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带有虚拟领导的多智能体系统的渐近集群与避障

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应用数学 2024年第2期37卷 411-422页

作者：刘泽刘易成国防科技大学数学系湖南长沙410073

本文主要研究多智能体系统的避障和集群问题.许多研究只关注内部免碰撞,没有考虑外部避障.然而,现实中障碍物是不可忽视的,研究避障问题更有意义.我们通过引入奇异通信权重,适当的协议和虚拟领导者来解决这些问题.利用分析的方法,我们... 详细信息

本文主要研究多智能体系统的避障和集群问题.许多研究只关注内部免碰撞,没有考虑外部避障.然而,现实中障碍物是不可忽视的,研究避障问题更有意义.我们通过引入奇异通信权重,适当的协议和虚拟领导者来解决这些问题.利用分析的方法,我们得到一类广义多智能体系统实现避障的充分条件.此外,我们得到奇异权重指数的精确估计.进一步,我们证明了在初始位置,速度和参数符合合适条件时,系统可以实现集群.最后,我们利用数值模拟验证了定理的正确性.

关键词：避障集群奇异通信权重虚拟领导

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双级PIN限幅器的微波脉冲响应机理及规律

物理学报 2024年第6期73卷 349-359页

作者：高铭萱张洋张军国防科技大学前沿交叉学科学院长沙410073 国防科技大学理学院长沙410073

基于双级限幅器中两个PIN二极管的多物理场仿真模型与限幅器中其他电路元器件的SPICE模型,搭建了Si基双级PIN限幅器的场路协同仿真模型,利用这一模型对微波脉冲作用下限幅器中两级PIN二极管的温度响应特性进行了仿真.在此基础上对限幅... 详细信息

基于双级限幅器中两个PIN二极管的多物理场仿真模型与限幅器中其他电路元器件的SPICE模型,搭建了Si基双级PIN限幅器的场路协同仿真模型,利用这一模型对微波脉冲作用下限幅器中两级PIN二极管的温度响应特性进行了仿真.在此基础上对限幅器在不同频率、幅值微波脉冲信号作用下内部发生熔化现象所需的时间与能量进行了仿真,并对这一过程进行了机理分析与响应特性规律总结.仿真结果表明,当限幅器中第一级PIN二极管内部最高温度已达到材料熔点时,第二级PIN二极管的温度变化幅度较小.限幅器内部发生熔化现象所消耗的时间与能量随信号幅值、频率的变化呈现出规律性关系,发生熔化现象所需的时间随信号幅值或频率的提升而减小;发生熔化现象所需的能量随频率的提升而降低,随幅值的变化存在极大值点;限幅器的响应特性对信号参数表现出了不同的敏感性.

关键词：双级PIN限幅器微波脉冲场路协同仿真热效应

电磁感应透明条件下里德伯原子系统的亚稳动力学

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物理学报 2024年第10期73卷 175-183页

作者：夏刚张亚鹏汤婧雯李春燕吴春旺张杰周艳丽国防科技大学理学院长沙410073

开放量子系统是新兴量子科技不可或缺的量子平台,也是量子物理中非常重要的研究领域,其中丰富的动力学现象引起了人们广泛的关注.例如,某些情况下系统在弛豫至稳态之前一般会经历漫长的动力学过程,即亚稳动力学过程.完整描述这种复杂而... 详细信息

开放量子系统是新兴量子科技不可或缺的量子平台,也是量子物理中非常重要的研究领域,其中丰富的动力学现象引起了人们广泛的关注.例如,某些情况下系统在弛豫至稳态之前一般会经历漫长的动力学过程,即亚稳动力学过程.完整描述这种复杂而又缓慢的动力学过程往往非常困难.针对该问题,本文研究了如何在刘维尔的慢变本征模式子空间中对亚稳动力学过程进行低维度的近似描述,从而简化计算难度.然后,针对电磁感应透明条件下的里德伯原子系统,研究了其亚稳动力学过程的有效描述,并讨论了该有效描述和真实动力学之间的误差.本文的研究为建立开放多体系统动力学过程的有效简化描述提供了一种可行的思路和方法.

关键词：亚稳动力学弛豫电磁感应透明刘维尔超算子

带重力源项Euler方程的保平衡型加权紧致有限差分格式

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计算数学 2024年

作者：唐玲艳刘涛王志远 NUDT国防科技大学理学院数学系

针对广义坐标系上带重力源项的Euler方程,提出一种基于加权紧致非线性差分方法的高阶保平衡型有限差分格式。基本思想是,利用稳态解信息对重力源项进行重构,使之在平衡状态下与流通量中的压力梯度形成对应关系;采用具有尺度不变性的非... 详细信息

针对广义坐标系上带重力源项的Euler方程,提出一种基于加权紧致非线性差分方法的高阶保平衡型有限差分格式。基本思想是,利用稳态解信息对重力源项进行重构,使之在平衡状态下与流通量中的压力梯度形成对应关系;采用具有尺度不变性的非线性插值计算半节点处的守恒量,确保平衡状态下守恒量的重构值与稳态解的重构值精确相等;采用相同的中心差分格式计算通量导数和网格导数,保证数值格式在曲网格上满足几何守恒律.理论推导和数值试验证明了格式的保平衡性、保几何守恒律性,以及在曲网格能够获得高阶精度和对稳态解附近的小扰动实现精细捕捉.

关键词： Euler方程保平衡加权非线性紧致格式重力场

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存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 198-203页

作者：刘必慰熊琪杨茗宋雨露国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 国防科技大学理学院湖南长沙410073 国防科技大学军政基础教育学院湖南长沙410073

为了提高片上缓存的速度、降低面积和功耗,提出了一种存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法。该方法基于存储体在芯片上的不同空间位置预估该存储体的时序余量,分别采用拆分/合并、尺寸调整、阈值替换和长宽比变形等多种配置参数穷... 详细信息

为了提高片上缓存的速度、降低面积和功耗,提出了一种存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法。该方法基于存储体在芯片上的不同空间位置预估该存储体的时序余量,分别采用拆分/合并、尺寸调整、阈值替换和长宽比变形等多种配置参数穷举组合进行存储体编译,根据时序余量选择最优的静态随机存取存储器存储体编译配置。将该方法与现有的物理设计步骤集成为一个完整的设计流程。实验结果表明,该方法能够降低约9.9%的功耗,同时缩短7.5%的关键路径延时。

关键词：片上缓存静态随机存取存储器协同设计低功耗

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基于强化学习与种群博弈的近距空战决策

航空学报 2024年第12期45卷 169-184页

作者：王宝来高显忠谢涛侯中喜国防科技大学计算机学院长沙410073 国防科技大学空天科学学院长沙410073

随着人工智能与无人机(UAV)技术的发展,近距空战智能决策得到了世界各国的广泛关注。针对传统强化学习在解决近距空战智能决策问题时存在过拟合与策略循环等问题,提出了一种基于种群博弈的空战智能决策模型训练范式。通过构建由多个无... 详细信息

随着人工智能与无人机(UAV)技术的发展,近距空战智能决策得到了世界各国的广泛关注。针对传统强化学习在解决近距空战智能决策问题时存在过拟合与策略循环等问题,提出了一种基于种群博弈的空战智能决策模型训练范式。通过构建由多个无人机智能体组成的种群,并为每个智能体赋予不同奖励权重系数,实现了无人机智能体多样化的风险偏好。种群中不同风险偏好的智能体模型相互进行对抗训练,能够有效避免过拟合和策略循环问题。在训练过程中,每个无人机智能体根据与不同对手策略的对抗结果自适应地优化奖励权重系数。在数值仿真实验中,种群博弈训练中的智能体5与智能体3分别以88%和85%的胜率击败了专家系统对抗训练和自博弈训练得到的智能决策模型,算法性能得到有效验证。此外,通过进一步实验表明了种群博弈训练范式中权重系数动态调整的必要性,并在异构机型上验证了所提训练范式的通用性。

关键词：近距空战智能决策强化学习种群博弈 SAC算法

面向高速PAM4有线收发机的自适应和低复杂度最大似然序列检测器

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 452-463页

作者：许超龙赖明澈吕方旭王强齐星云罗章李世杰张庚国防科技大学计算机学院长沙410000

高速串行收发机是中央处理器、网卡和交换机等高性能芯片的关键部件.判决反馈均衡器(decision feedback equalization,DFE)是高速串行收发机的主要判决电路.针对传统DFE在高码间干扰(intersymbol interference,ISI)信道下的高误码率制... 详细信息

高速串行收发机是中央处理器、网卡和交换机等高性能芯片的关键部件.判决反馈均衡器(decision feedback equalization,DFE)是高速串行收发机的主要判决电路.针对传统DFE在高码间干扰(intersymbol interference,ISI)信道下的高误码率制约串行收发机速率提升的问题,提出一种面向4电平调制(4 pulse amplitude modulation,PAM4)串行收发机的自适应、低复杂度的减状态序列检测器(adaptive reduced-state sequence detector,ARSSD).ARSSD基于最大似然序列检测结构降低检测误码率;结合Viterbi算法和分区算法降低运算复杂度;采用基于迫零算法的ISI参数获取方式实现检测器参数的自适应更新.所提结构最终完成了行为仿真、电路设计以及系统验证.基于模拟前端芯片和现场可编程门阵列电路的实验结果表明,与传统DFE相比,当12~64 Gbps PAM4信号经过−8~−18 dB@16 GHz衰减信道时,32×4路并行ARSSD检测误码率降低2个数量级,与行为仿真结果一致.

关键词： 4电平调制串化器/解串器最大似然序列检测 Viterbi算法迫零算法现场可编程门阵列

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空间碎片主动移除任务规划研究综述

控制与决策 2024年第2期39卷 371-380页

作者：许英杰刘晓路贺仁杰左亚辉宋彦杰国防科技大学系统工程学院长沙410073

人类太空探索活动产生的空间碎片已成为太空空间中的主要污染物,并成为人类航天事业发展的重大障碍和威胁,因此,空间碎片主动移除问题引起了国际社会的广泛关注.对此,以空间碎片主动移除任务规划为主题,在对国内外相关文献进行系统分析... 详细信息

人类太空探索活动产生的空间碎片已成为太空空间中的主要污染物,并成为人类航天事业发展的重大障碍和威胁,因此,空间碎片主动移除问题引起了国际社会的广泛关注.对此,以空间碎片主动移除任务规划为主题,在对国内外相关文献进行系统分析的基础上,简要介绍空间碎片主动移除的发展现状;具体描述低地球轨道和地球同步轨道空间碎片主动移除任务规划问题;从目标筛选与分组、访问序列规划和转移轨迹规划3个层次介绍该问题的模型构建技术;按照显性枚举方法、隐形枚举方法和元启发式方法将空间碎片主动移除任务规划方法分类,对当前研究成果进行总结并指出存在的问题;最后,对未来空间碎片主动移除任务规划问题的研究方向进行展望.

关键词：空间碎片服务航天器主动移除任务规划建模技术规划方法

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针对视频分类模型的共轭梯度攻击

工程科学学报 2024年第9期46卷 1630-1637页

作者：戴扬冯旸赫黄金才国防科技大学系统工程学院长沙410073

基于深度神经网络的视频分类模型目前应用广泛,然而最近的研究表明,深度神经网络极易受到对抗样本的欺骗.这类对抗样本含有对人类来说难以察觉的噪声,而其存在对深度神经网络的安全性构成严重威胁.尽管目前已经针对图像的对抗样本产生... 详细信息

基于深度神经网络的视频分类模型目前应用广泛,然而最近的研究表明,深度神经网络极易受到对抗样本的欺骗.这类对抗样本含有对人类来说难以察觉的噪声,而其存在对深度神经网络的安全性构成严重威胁.尽管目前已经针对图像的对抗样本产生了相当多的研究,针对视频的对抗攻击仍存在复杂性.通常的对抗攻击采用快速梯度符号方法(FGSM),然而该方法生成的对抗样本攻击成功率低,以及易被察觉,隐蔽性不足.为解决这两个问题,本文受非线性共轭梯度下降法(FR–CG)启发,提出一种针对视频模型的非线性共轭梯度攻击方法.该方法通过松弛约束条件,令搜索步长满足强Wolfe条件,保证了每次迭代的搜索方向与目标函数损失值上升的方向一致.针对UCF-101的实验结果表明,在扰动上界设置为3/255时,本文攻击方法具有91%的攻击成功率.同时本文方法在各个扰动上界下的攻击成功率均比FGSM方法高,且具有更强的隐蔽性,在攻击成功率与运行时间之间实现了良好的平衡.

关键词：对抗样本深度学习安全性视频攻击白盒攻击共轭梯度算法