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基于单PD直接检测Twin-SSB-QPSK信号的光纤通信系统

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通信学报 2024年第6期45卷 187-195页

作者：张洪波刘娇凌味未张敏万峰蔡炬成都信息工程大学通信工程学院四川成都610225 成都东软学院计算机与软件学院四川成都611844

针对孪生单边带正交相移键控(Twin-SSB-QPSK)信号在光传输过程中的高成本问题,提出了一种在接收端采用单光电探测器(PD)直接检测Twin-SSB-QPSK信号的光纤通信系统。在接收端不需要采用光带通滤波器(OBPF)对Twin-SSB-QPSK信号的两路光单... 详细信息

针对孪生单边带正交相移键控(Twin-SSB-QPSK)信号在光传输过程中的高成本问题,提出了一种在接收端采用单光电探测器(PD)直接检测Twin-SSB-QPSK信号的光纤通信系统。在接收端不需要采用光带通滤波器(OBPF)对Twin-SSB-QPSK信号的两路光单边带信号进行分离,而是利用直接检测的拍频效应,通过单PD直接检测孪生的两路光单边带QPSK信号产生相干叠加的单路16阶正交幅度调制(16QAM)信号。仿真演示了两路56 Gbit/s的QPSK信号叠加为一路112 Gbit/s的16QAM信号,并与传统的单路16QAM信号传输方案进行了仿真对比。仿真结果表明,该方案在降低系统器件要求和部署成本的同时并没有带来额外的功率代价。

关键词：光纤通信正交相移键控正交幅度调制信号合成直接检测

考虑风电不确定性的电气综合能源系统混合尺度调控

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 22-32页

作者：谭阳红惠玲利杨勃郭潇潇罗琼辉湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

为改善电-气互联综合能源系统中风电出力不确定性和多能传输差异对调控过程的影响,提出了基于改进小波融合算法的混合尺度调控方法.首先采用区间数学的方法,对系统中风电功率不确定性进行表示并给出风电处理策略.其次,考虑到不同能源传... 详细信息

为改善电-气互联综合能源系统中风电出力不确定性和多能传输差异对调控过程的影响,提出了基于改进小波融合算法的混合尺度调控方法.首先采用区间数学的方法,对系统中风电功率不确定性进行表示并给出风电处理策略.其次,考虑到不同能源传输特性的差异,提出了改进的小波融合算法,即先对电力网络中传感器信号数据进行多个不同小波基的多尺度分解,再对天然气系统信号数据中使用相同小波基分解的信号在混合尺度上实施加权数据融合,进行不同小波基的逆变换后得到融合信号.最后基于所搭建仿真模型,对比分析了不同调控方法的调控效果.结果表明本文所提方法的调控结果优于DMPC(分布式模型预测控制)滚动优化调控结果,且在改善了系统运行经济性的同时也提高了系统稳定性.

关键词：综合能源系统混合尺度调控模型改进小波融合算法风电不确定性

川南城市群冬季大气细颗粒物中金属元素特征及其来源解析

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环境科学 2024年第6期45卷 3756-3764页

作者：张天力黄小娟张军科韩琳陈璐瑶张小玲成都信息工程大学大气科学学院成都610225 成都信息工程大学大气科学学院成都平原城市气象与环境四川省野外科学观测研究站成都610225 西南交通大学地球科学与环境工程学院成都611756

为探究川南城市群(自贡、泸州、内江和宜宾)冬季大气重污染过程中PM_(2.5)中金属元素的浓度特征和来源,在2018年12月30日至2019年1月14日,使用膜采样方法对PM_(2.5)中的金属元素进行测定,并运用富集因子法(EF)和正定矩阵因子分解法(PMF... 详细信息

为探究川南城市群(自贡、泸州、内江和宜宾)冬季大气重污染过程中PM_(2.5)中金属元素的浓度特征和来源,在2018年12月30日至2019年1月14日,使用膜采样方法对PM_(2.5)中的金属元素进行测定,并运用富集因子法(EF)和正定矩阵因子分解法(PMF)对金属元素来源进行解析.同时采用自贡市在2015年同期金属元素观测数据,探究自贡市在“大气十条”实施中期与实施结束后的金属元素污染与富集程度变化情况.结果表明:①不同城市细颗粒物中各金属元素浓度与占比差异不大,4个城市中浓度与占比较高的元素呈现相似性,Al、Sb和Fe元素占比位于前列.从自贡市不同观测期对比来看,除Tl外各元素浓度均有变化.②富集因子计算结果表明,城市群中Cr(自贡与宜宾)、Ni、Cu、As、Se、Ag、Cd、Sb、Tl和Pb元素的富集程度较高.自贡市不同观测期的元素富集程度对比显示,除Cu元素外,2018年冬季观测期各元素富集程度均有减小趋势.③PMF源解析结果表明,各城市中金属元素主要来源为扬尘源、燃煤源、工业源与交通源,同时各污染源之间存在混合贡献.各城市主要污染源贡献不同,自贡以交通扬尘源与混合源为主;泸州以工业源为主;内江市各污染源贡献占比相近;而宜宾市则以交通源为主导.

关键词： PM_(2.5) 金属元素川南城市群正定矩阵因子分解法(PMF) 源解析

ZnNb_(2)O_(6)掺杂BNT基无铅弛豫铁电体陶瓷的性能研究

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人工晶体学报 2024年第1期53卷 154-162页

作者：肖齐龙王世宇蒋芮梅雄峰吴昊石亚军孙帅吴文娟成都信息工程大学光电工程学院成都610025

利用传统固相法制备了0.7(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_(3)-0.3(Sr_(0.7)Bi_(0.2))TiO_(3)-xZnNb_(2)O_(6)(缩写为BNT-SBT-xZN,其中x=0.5%、1.0%、1.5%和2.0%(摩尔分数))陶瓷,并研究了引入ZnNb2O6对BNT基陶瓷材料的结构和性能的影响规律。结果表明:少量ZnNb_(2)O_(6)掺杂(x=0.5%时)的BNT-SBT-xZN陶瓷具有纯的钙钛矿结构,且微观结构致密,无第二相,在室温时为典型的弛豫铁电体(弥散指数γ>1.7),极化前后样品的铁电-弛豫转变温度(TR-E)均低于室温,而与三方相R3c和四方相P4bm的纳米极性微区(PNRs)热弛豫有关的介电反常出现在TR-E<100℃;当ZnNb_(2)O_(6)含量增多时,遍历弛豫态逐渐起主导作用,最大极化强度(Pmax)和剩余极化强度(Pr)均出现减小趋势。综合来看,x=0.5%的BNT-SBT-xZN陶瓷具有高的Pmax、低的Pr、大的ΔP,并具备良好的储能特性及频率和温度稳定性,在室温电场强度为110 kV/cm时,Pmax=44.7μC/cm^(2),Pr=12.4μC/cm^(2),ΔP=32.3μC/cm^(2),储能密度W1=1.066 J/cm^(3),储能效率η=48.68%。此外,x=0.5%的BNT-SBT-xZN陶瓷在100 kV/cm的电场强度下充放电性能良好,放电能量密度Wd=0.60 J/cm^(3),最大放电电流Imax=45.33 A,电流密度CD=1443 A/cm^(2),功率密度PD=72.2 MW/cm^(3)。

关键词： BNT基陶瓷弛豫铁电体 ZnNb_(2)O_(6) 介电性能铁电性能储能特性

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性能维持的增广可行域Tube鲁棒经济模型预测控制

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控制与决策 2024年第2期39卷 536-544页

作者：何德峰李能卓黄原驰韩平浙江工业大学信息工程学院杭州310023

针对未知但有界扰动作用下的约束线性系统,提出一种性能维持的增广可行域Tube经济模型预测控制(tube economic model predictive control, TEMPC)策略.首先考虑经济性能优化目标和鲁棒稳定控制目标,构造TEMPC优化问题的隐式收缩约束,并... 详细信息

针对未知但有界扰动作用下的约束线性系统,提出一种性能维持的增广可行域Tube经济模型预测控制(tube economic model predictive control, TEMPC)策略.首先考虑经济性能优化目标和鲁棒稳定控制目标,构造TEMPC优化问题的隐式收缩约束,并对系统状态和控制约束进行紧缩Tube设计,给出增广可行域优化问题的数学描述;然后,引入线性分解增广名义终端状态和终端罚函数,扩大优化问题的初始可行域,在此基础上应用终端“三要素”和收缩原理,建立TEMPC策略的递推可行性和闭环系统关于最优经济平衡点有界稳定性的充分性条件,进而证明闭环性能在原初始可行域上的不变性;最后,通过对比仿真结果验证所提出策略的有效性和优越性.

关键词：模型预测控制不确定线性系统鲁棒稳定性经济优化可行域

融合粗糙数据推理的离散麻雀搜索算法求解HFSP问题

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北京航空航天大学学报 2024年第2期50卷 398-408页

作者：周宁张嵩霖张晨兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

针对麻雀搜索算法(SSA)易陷入局部最优、无法求解离散优化问题等不足,提出了一种改进离散麻雀搜索算法(IDSSA)。抽象原始麻雀搜索算法的位置更新公式,针对个体的不同身份设计新的离散化启发式位置更新策略,并针对混合流水车间调度问题(H... 详细信息

针对麻雀搜索算法(SSA)易陷入局部最优、无法求解离散优化问题等不足,提出了一种改进离散麻雀搜索算法(IDSSA)。抽象原始麻雀搜索算法的位置更新公式,针对个体的不同身份设计新的离散化启发式位置更新策略,并针对混合流水车间调度问题(HFSP)设计了编码与解码方式;引入粗糙数据推理理论,通过数学证明解释了引入理论的可行性与合理性,为算法提供理论支撑,提高可解释性;利用上近似的性质扩大搜索空间,提高种群多样性,避免算法早熟,结合划分及粗糙数据推理提出3种策略,促进种群间信息共享,调节种群的开发能力与探索能力,降低算法陷入局部最优的概率;使用改进离散麻雀搜索算法求解混合流水车间调度问题,对3个小规模实例与10个Liao经典测试集进行仿真实验,验证了改进离散麻雀搜索算法求解混合流水车间调度问题的可行性,通过与遗传算法、差分进化算法等经典算法的对比实验,证明了所提算法的优越性与改进策略的有效性。

关键词：麻雀搜索算法离散化算法粗糙集理论全局优化近似算法数据关联混合流水车间调度

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一类变系数时滞分数阶神经网络的同步控制

安徽大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王长有雷宗鑫成都信息工程大学应用数学学院成都信息工程大学自动化学院

研究一类带有Caputo分数阶导数的变系数时滞神经网络的同步问题.首先,通过将时滞及变系数引入已知的神经网络模型,得到一类能更准确地描述神经元之间相互作用的全新神经网络模型;其次,基于新的神经网络模型,提出一种简单的全局同步方案... 详细信息

研究一类带有Caputo分数阶导数的变系数时滞神经网络的同步问题.首先,通过将时滞及变系数引入已知的神经网络模型,得到一类能更准确地描述神经元之间相互作用的全新神经网络模型;其次,基于新的神经网络模型,提出一种简单的全局同步方案,并给出了同步控制器的解析表达式;最后,通过构造Lyapunov函数并利用时滞分数阶微分系统的Razumikhin型稳定性定理,证明了由驱动-响应系统得到的误差系统的零解稳定性,从而得到确保所研究的变系数时滞神经网络全局同步的充分条件.此外,通过数值算例验证了所得理论结果的正确性.

关键词：同步控制时滞 Caputo分数阶导数变系数神经网络

一种两阶段求解LED光谱匹配系数高效全局优化算法

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1591-1599页

作者：王永军吴贵文黄河李同军温州职业技术学院人工智能学院浙江温州325035 温州商学院信息工程学院浙江温州325035 浙江海洋大学信息工程学院浙江舟山316022

用单色发光二极管(LED)组份合成目标光谱在现实中有重要意义。当单色LED组成成份多、目标光谱合成精度要求高时,求解光谱组成成份的比例问题变成了超定方程组非负解的组合优化难题。智能优化类算法提高了解的全局最优性,但若没有利用目... 详细信息

用单色发光二极管(LED)组份合成目标光谱在现实中有重要意义。当单色LED组成成份多、目标光谱合成精度要求高时,求解光谱组成成份的比例问题变成了超定方程组非负解的组合优化难题。智能优化类算法提高了解的全局最优性,但若没有利用目标函数的数学解析性质,其收敛速度慢,解的精度不高。梯度类算法收敛到局部解的速度快且精度高,但至今没有成熟理论技术求解非凸优化全局最优解,且问题中非负解的要求限制了该类算法的收敛速度。同时,目标函数的最小二乘信息在求解时没有得到充分利用。基于目标函数的数学可解析性、表现形式的二次非线性格式、最终解的非负要求,提出了一种两阶段优化算法LLR_LBFGS。第一阶段进行无约束的线性拟合,得到目标函数的最小二乘近似理论解,第二阶段借助带约束的拟牛顿方法LBFGS进一步求取问题的非负全局最优解。以标准目标光谱CIE-A、CIE-D65、CIE-D50、CIE-D55、CIE-D75的最佳拟合为研究对象,对比了新方法与拉索回归算法(LASSO)、岭回归算法(RIDGE)、差分进化算法(DE)、粒子群算法(PSO)及遗传算法(GA)的求解精度和运行速度,以及决策系数R 2。基于实际工业案例的数值结果表明,LLR_LBFGS能够较快地锁定全局解的范围,收敛速度更快;能够借助目标函数的数学可解析性提高解的精度。两个阶段的衔接融合能够获得较好的全局最优解的起始点和高精度的最优解。该方法对解决LED光谱拟合问题潜力大,有普适性。基于该设计思路,可以在算法的两个阶段中,组合设计更多、更灵活的光谱配比解决方案。这对于求取LED光谱匹配最优解的智能优化类方法改善效果有较好的启发意义。

关键词：光谱学 LED光谱匹配线性拟合 LBFGS 高效全局优化

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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