协作机制逐一删除收敛性和多样性差的解以保留精... 详细信息

针对进化算法求解高维多目标优化问题平衡收敛性和多样性所面临的挑战,提出了向量角选择和指标删除的高维多目标进化算法(MOEA/AS-ID)。该算法在环境选择过程中设计了一种包含两种策略的协作机制逐一删除收敛性和多样性差的解以保留精英个体参与下一代的进化。前者基于向量角的选择策略用于选择一对在目标空间具有相似搜索方向的解,后者基于指标的删除策略采用同时兼顾个体收敛性和分布性的I_(SDE)^(+)指标比较被选择的这一对解,然后删除具有较小指标值的解,进而促使种群朝各个方向收敛到帕累托最优前沿,最终平衡解集的收敛性和多样性。在包含各种特征的3组标准测试系列问题DTLZ、SDTLZ、MaF上,MOEA/AS-ID与近年提出的6个涵盖了当前各种类型的高维多目标进化算法执行了广泛的对比仿真实验和数值结果分析。仿真结果和数值分析表明所提算法MOEA/AS-ID求解各种特征的高维多目标优化问题平衡收敛性和多样性的能力具有较强的竞争力。

关键词：进化算法高维多目标优化向量角选择指标删除收敛性多样性

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交错起爆下爆炸应力波的碰撞机制与破岩效果

爆炸与冲击 2024年第6期44卷 90-102页

作者：范勇郭一鸣冷振东杨广栋田斌三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 中国葛洲坝集团易普力股份有限公司重庆401121

对双孔交错起爆方式下孔间爆炸应力波的碰撞机制和破岩效果开展了研究,基于应力波正、斜碰撞理论研究了孔间爆炸应力波的相互作用机制,证明了双孔交错起爆方式下孔间应力波碰撞引起的应力增强效应;借助ANSYS/LS-DYNA有限元程序中岩石的... 详细信息

对双孔交错起爆方式下孔间爆炸应力波的碰撞机制和破岩效果开展了研究,基于应力波正、斜碰撞理论研究了孔间爆炸应力波的相互作用机制,证明了双孔交错起爆方式下孔间应力波碰撞引起的应力增强效应;借助ANSYS/LS-DYNA有限元程序中岩石的RHT模型和炸药的JWL状态方程,模拟了交错、孔底和孔口起爆方式下孔间应力波的大小和破岩效果;最后,结合现场试验对比分析了不同起爆方式下爆炸应力波的相互作用及含砾石岩体的破碎块度分布特征。结果表明:双孔交错起爆下两应力波首先在孔间正碰撞,碰撞后的压力与应力波稳定传播时的压力比为2.4;当入射角在0°~44°区间时,应力波斜碰撞,压力比由4.1降至2.3;当入射角处于44°~90°区间时,应力波发生马赫反射,压力比由3.5降至1.0。交错、孔底起爆方式下,爆破块度尺寸小于250 mm的比例分别为25.5%和20.9%,爆破块度尺寸大于750 mm的比例分别为9.2%和17.5%。双孔交错起爆引起的应力波碰撞增强效应可有效改善含砾石岩体的钻孔爆破破碎效果。

关键词：交错起爆孔底起爆孔口起爆应力波碰撞爆破破岩

计及采样扰动抑制的电压源逆变器三矢量无模型预测电流控制方法

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2408-2417,I0027页

作者：胡存刚尹政芮涛陆格野曹文平唐曦安徽大学安徽省合肥市230601 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京市海淀区100084

针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用... 详细信息

针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用3个基本矢量,并根据价值函数计算矢量作用时间,降低了输出电流纹波;其次,通过建立不同矢量作用下的电流梯度方程组,实现电流梯度数据的实时更新,消除了停滞现象;再次,分析采样扰动对MFPCC的影响,采用扩张状态观测器估计采样扰动以补偿预测电流控制,抑制其对输出电流的影响。最后,通过仿真和实验,对所提方法的有效性进行了验证。

关键词：电压源逆变器无模型预测电流控制三矢量电流梯度更新采样扰动

基于相互解耦四单极接收线圈的电动汽车无线充电系统的互操作性

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电网技术 2024年第2期48卷 650-657页

作者：张艺明沈志伟毛行奎陈凯楠赵争鸣福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福建省福州市350108 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084

近年来电动汽车发展迅速,而传统的有线充电方式不能满足自动化和便利性的要求。电动汽车无线充电技术因其便利性和安全性受到广泛的研究。无线充电系统中常见的线圈结构有单极型线圈、双极型线圈和田字形线圈,由于不同厂商的适配问题,... 详细信息

近年来电动汽车发展迅速,而传统的有线充电方式不能满足自动化和便利性的要求。电动汽车无线充电技术因其便利性和安全性受到广泛的研究。无线充电系统中常见的线圈结构有单极型线圈、双极型线圈和田字形线圈,由于不同厂商的适配问题,要兼容这些线圈则需要设计一种新型的线圈来实现互操作性。该文提出了一种新型的相互解耦的四单极接收线圈结构,能实现与不同发射线圈之间的互操作性。通过在接收线圈内部添加解耦绕组以实现4个接收线圈之间的解耦,并且通过串联二极管整流器使得发射线圈和四单极接收线圈之间的等效总互感是发射线圈和4个单极线圈之间的互感绝对值的总和。搭建了一套实验样机,验证了该方案的有效性,所提出的四单极接收线圈可以兼容单极型和双极型线圈以及田字形线圈,实现对不同接收线圈的互操作性。

关键词：互操作性无线电能传输田字形线圈单极型双极型兼容

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定向毫米波网络邻居发现协议

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 160-169页

作者：梁仕杰赵海涛张姣陈海涛魏急波王俊芳中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081 国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

针对定向毫米波网络各节点间无波束方向先验信息导致邻居发现困难的问题,提出了一种基于盲交汇算法的邻居发现协议,推导了邻居发现过程中时隙长度、波束个数与邻居发现时间之间的理论关系。进一步,为了缩短邻居发现的时间,在盲交汇算法... 详细信息

针对定向毫米波网络各节点间无波束方向先验信息导致邻居发现困难的问题,提出了一种基于盲交汇算法的邻居发现协议,推导了邻居发现过程中时隙长度、波束个数与邻居发现时间之间的理论关系。进一步,为了缩短邻居发现的时间,在盲交汇算法的邻居发现协议的基础上,提出了基于位置预测的邻居发现协议。仿真结果表明,基于盲交汇算法的邻居发现协议的最长邻居发现时间小于无协调的定向邻居发现协议,波束个数N接近2n(2n-11,n∈Z)时,平均邻居发现时间低于无协调的定向邻居发现算法。此外,基于位置预测的邻居发现协议可以有效缩短邻居发现时间。

关键词：毫米波盲交汇邻居发现 MAC协议

掺杂Li^(+)的NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)上转换发光增强及防伪应用

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 497-503页

作者：王翀任仲翾李冬冬佘江波西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室陕西西安710119

稀土发光材料由于其良好的上转换发光性能已经逐渐成为荧光防伪领域的研究热点。首先采用水热法合成了一系列不同Li^(+)掺杂浓度的NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)晶体,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、上转换发射光谱测试等表征... 详细信息

稀土发光材料由于其良好的上转换发光性能已经逐渐成为荧光防伪领域的研究热点。首先采用水热法合成了一系列不同Li^(+)掺杂浓度的NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)晶体,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、上转换发射光谱测试等表征方法,对样品的形貌、尺寸和上转换发光性能进行了分析,并选择发光强度和效果最好的晶体应用于防伪识别。实验结果表明,NaGdF_(4)∶Yb^(3+)/Eu^(3+)/Li^(+)的XRD衍射图谱与标准六方相NaGdF4的衍射峰一致,衍射峰尖锐且没有杂峰,证明合成了高纯度高结晶度的NaGdF4∶Yb^(3+)/Eu^(3+)/Li^(+)晶体。晶体的SEM图可以看出生成的样品为纯六方相,分布均匀,无团聚现象。共掺Yb^(3+)/Eu^(3+)/Li^(+)对晶体的结构、形貌、尺寸几乎没有影响。从上转换发射光谱可以看出,15 mol%Li^(+)掺杂的NaGdF4∶Yb^(3+)/Eu^(3+)晶体绿色发光强度是未掺杂Li^(+)的样品的6倍。考察了980 nm激光器的功率变化对未掺杂Li^(+)以及掺杂15 mol%Li^(+)样品的上转换发光性能的影响,发现随着激发功率从0.8 W增加到2.2 W的过程中,上转换发光强度逐渐增强。拟合后得到样品上转换过程中的所需光子数n值接近于2,为双光子发光过程。对NaGdF4∶Yb/Eu/Li进行了荧光寿命测试,5D_(1)能级的荧光寿命是未掺杂的1.4倍。最后,将形貌均匀、发光强度强的NaGdF_(4)∶0.2Yb/0.02Eu/0.15Li制成防伪油墨,通过丝网印刷技术在纸张、玻璃、塑料等材料上印刷荧光防伪图案。在980 nm激光的泵浦下,防伪图案发出明亮的绿光。在自然环境下,纸张上的防伪图案有很好的隐蔽性。图案中的“safe”字样长度为5.5 mm,字母间距为0.5 mm,在980 nm激光的泵浦下,仍然可以分辨清楚。将印制有防伪图案的塑料暴露在室外自然环境下一个月,图案没有明显改变。表明NaGdF_(4)∶0.2Yb/0.02Eu/0.15Li制成的防伪图案分辨率高,易于识别,受环境影响小,在防伪识别方面具有良好的应用前景。

关键词：上转换发光稀土掺杂荧光光谱防伪识别丝网印刷

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宽范围输入三电平半桥LLC变换器混合控制

电机与控制学报 2024年第2期28卷 120-128页

作者：胡存刚刘威朱文杰张治国李善庆安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 合肥华耀电子工业有限公司安徽合肥230088

针对传统变频(PFM)控制的LLC谐振变换器在宽电压输入条件下效率低的问题,提出一种三电平半桥LLC谐振变换器的变频-移相(PFM-PS)混合控制策略。首先,分析三电平半桥LLC谐振变换器的工作模态,建立其等效模型,获得了移相控制和变频控制下... 详细信息

针对传统变频(PFM)控制的LLC谐振变换器在宽电压输入条件下效率低的问题,提出一种三电平半桥LLC谐振变换器的变频-移相(PFM-PS)混合控制策略。首先,分析三电平半桥LLC谐振变换器的工作模态,建立其等效模型,获得了移相控制和变频控制下的电压增益曲线。其次,分析了变频控制的工作区间与软开关特性,推导得到了移相控制下实现软开关的最小占空比。通过混合控制策略,在升压时采用变频控制和在降压时采用移相控制,相较于全变频控制和全移相控制,混合控制可在较小频率变化范围内对电压进行升降压,在全增益范围内实现软开关,获得较宽的电压增益范围,提升了变换器的效率。最后,通过仿真和输入500~800 V/4.5 kW实验样机验证了所提出混合控制策略的有效性。

关键词：谐振变换器变频控制电压增益混合控制宽电压

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经济风险的前瞻性测度与收益率预测

系统工程理论与实践 2024年第7期44卷 2137-2154页

作者：黄金波尤亦玲朱逸民深圳大学经济学院深圳518060 对外经济贸易大学中国金融学院北京100029 南方科技大学商学院深圳518055

如何准确地测度风险是投资者面临的现实问题,也是金融学研究领域的重要理论问题,以往基于历史信息的风险测度往往缺少前瞻性,导致相关风险管理手段在投资实践中表现不佳.本文运用现金流复制法提取上证50ETF期权价格中的前瞻信息,测算诺... 详细信息

如何准确地测度风险是投资者面临的现实问题,也是金融学研究领域的重要理论问题,以往基于历史信息的风险测度往往缺少前瞻性,导致相关风险管理手段在投资实践中表现不佳.本文运用现金流复制法提取上证50ETF期权价格中的前瞻信息,测算诺奖得主Aumann等人提出的经济风险指标,以提高风险测度的前瞻性和准确性,并基于此对未来收益率进行预测.实证结果发现:①我国期权市场隐含股票市场未来的风险信息,从期权价格中提取的隐含经济风险指标承担与美国恐慌指数VIX类似的功能,即市场走强时风险值下降,而当市场走弱时风险值上升;②样本内检验发现隐含经济风险包含标的资产收益率的前四阶矩信息,进而可以预测标的资产未来收益率,且二者呈显著负相关关系;③样本外预测表明隐含经济风险对收益率的预测能力显著优于历史平均收益率,也优于“向后看”的经济风险指标,基于隐含经济风险构建的资产配置策略可以获得更优的投资收益.本文的研究结论具有重要的政策启示和实际价值.

关键词：经济风险前瞻信息期权价格收益率预测

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改进的局部最值分段多项式拟合算法精确校正拉曼光谱基线

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1073-1080页

作者：田超凡李剑君翁国军朱键赵军武西安交通大学生命科学与技术学院教育部生物医学信息工程重点实验室陕西西安710049

基线校正作为拉曼光谱预处理极为关键的步骤之一,对进一步拉曼光谱数据分析和实现拉曼成像等有重要意义。目前,最常用的基线校正算法基于多项式拟合,由于其采用手动或半手动的形式,因此依赖人工经验,对用户的专业性要求较高,处理过程繁... 详细信息

基线校正作为拉曼光谱预处理极为关键的步骤之一,对进一步拉曼光谱数据分析和实现拉曼成像等有重要意义。目前,最常用的基线校正算法基于多项式拟合,由于其采用手动或半手动的形式,因此依赖人工经验,对用户的专业性要求较高,处理过程繁琐,处理结果差异较大。同时,在使用过程中,多项式阶数及移动分段窗口难以选择确定,因此处理的结果常出现欠拟合或过拟合现象。针对传统多项式拟合算法的此类局限性,改进了局部最值分段多项式拟合(NPPF)算法用于精确校正拉曼光谱基线。首先采用了改进的基于分段的局部最值算法,选取光谱中最宽峰底部轮廓的近似横向宽度作为背景点窗口宽度,依次选取窗口内的最小两个值作为需要拟合的背景基线点,避免直接比较或者人工选取导致的背景点选取困难,实现更准确地选取每个背景轮廓基线点。然后通过每个窗口三次拟合迭代覆盖的方式,得到三个拟合曲线函数,选取窗口内每个点对应三个曲线函数值,分别计算与前一拟合值的差值绝对值,取绝对值最小的曲线函数值作为此点拟合曲线值,从而较好地避免了传统分段多项式拟合(PPF)算法中的欠拟合和过拟合现象,同时也确定了拟合过程中的阶数和分段窗口。模拟了两种不同背景类型的拉曼光谱,将NPPF与PPF算法分别对两种模拟光谱进行处理比较,发现NPPF处理结果均方根误差(RMSE)小,证实NPPF较于PPF的优越性。最后,对实际样品(烯啶虫胺、罗丹明6G)的拉曼光谱进行了NPPF和PPF对比处理,发现NPPF的拟合基线较为准确,证实该算法NPPF在拉曼光谱基线校正预处理中具有广泛的实际应用价值和前景。

关键词：拉曼光谱多项式拟合基线校正局部最值