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双拉盖尔-高斯腔光力系统中的腔内压缩冷却研究

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光学学报 2024年第3期44卷 271-279页

作者：廖庆洪邱海燕程绍平朱泓宇曾永强南昌大学信息工程学院电子信息工程系江西南昌330031

机械振子的冷却是腔光力学研究的重要方向之一。计算光力噪声谱和稳态的最终声子数,对基于耦合光学参量放大器(OPA)的双拉盖尔-高斯腔光力系统中的腔内压缩冷却问题进行研究。在弱耦合条件下,利用微扰近似理论方法得出系统的光力噪声谱... 详细信息

机械振子的冷却是腔光力学研究的重要方向之一。计算光力噪声谱和稳态的最终声子数,对基于耦合光学参量放大器(OPA)的双拉盖尔-高斯腔光力系统中的腔内压缩冷却问题进行研究。在弱耦合条件下,利用微扰近似理论方法得出系统的光力噪声谱,基于费米黄金法则的理论计算出稳态下的最终声子数的解析表达式。利用入射泵浦光驱动腔场内耦合的OPA,使腔场内形成强烈的非线性压缩效应,量子反作用加热过程得到有效抑制,系统净冷却率得到显著提高。此外,讨论了其他系统参数对机械振子冷却的影响。最后研究了系统的稳态声子数,声子数可以在较大参数范围内小于1。该方案能有效地降低机械振子的冷却极限。

关键词：量子光学双拉盖尔-高斯腔基态冷却腔内压缩光力噪声谱

基于Wi-Fi子载波互信息的人体呼吸感知系统

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通信学报 2024年第2期45卷 240-253页

作者：刘影胡梦圆钱志鸿辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125105 吉林大学通信工程学院吉林长春130012

不可预测环境变化使Wi-Fi信号存在较大的波动,很难对子载波中的静态分量和行为感知的动态分量进行量化,导致无法准确刻画出动态呼吸特征的波动形式。基于此,提出了一种基于子载波互信息的呼吸感知(SMIBP)系统。首先,提出了动态分量信息(... 详细信息

不可预测环境变化使Wi-Fi信号存在较大的波动,很难对子载波中的静态分量和行为感知的动态分量进行量化,导致无法准确刻画出动态呼吸特征的波动形式。基于此,提出了一种基于子载波互信息的呼吸感知(SMIBP)系统。首先,提出了动态分量信息(DCI)的刻画形式,利用互信息理论提取子载波中代表呼吸的动态分量信息。然后,利用层次分析法组合各子载波以最大化呼吸信号的动态特征,得到重构的DCI感知基信号,最后联合小波变换和峰值检测法得到呼吸速率,揭示了代表人体呼吸动态分量的理论途径。仿真结果表明,所提系统能较好地刻画每个子载波中动态呼吸分量,且在不同场景下可显著提高Wi-Fi对于小尺度动作的感知精度与范围。

关键词：动态分量信息信道状态信息无接触呼吸监测层次分析法

基于混合整数规划的智能车横纵向一体化滚动优化决策

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控制理论与应用 2024年第1期41卷 21-29页

作者：戴启坤刘俊郭洪艳陈虹孙义吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130022 吉林大学通信工程学院吉林长春130022 同济大学电子与信息工程学院上海201804

本文针对智能车辆的行为决策问题,设计了基于混合整数规划的智能车横纵向一体化滚动优化决策方法.该方法首先将纵向车速表示为非整数,将期望车道表示为整数控制量,建立了混合整数智能车决策简化模型;然后,设计了横纵向一体化滚动优化决... 详细信息

本文针对智能车辆的行为决策问题,设计了基于混合整数规划的智能车横纵向一体化滚动优化决策方法.该方法首先将纵向车速表示为非整数,将期望车道表示为整数控制量,建立了混合整数智能车决策简化模型;然后,设计了横纵向一体化滚动优化决策方法,决策出纵向车速和换道动作,根据系统输出与非线性约束的时域关系证明了优化问题的递归可行性并通过遗传算法求解非线性混合整数规划优化问题.基于车辆动力学仿真软件veDYNA和Simulink进行了联合仿真,并在红旗E-HS3智能车上开展了实车试验,结果表明,本文提出的基于混合整数规划的智能车横纵向一体化决策方法能够实现超车、避障、跟车、停车和弯道工况下的行为决策.

关键词：决策混合整数规划模型预测控制横纵向一体化决策模型自动驾驶

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压电陶瓷作动器的卡尔曼滤波输出反馈预测控制

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光学精密工程 2024年第11期32卷 1724-1735页

作者：于树友谭丽李建普冯阳阳刘冬梅林宝君孙绍瑜吉林大学控制科学与工程系吉林长春130012 重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室重庆400065 长春大学电子信息工程学院吉林长春130022

为了抑制压电陶瓷的迟滞、非线性特性对压电微定位平台精度的影响,建立反映压电陶瓷作动器频率依赖迟滞非线性特性的Hammerstein模型:利用非对称Bouc-Wen模型来表示静态迟滞非线性和利用动态线性模型表征信号频率的影响。针对迟滞补偿... 详细信息

为了抑制压电陶瓷的迟滞、非线性特性对压电微定位平台精度的影响,建立反映压电陶瓷作动器频率依赖迟滞非线性特性的Hammerstein模型:利用非对称Bouc-Wen模型来表示静态迟滞非线性和利用动态线性模型表征信号频率的影响。针对迟滞补偿器不能完全的进行补偿,并且存在噪音干扰实验设备,采用基于卡尔曼滤波的预测控制,提高压电微定位平台的控制精度。预测控制用来减小逆补偿误差以及建模误差等模型不确定性的影响,卡尔曼滤波用来获得系统的状态估计值。实验结果显示,该控制器在正弦波信号下的相对跟踪误差小于0.68%,三角波信号下相对跟踪误差小于0.70%。在迟滞补偿的基础上,采用卡尔曼滤波的预测控制,该方法可以有效地完成对微定位平台的高精度跟踪。

关键词：预测控制卡尔曼滤波压电陶瓷作动器 Hammerstein模型

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改进MOPSO在微电网优化调度中的应用研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 191-200页

作者：邢毓华任甜甜西安理工大学自动化与信息工程系西安710048

针对传统多目标粒子群算法(MOPSO)在求解并网模式下微电网优化调度模型时易陷入局部最优等问题,提出线性微分递减权重并引入变异策略改进MOPSO,以增强算法的寻优能力。结合系统功率平衡、各机组出力限制、储能装置等约束条件,以系统运... 详细信息

针对传统多目标粒子群算法(MOPSO)在求解并网模式下微电网优化调度模型时易陷入局部最优等问题,提出线性微分递减权重并引入变异策略改进MOPSO,以增强算法的寻优能力。结合系统功率平衡、各机组出力限制、储能装置等约束条件,以系统运维和污染治理的成本最小为目标,建立包含风力发电机、光伏、柴油发电机、微型燃气轮机和蓄电池的微电网多目标优化调度模型,采用改进前后的MOPSO对所建优化模型进行求解。结果表明该文提出的改进MOPSO有效降低了微电网运行的综合成本,合理优化了微电网的运行效益。

关键词：可再生能源微电网粒子群算法多目标优化调度

物理场辅助填料粒子在3D打印中取向调控研究进展

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3389-3403页

作者：李洋郑新梅梅欣任燕陈刚彭必友西华大学材料科学与工程学院成都610039 南昌大学共青学院信息工程系江西332020

3D打印是一种自下而上、分层制造的材料累加制造方法。当前,3D打印正由原型制造向高性能化和功能化方向发展,对3D打印材料和加工过程调控提出更高的要求。纳米粒子在3D打印材料中的有序排列有助于提升打印制件的性能,但如何有效调控纳... 详细信息

3D打印是一种自下而上、分层制造的材料累加制造方法。当前,3D打印正由原型制造向高性能化和功能化方向发展,对3D打印材料和加工过程调控提出更高的要求。纳米粒子在3D打印材料中的有序排列有助于提升打印制件的性能,但如何有效调控纳米粒子的取向面临挑战。在3D打印过程中引入物理场(磁场、电场及超声场)是实现打印制件微观结构精准操控的有效策略之一。这不仅赋予打印制件一定的功能,也为制备具有多尺度、多响应结构制件提供新的思路。因此,基于物理场辅助的3D打印成为了近年来的研究热点。本文首先简述了3D打印技术种类及其特点,并强调了物理场辅助3D打印调控纳米粒子取向的重要性;其次,梳理和归纳了物理场辅助3D打印调控纳米粒子取向的基本原理、材料要求、应用及性能。最后,对物理场辅助3D打印调控填料粒子取向存在的问题与挑战进行了总结,并对其未来发展方向进行了展望。

关键词： 3D打印填料粒子取向排列磁场电场超声波场

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嵌入多阶泰勒微分知识的多尺度注意力循环网络深度时空序列预测方法

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2605-2618页

作者：孙强赵珂西安理工大学自动化与信息工程学院通信工程系西安710048

融合先验物理知识的深度时空序列预测方法通常使用偏微分方程(PDE)进行建模,这种做法通常存在两大问题:(1)偏微分方程的近似精度低;(2)无法在循环网络中有效捕捉多种空间尺度的时空特征和时空序列的边缘相关空间信息。为此,该文提出了... 详细信息

融合先验物理知识的深度时空序列预测方法通常使用偏微分方程(PDE)进行建模,这种做法通常存在两大问题:(1)偏微分方程的近似精度低;(2)无法在循环网络中有效捕捉多种空间尺度的时空特征和时空序列的边缘相关空间信息。为此,该文提出了融合泰勒微分的卷积循环神经网络(TDI-CRNN)。首先,为了提高高阶偏微分方程的近似精度并缓解偏微分方程应用的局限性,设计了一种多阶泰勒近似物理模块。该模块首先使用泰勒展开式对输入序列作微分逼近,再将不同阶数之间的微分卷积层使用微分系数耦合,最后动态调整泰勒展开结果的截断阶数与微分项数。其次,为了捕获循环网络隐藏状态的多种空间尺度特征并更好地捕捉时空序列的边缘相关空间信息,设计了一种多尺度注意力循环模块(MSARM),在该模块的多尺度卷积空间注意力UNet(即MCSA-UNet)的卷积层中使用了多尺度卷积和空间注意力机制,目的是关注时空序列的局部空间区域。在Moving MNIST,KTH以及CIKM数据集上开展了大量实验,Moving MNIST数据集的均方误差(MSE)指标下降到42.7,结构相似性指数(SSIM)提高到0.912;KTH数据集的SSIM和峰值信噪比(PSNR)分别提高到0.882和29.03;CIKM数据集上的临界成功指数(CSI)提高到0.515。最终的可视化和定量预测结果均验证了TDI-CRNN模型的合理性和有效性。

关键词：时空序列预测长短期记忆网络知识引导偏微分方程泰勒展开式

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一种基于SHVE的连接查询动态对称可搜索加密方案

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计算机研究与发展 2024年第6期61卷 1545-1558页

作者：黄一才郁滨信息工程大学郑州450001

对称可搜索加密(searchable symmetric encryption,SSE)因其较高的搜索效率得到了人们的广泛关注.支持连接查询的对称可搜索加密方案可以提高方案的功能性.然而现有大部分连接查询方案不支持对加密数据库的动态更新操作,结合静态对称隐... 详细信息

对称可搜索加密(searchable symmetric encryption,SSE)因其较高的搜索效率得到了人们的广泛关注.支持连接查询的对称可搜索加密方案可以提高方案的功能性.然而现有大部分连接查询方案不支持对加密数据库的动态更新操作,结合静态对称隐藏向量加密(symmetric hidden vectors encryption,SHVE)的定义,提出支持动态数据更新的动态对称隐藏向量加密(dynamic SHVE,DSHVE)的定义,并在此定义下构造了一种适用于可搜索加密应用场景的DSHVE方案.在此基础上,通过引入基于盲指数计算的不经意动态交叉标签,设计具有前向和后向隐私的向量数据存取结构,构造了支持连接查询的动态对称可搜索加密方案,给出了方案的详细工作过程和正式的安全性分析.理论分析和实验结果表明,连接查询时,该方案能够在不明显增加存储和计算开销的前提下,有效避免泄露匹配文档索引之外的结果特征.同时该方案能够仅通过单轮通信实现连接查询,具有较低的通信开销和较高的搜索效率.

关键词：对称可搜索加密连接查询隐藏向量加密前向隐私后向隐私

基于网络流量时空特征和自适应加权系数的异常流量检测方法

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2647-2654页

作者：顾伟行鸿彦侯天浩南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

针对传统异常流量检测模型对流量数据时空特性利用率较低从而导致检测模型性能较差的问题,该文提出一种基于融合卷积神经网络(CNN)、多头挤压激励机制(MSE)和双向长短期记忆(BiLSTM)网络的异常流量检测方法MSECNN-BiLSTM。利用1维CNN挖... 详细信息

针对传统异常流量检测模型对流量数据时空特性利用率较低从而导致检测模型性能较差的问题,该文提出一种基于融合卷积神经网络(CNN)、多头挤压激励机制(MSE)和双向长短期记忆(BiLSTM)网络的异常流量检测方法MSECNN-BiLSTM。利用1维CNN挖掘空间尺度下的异常流量特征,并引入MSE,多角度自适应特征加权,强化模型全局特征的关联能力。将网络流量的特征输入BiLSTM,捕捉流量数据的时序依赖性,进一步建立网络流量在时间尺度上的关系模型。利用softmax分类器进行预测分类,实验结果验证了所提模型在异常流量检测领域的有效性。

关键词：异常流量检测卷积神经网络长短期记忆网络挤压激励机制

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