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分布式约束优化的震后救援路径规划

重庆理工大学学报(自然科学) 2024年

作者：石美凤梁飞鹏陈媛重庆理工大学计算机科学与工程学院九州大学信息科学与电气工程学院

提出一种基于分布式约束优化的震后救援路径规划模型。通过分析地震烈度、震害指数、路段可靠性等因素结合实际震后救援地图构建数学模型，提出一种新的自适应局部代价模拟算法（ALCS）对模型进行求解。算法中智能体在优化初期使用偏差... 详细信息

提出一种基于分布式约束优化的震后救援路径规划模型。通过分析地震烈度、震害指数、路段可靠性等因素结合实际震后救援地图构建数学模型，提出一种新的自适应局部代价模拟算法（ALCS）对模型进行求解。算法中智能体在优化初期使用偏差修正策略对局部代价进行修正，以获得更好的初始解集。同时，设计了一种自适应策略，提高算法的泛化能力。实验结果表明：基于分布式约束优化技术构建的数学模型能够有效提高震后救援效率，提出的ALCS算法比前沿的分布式约束优化问题(DCOPs)局部搜索算法的收敛质量更好，也能更有效地通过求解震后救援路径规划模型得出多条分布式救援最优路径。

关键词：分布式约束优化震后救援路径规划自适应局部代价模拟局部搜索算法

面向用户移动场景的无人机中继功率分配与轨迹设计

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1896-1907页

作者：颜志陆元媛丁聪何代钰欧阳博杨亮王耀南湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南大学信息科学与工程学院长沙410082

在无人机(UAV)中继通信中,中继无人机的通信资源分配与运动规划是需要重点解决的问题。为了提升无人机中继通信系统的通信效率,该文提出一种基于近端策略优化算法的无人机中继功率分配与轨迹设计联合规划方法。该方法将用户移动场景下... 详细信息

在无人机(UAV)中继通信中,中继无人机的通信资源分配与运动规划是需要重点解决的问题。为了提升无人机中继通信系统的通信效率,该文提出一种基于近端策略优化算法的无人机中继功率分配与轨迹设计联合规划方法。该方法将用户移动场景下无人机中继功率分配与轨迹设计联合规划问题建模为马尔可夫决策过程,考虑用户位置信息获取不精确的情形,在满足用户中断概率约束的前提下,以中继通信系统的吞吐量最大为优化目标设置奖励函数,采用一种收敛速度较快的深度强化学习算法——近端策略优化算(PPO)法求解,实现中继无人机飞行轨迹优化和中继发射功率合理有效分配。仿真实验结果表明,针对用户随机移动的无人机中继通信场景,该文所提方法与基于随机策略和传统深度确定性策略梯度(DDPG)的方法相比,系统吞吐量分别提升22%和15%。结果表明,所提方法能够有效地提高系统的通信效率。

关键词：无人机通信用户随机移动无人机轨迹设计功率分配通信效率近端策略优化

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基于改进哈里斯鹰算法的系统能效优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 58-64页

作者：苏佳杨志华刘彦明河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200030

为有效提升多小区多用户通信系统能效,针对哈里斯鹰优化算法易陷入局部最优导致无法得到最优系统能效这一问题,提出一种改进的哈里斯鹰能效优化算法.首先,建立考虑小区间干扰因素的多小区多用户通信系统模型,得出该系统的能量效率方程;... 详细信息

为有效提升多小区多用户通信系统能效,针对哈里斯鹰优化算法易陷入局部最优导致无法得到最优系统能效这一问题,提出一种改进的哈里斯鹰能效优化算法.首先,建立考虑小区间干扰因素的多小区多用户通信系统模型,得出该系统的能量效率方程;在运用哈里斯鹰算法求解系统能效过程中,将Sobol混沌初始化与莱维飞行变异策略结合到算法中以对原始算法进行改进.仿真结果表明:相较于原始算法,本文算法改善了原算法陷入局部最优问题,并将系统能效提高了15.1%.

关键词：多小区多用户通信系统小区间干扰能量效率哈里斯鹰优化算法局部最优

一种全局低偏的视觉/惯性/弱定位辅助融合导航系统

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光子学报 2024年第4期53卷 209-220页

作者：徐宇枫刘沅秩秦明辉赵辉陶卫上海交通大学电子信息与电气工程学院感知科学与工程学院上海200240

以视觉惯性为核心的导航技术在长期运行工况下误差会不断累积,进而产生严重的轨迹偏移。针对该问题,提出一种全局低偏的视觉/惯性/弱定位辅助融合导航系统。该系统以视觉惯性里程计高频率、高局部精度特性为基础,在室内外不同场景中,提... 详细信息

以视觉惯性为核心的导航技术在长期运行工况下误差会不断累积,进而产生严重的轨迹偏移。针对该问题,提出一种全局低偏的视觉/惯性/弱定位辅助融合导航系统。该系统以视觉惯性里程计高频率、高局部精度特性为基础,在室内外不同场景中,提供可选的全局信息辅助方案,融合卫星导航原始信息、超声基站测距信息以及视觉靶标定位辅助信息,实现室内外一体化全局低偏导航。搭建数据平台采集现实数据,基于激光点云匹配方法生成轨迹真值,将本文方法与VINS-Mono方法和ORBSLAM3方法进行导航精度评估对比,证明所提出的系统在全天候室内外不同光照环境中鲁棒性最好,在局部和全局都具备最优的导航精度。

关键词：视觉惯性里程计全球卫星导航系统超声定位视觉靶标室内外一体化

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一种融合情感和策略信息的共情对话生成方法

电子与信息学报 2024年第8期46卷 3382-3389页

作者：朱振方李嘉欣徐富永刘培玉张广渊山东交通学院信息科学与电气工程学院济南250357 山东师范大学信息科学与工程学院济南250358

共情对话旨在为情感焦虑的对话系统聊天用户提供心理健康支持,因此,赋予对话系统共情能力是一个值得关注的问题。现有方法往往只能识别用户的情感状态,并不能根据聊天用户不同的情感状态生成有效的、具有同理心的回复,更不能缓解用户的... 详细信息

共情对话旨在为情感焦虑的对话系统聊天用户提供心理健康支持,因此,赋予对话系统共情能力是一个值得关注的问题。现有方法往往只能识别用户的情感状态,并不能根据聊天用户不同的情感状态生成有效的、具有同理心的回复,更不能缓解用户的不良情感。因此,在构建情感支持对话系统的研究中,如何动态地捕捉用户的细粒度情感特征并根据情感特征提供相应的心理支持,需要进一步地探索。该文提出一个情感和策略信息融合的共情对话生成方法,该方法首先使用情感分类网络动态感知用户的情感状态;然后利用支持策略准确地建模策略匹配网络,并根据对话上下文引入对话生成网络进行回复生成;最后,通过比较所提方法和当前较为先进的方法在相应数据集上的实验结果,验证所提方法的有效性以及情感支持的重要性。

关键词：共情对话情感支持对话生成支持策略

基于参数辨识的永磁辅助同步磁阻电机电流无差拍控制

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电工技术学报 2024年第18期39卷 5626-5638页

作者：许爱德刘鑫李新宇胡士迈大连海事大学信息科学技术学院大连海事大学船舶电气工程学院

针对永磁辅助同步磁阻电机电感参数失配引起传统无差拍预测电流控制器受扰动的问题，该文提出一种电感参数自适应的无差拍预测电流控制方案。所提算法利用模型参考自适应系统对电感参数进行在线辨识，并将辨识结果代替控制器中的原始电... 详细信息

针对永磁辅助同步磁阻电机电感参数失配引起传统无差拍预测电流控制器受扰动的问题，该文提出一种电感参数自适应的无差拍预测电流控制方案。所提算法利用模型参考自适应系统对电感参数进行在线辨识，并将辨识结果代替控制器中的原始电感模型参数，以确保控制器的模型参数和电机实际参数相匹配，进而增强无差拍预测电流控制系统的鲁棒性。根据永磁辅助同步磁阻的数学模型，对电机本体进行了建模，以实现对所提算法的仿真验证。最后在以TMS320F28335控制器为核心的实验平台上进行了实验验证。仿真和实验结果均表明，当电机参数与模型参数不匹配时，所提算法相较于传统的无差拍预测电流控制算法在电流波动峰峰值、电流跟踪静差及系统鲁棒性方面都有明显的改善。

关键词：永磁辅助同步磁阻电机参数辨识无差拍预测电流控制模型参考自适应

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基于有源箝位的功率器件串联均压技术

电力自动化设备 2024年第5期44卷 164-170页

作者：邵帅汪欣张建佳陈慧张军明浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 浙大城市学院信息与电气工程学院浙江杭州310015

功率器件串联的关键技术挑战是如何实现串联器件的动、静态均压。提出一种基于有源箝位的器件串联均压电路及其控制方法。所述均压电路仅由1个辅助开关管和1个箝位电容串联而成,该电路与各主功率管并联。主功率管的关断电压可自动被箝... 详细信息

功率器件串联的关键技术挑战是如何实现串联器件的动、静态均压。提出一种基于有源箝位的器件串联均压电路及其控制方法。所述均压电路仅由1个辅助开关管和1个箝位电容串联而成,该电路与各主功率管并联。主功率管的关断电压可自动被箝位电容电压箝位,从而将器件串联均压问题转化为各箝位电容电压均衡问题。提出了一种箝位电容均压方法,利用负向电流回收箝位电容电能,并能保证辅助开关管实现零电压开通。所提均压技术具有结构简单、损耗低、模块化等优点。此外,通过调整箝位电容放电时间差异,形成阶梯型桥臂电压,以减小桥臂电压的瞬时变化率dv/dt。搭建一台3 kV/750 V 30 kW谐振型直流变压器样机,每个桥臂采用6个SiC MOSFET串联。实验结果表明所提均压方法在各个工况下均能实现串联器件的动、静态均压,不均压度小于3%,且在3kV输入电压下峰值效率达98.4%。

关键词：串联器件均压有源箝位 dv/dt优化直流变压器

自适应事件触发通信机制下机理解析与数据驱动融合的ICPS双重安全控制

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控制与决策 2024年第1期39卷 206-218页

作者：赵莉李炜李亚洁兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 陇东学院电气工程学院甘肃庆阳745000

针对存在拒绝服务(DoS)攻击与执行器故障的工业信息物理融合系统(ICPS),将机理解析与数据驱动方法相结合,在新型自适应事件触发通信机制下,研究双重安全控制问题.首先,设计自适应事件触发机制,能够触发参数随系统行为动态自适应变化,节... 详细信息

针对存在拒绝服务(DoS)攻击与执行器故障的工业信息物理融合系统(ICPS),将机理解析与数据驱动方法相结合,在新型自适应事件触发通信机制下,研究双重安全控制问题.首先,设计自适应事件触发机制,能够触发参数随系统行为动态自适应变化,节约更多网络通信资源;其次,基于系统最大允许时延建立攻击检测机制,可以有效区分大、小能量DoS攻击;再次,基于极限学习机算法(ELM)建立时序预测模型,用于大能量DoS攻击时重构修正控制量,以主动容侵攻击的影响,并给出与小能量攻击时机理解析的弹性被动容侵来提升系统对攻击的防御能力;然后,借助T-S模糊理论、时滞系统理论、新型Bessel-Legendre不等式等,推证得到系统鲁棒观测器及双重安全控制器的解析求解方法,使双重安全控制与通讯性能得到折衷协同提升;最后,通过实例仿真验证所提出方法的有效性.

关键词：工业信息物理融合系统(ICPS) 双重安全控制 DoS攻击主被动容侵数据驱动机理解析

基于离散小波变换算法和Inception卷积模块一维卷积神经网络的石油类污染物红外光谱定性分析

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分析化学 2024年第9期52卷 1287-1297页

作者：孔德明何绍炜李心怡赵珺瑜宁晓东燕山大学电气工程学院燕山大学信息科学与工程学院

红外光谱技术具有高效和无损等优点，在石油类污染物分类检测领域中具有重要的研究与应用价值。本研究提出了一种结合离散小波变换（DWT）算法和基于Inception卷积模块的一维卷积神经网络（Inception-1D-CNN）的石油类污染物分类方法，... 详细信息

红外光谱技术具有高效和无损等优点，在石油类污染物分类检测领域中具有重要的研究与应用价值。本研究提出了一种结合离散小波变换（DWT）算法和基于Inception卷积模块的一维卷积神经网络（Inception-1D-CNN）的石油类污染物分类方法，首先使用DWT算法对原始红外光谱数据进行去噪处理，消除因实验环境、仪器误差和人工操作等因素产生的干扰信息；再通过Inception-1D-CNN模型获取多尺度的红外光谱特征信息，并基于此模型对石油类污染物进行分类预测。实验结果表明，与标准正态变换（SNV）、迭代自适应加权惩罚最小二乘法（Air PLS）和卷积平滑（S-G）预处理方法相比，DWT算法结合卷积核大小为3×1的1D-CNN模型的预测准确率为86.6%，分别提高了6.6%、6.6%和3.3%;DWT算法结合卷积核大小为5×1的1D-CNN模型的预测准确率为93.3%，分别提高了10.0%、7.0%和3.3%;DWT算法结合卷积核大小为7×1的1D-CNN模型的预测准确率为90.0%，分别提高了6.7%、10.0%和3.4%;DWT算法结合Inception-1D-CNN模型的预测准确率为100.0%，分别提高了10.0%、10.0%和3.4%。因此，结合DWT算法和Inception-1D-CNN模型能够对石油类污染物准确分类预测，为后续海面溢油污染治理提供了一定的基础。

关键词：红外光谱石油类污染物 Inception模块卷积神经网络离散小波变换