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智能反射面辅助的抗干扰安全通信系统鲁棒资源分配算法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 875-885页

作者：席兵冯彦博邓炳光张治中重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

为了解决恶意干扰攻击、窃听和不完美信道状态信息造成的通信质量降低和安全性差等问题,该文提出一种智能反射面(IRS)辅助的抗干扰安全通信系统鲁棒资源分配算法。首先,基于合法用户的最小安全速率约束、最大发射功率约束和IRS相移约束... 详细信息

为了解决恶意干扰攻击、窃听和不完美信道状态信息造成的通信质量降低和安全性差等问题,该文提出一种智能反射面(IRS)辅助的抗干扰安全通信系统鲁棒资源分配算法。首先,基于合法用户的最小安全速率约束、最大发射功率约束和IRS相移约束,在非法节点不完美信道状态信息、干扰器波束成形向量未知的情况下,构建了一个联合优化基站的波束成形向量、人工噪声的协方差矩阵和IRS的相移矩阵的鲁棒资源分配问题。其次,为了求解该非凸问题,利用交替优化、Cauchy-Schwarz不等式、连续凸逼近和泰勒级数展开等方法,将原问题转化为易于求解的凸优化问题。仿真结果表明,与传统算法相比所提算法能有效提高系统安全性、降低功率开销、提高抗干扰裕度,且在一定信道误差范围内能够减低约35%的保密中断概率,具有较强的鲁棒性。

关键词：物理层安全智能反射面抗干扰鲁棒性人工噪声

考虑双重不确定性的机械产品元动作可靠性分配方法

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中国机械工程 2024年第5期35卷 802-810页

作者：张威谢俊杜彦斌冉琰张根保重庆工商大学智能装备绿色设计与制造重庆市重点实验室重庆400067 恒达富士电梯有限公司湖州313009 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆文理学院智能制造学院重庆402160

针对元动作可靠性分配中专家评价的不确定性问题,提出了一种同时考虑认知不确定性和随机不确定性的可靠性分配方法。利用功能运动动作(FMA)的层次方法将机械产品进行合理分解,得到产品的基本运动形式(元动作);将专家进行分组并以概率语... 详细信息

针对元动作可靠性分配中专家评价的不确定性问题,提出了一种同时考虑认知不确定性和随机不确定性的可靠性分配方法。利用功能运动动作(FMA)的层次方法将机械产品进行合理分解,得到产品的基本运动形式(元动作);将专家进行分组并以概率语言术语集(PLTS)进行评价,以降低专家评价的随机不确定性;将各组专家综合评价结果作为证据进行推理,根据证据融合理论综合所有专家信息,并减小专家的认知不确定性影响;计算各元动作权重值,进而将产品可靠性指标分配给元动作。通过应用实例,验证了所提方法的有效性和实用性。

关键词：机械产品认知不确定性随机不确定性可靠性分配元动作

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基于最小作用量原理的多孔结构性能映射关系

机械工程学报 2024年

作者：马翔宇郑讯佳何造重庆大学金属增材制造重庆市重点实验室重庆文理学院智能制造工程学院重庆大学机械运载与工程学院

为拓展现有拓扑构型下多孔结构的优化设计方法，受物理学中最小作用量原理(The principle of least action, PLA)的启发，提出了一种基于PLA的多孔结构映射关系。结合体心立方(Body-centered cubic, BCC)多孔结构结点优化曲率存在的极... 详细信息

为拓展现有拓扑构型下多孔结构的优化设计方法，受物理学中最小作用量原理(The principle of least action, PLA)的启发，提出了一种基于PLA的多孔结构映射关系。结合体心立方(Body-centered cubic, BCC)多孔结构结点优化曲率存在的极值现象与自然界多数极值现象常采用PLA进行揭示的特点，通过多孔结构的力学模型和影响因素，建立了基于PLA多孔结构力学性能的映射关系。为验证该映射关系的有效性与合理性，构建了系列不同优化半径的BCC多孔结构，并采用仿真分析与实验相结合的手段探讨了结构的曲率演变趋势与力学性能。研究结果表明，不同优化半径下BCC多孔结构的平均曲率演化特点符合极值现象，且该极值现象对应的等效弹性模量、屈服强度分别有效提升26.29%、9.53%;SLM制造多孔结构样件的实验表明，极值曲率对应多孔结构的等效弹性模量和峰值强度比优化前分别高出18.81%、20.14%，验证了基于PLA原理多孔结构映射关系的有效性与合理性。该成果为多孔结构的设计及其多功能应用提供了新的优化思路，并为自然演化的优化方法在多孔结构中的进一步创新研究提供了理论基础与依据。

关键词：多孔结构最小作用量原理映射关系表面曲率力学性能

基于激光雷达与IMU融合的农业机器人定位方法

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智慧农业（中英文） 2024年第3期6卷 94-106页

作者：刘洋冀杰潘登赵立军李明生西南大学工程技术学院重庆400715 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122 重庆文理学院智能制造工程学院重庆402160

[目的/意义]精准可靠的定位技术是智能农业机器人开展自主导航作业的重要前提,而常用的全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)定位方法在农业环境中容易受到树木遮挡、电磁干扰等因素影响,因而,提出一种基于三维... 详细信息

[目的/意义]精准可靠的定位技术是智能农业机器人开展自主导航作业的重要前提,而常用的全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)定位方法在农业环境中容易受到树木遮挡、电磁干扰等因素影响,因而,提出一种基于三维激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)与惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)信息融合的农业机器人定位方法。[方法]首先,利用基于角度的聚类方法对激光雷达点云数据进行信息处理,并与三维正态分布变换(3D Normal Distribution Transform,3D-NDT)定位算法相结合,在先验点云地图信息基础上实现基于激光雷达的实时定位;其次,为了克服单传感器定位方法的局限性,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法对激光雷达定位信息与IMU里程计信息进行融合,进一步提升农业机器人的定位精度。最后,分别在机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)的Gazebo仿真环境中,以及真实作业场景中进行实验,验证提出的定位算法的有效性。[结果和讨论]融合定位方法在仿真环境中的纵向和横向平均定位误差分别为1.7和1.8 cm,而在实验中的纵向和横向平均定位误差分别为3.3和3.3 cm,均小于传统3D-NDT定位算法的定位误差。[结论]提出的融合定位方法能够满足农业机器人在弱GNSS环境下自主作业的定位要求,为农业机器人提供了一种新的定位方法。

关键词：农业机器人激光雷达定位点云匹配扩展卡尔曼滤波传感器融合

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电子信息类专业课程思政考核评价体系的探究

中文科技期刊数据库（文摘版）教育 2024年第5期 0113-0116页

作者：杨守良包宋建欧汉文重庆文理学院电子信息与电气工程学院重庆402160

以培育思想品德高尚、学科基础知识坚实、熟悉专业标准、工作实践能力强、富有创新能力、创业意识、竞争力高的电子信息类人才为宗旨,以电子信息类专业课程思政工作为平台,聚焦课程思政知识的教学质量考核,课程思政教学质量考核信息来... 详细信息

以培育思想品德高尚、学科基础知识坚实、熟悉专业标准、工作实践能力强、富有创新能力、创业意识、竞争力高的电子信息类人才为宗旨,以电子信息类专业课程思政工作为平台,聚焦课程思政知识的教学质量考核,课程思政教学质量考核信息来源通过线下信息与云端系统的大数据分析相结合,提高课程思政知识教学质量考核信息的全面性、及时性、准确性,尝试设计建立基于OBE模式的课程思政教学考核系统,通过课程试点,为其他专业课程思政工作教学考核系统的建立提供参照与借鉴。

关键词：思想品德课程思政 OBE理念教学质量评估

二层多目标随机规划逼近弱有效解集的上半收敛性

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纺织高校基础科学学报 2024年第3期37卷 118-124页

作者：周婉娜霍永亮西安翻译学院信息工程学院西安710105 重庆文理学院数学与大数据学院重庆402160

为研究二层多目标随机规划逼近问题的弱有效解与精确的弱有效解之间的逼近收敛性,针对上、下层都带有约束条件的一类多目标二层随机规划的逼近问题,构建了二层多目标随机规划逼近问题的弱有效解集的上半收敛性理论框架。即在假设下层反... 详细信息

为研究二层多目标随机规划逼近问题的弱有效解与精确的弱有效解之间的逼近收敛性,针对上、下层都带有约束条件的一类多目标二层随机规划的逼近问题,构建了二层多目标随机规划逼近问题的弱有效解集的上半收敛性理论框架。即在假设下层反馈到上层的最优解集函数为凸函数的前提下,借助严格凸函数的性质,利用多目标随机规划的弱有效解可以表示成相应的单目标随机规划最优解集交集的结构特征,建立了二层多目标随机规划逼近弱有效解集的上半收敛性,提供了逼近方法求解二层多目标随机规划弱有效解集可以近似替代精确的弱有效解集的理论依据。

关键词：单目标随机规划多目标随机规划弱有效解集严格凸函数

割草机器人自适应时域MPC路径跟踪控制方法

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智慧农业（中英文） 2024年第3期6卷 82-93页

作者：贺庆冀杰冯伟赵立军张博涵西南大学工程技术学院重庆400715 重庆市农业科学研究院农业机械研究所重庆401329 重庆文理学院智能制造工程学院重庆402160

[目的/意义]传统路径跟踪模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)大多采用固定时域,较少考虑道路弯曲和曲率变化的影响,使得机器人在曲线路径作业过程中的跟踪效果和适应性都较差。因此,设计了一种自适应时域MPC控制器并使其满足... 详细信息

[目的/意义]传统路径跟踪模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)大多采用固定时域,较少考虑道路弯曲和曲率变化的影响,使得机器人在曲线路径作业过程中的跟踪效果和适应性都较差。因此,设计了一种自适应时域MPC控制器并使其满足自主割草等复杂作业要求。[方法]首先,根据割草机器人的速度确定前方参考路径的预瞄区域,并计算预瞄区域内的参考路径曲度因子和曲度变化因子,分别用于描述曲率和曲率变化大小。然后,将二者作为模糊控制器的输入信息,用于自适应调节MPC的预测时域,同时,根据预测时域及曲度变化因子调整控制时域,以增强控制器对路径弯曲变化的适应性并降低计算资源。此外,设计一种MPC事件触发执行机制,进一步提升MPC的实时性。[结果和讨论]与固定时域的MPC进行对比试验,自适应时域MPC控制器的最大横向误差绝对值和最大航向误差绝对值分别控制在11 cm和0.13 rad以内,其平均求解时间比最大时域MPC减少10.9 ms。[结论]自适应时域MPC不仅能够保证割草机器人对曲线路径的跟踪精度,同时降低了MPC求解计算量并提高了控制实时性,解决了固定时域MPC的控制精度与计算量之间的矛盾。

关键词：割草机器人模型预测控制路径跟踪模糊控制事件触发执行机制

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基于改进鲸鱼优化算法的丘陵山区田块全覆作业路径规划

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农业工程学报 2024年第17期40卷 61-70页

作者：李胜伶李金广赵立军冀杰任玥西南大学工程技术学院重庆400715 智能农业动力装备全国重点实验室洛阳471039 重庆文理学院智能制造工程学院重庆402160

为了解决丘陵山区单田块作业全覆盖路径规划以及多田块作业最优遍历顺序求解的问题,提升丘陵山区农业机械的作业质量和能耗效率,该研究设计了一种基于改进鲸鱼优化算法的路径规划方法。首先利用电子地图获取作业区域的数字高程模型(digi... 详细信息

为了解决丘陵山区单田块作业全覆盖路径规划以及多田块作业最优遍历顺序求解的问题,提升丘陵山区农业机械的作业质量和能耗效率,该研究设计了一种基于改进鲸鱼优化算法的路径规划方法。首先利用电子地图获取作业区域的数字高程模型(digital elevation model,DEM)并提取作业区域经纬度信息,基于提取数据构建和绘制田块模型。然后,在单田块全覆盖路径规划中引入能耗模型用于寻找最佳作业方向角,以实现单田块作业能耗最优的全覆盖路径规划。最后,针对鲸鱼优化算法容易陷入局部最优和早熟的问题,利用Tent映射进行种群初始化,同时引入非线性收敛因子a*和路径长度最优为目标进行作业路径规划仿真试验。仿真结果表明,按照能耗最优规划路径完成田块作业需要的总能耗为1.3002×10^(7)J,比路径长度最优情况下的作业能耗减少22.26%,利用改进鲸鱼优化算法求解的遍历顺序进行遍历所消耗的能耗比鲸鱼优化算法求解遍历顺序进行遍历节省能耗11.71%,节能效果明显。

关键词：农业机械路径规划丘陵山区全覆盖改进鲸鱼优化算法

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大娄山构造带茅台向斜中-新生代多期叠加改造变形特征

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科学技术与工程 2024年第19期24卷 7976-7987页

作者：喻林杨向阳冯燕博解松林王翠芳张元野重庆交通大学河海学院重庆400074 重庆文理学院土木工程学院重庆402160 重庆三峡水利电力(集团)股份有限公司重庆404100

中国西南地区是地震灾害的频发区,研究该地区的构造变形特征,对认识西南地区地震等灾害的发育机理具有重要意义。大娄山构造带位于四川盆地东南缘,该构造带发育了复杂的构造变形样式,记录了中-新生代以来华南板块构造变形的详细信息。... 详细信息

中国西南地区是地震灾害的频发区,研究该地区的构造变形特征,对认识西南地区地震等灾害的发育机理具有重要意义。大娄山构造带位于四川盆地东南缘,该构造带发育了复杂的构造变形样式,记录了中-新生代以来华南板块构造变形的详细信息。茅台向斜位于大娄山构造带内部,发育了典型的叠加褶皱构造样式,该样式是揭示大娄山构造带中-新生代构造变形特征的关键。在前人研究的基础上,通过对茅台向斜的构造解析,认为茅台向斜中-新生代以来经历了三期挤压变形过程。第一期(D_(1))表现为在侏罗系及其以下地层中发育走向近NE-SW的向斜构造,古应力场反演结果表明受到近NW-SE向挤压作用,结合区域性角度不整合及卷入变形的最新地层,该期构造变形发生于侏罗纪末期,其动力来源于古太平洋板块的俯冲作用。第二期(D_(2))变形表现为对早期近NE-SW向褶皱构造被NE-SW向挤压作用的叠加改造,古应力场反演结果表明受到NE-SW向挤压作用,结合区域角度不整合特征,该期构造变形发生在古近纪末期,其动力来源于青藏高原初期的向外隆升扩展。第三期(D_(3))构造变形特征表现为近N-S向挤压构造的发育,结合区域性角度不整合及卷入变形的最新地层,该期构造变形时间为新近纪末期,其动力来源于青藏高原的向东逃逸扩展。

关键词：川东南地震大娄山构造带叠加褶皱断层滑动矢量构造分析