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基于直接概率积分法的水下航行器随机动力响应高效分析

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力学学报 2024年第6期56卷 1796-1806页

作者：陈翰澍陈国海杨迪雄傅卓佳河海大学力学与工程科学学院工程与科学数值模拟软件中心南京211100 大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

海洋是人类的资源宝库,随着海洋资源的不断发掘,海洋资源的探测与合理开发成为了当今世界各国广泛关注的热点,水下航行器的勘测活动也随之逐渐增多.然而,海洋环境具有极强的随机不确定性,给水下航行器的操作及轨迹规划带来了巨大影响.因... 详细信息

海洋是人类的资源宝库,随着海洋资源的不断发掘,海洋资源的探测与合理开发成为了当今世界各国广泛关注的热点,水下航行器的勘测活动也随之逐渐增多.然而,海洋环境具有极强的随机不确定性,给水下航行器的操作及轨迹规划带来了巨大影响.因此,准确预测随机海洋环境中水下航行器的随机响应特性具有重要意义.以无舵桨的新型水下航行器为研究对象,基于概率守恒原理,从随机积分的全新视角,建立了随机海洋环境中水下航行器的概率密度积分方程.在此基础上,提出了一种基于分块并行计算的直接概率积分法,该方法将水下航行器系统的控制方程与概率密度积分方程解耦,通过分块并行计算,实现了随机波浪激励下新型水下航行器的随机动力响应高效分析.此外,还将提出方法的计算结果与原直接概率积分法及蒙特卡洛模拟方法的计算结果进行了比较,进一步验证了提出方法的精确性和高效性.最终研究结果表明,海浪的有义波高和流动速度是影响水下航行器响应的主要随机因素.海浪有义波高和流动速度的增加会造成水下航行器偏离预定轨迹的概率显著提高.此外,较大的海浪流动速度还会引发随机跳跃现象,从而降低水下航行器的航行安全性.

关键词：水下航行器随机响应分析分块并行计算概率密度积分方程直接概率积分法

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指数Weibull信道下FTN无线光通信盲均衡优化算法

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光学学报 2024年第12期44卷 187-196页

作者：曹明华孙沁雪姚瑞芳张悦张霞贾科军王惠琴兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城252000 聊城大学山东省光通信科学与技术重点实验室山东聊城252000

针对指数Weibull信道模型下大气湍流效应导致的光信号相位噪声、信号畸变和超奈奎斯特(FTN)技术引入的码间干扰(ISI)问题,提出一种判决反馈恒模均衡两步(TS-DFE-CMA)优化算法。该算法将判决反馈思想引入恒模均衡(CMA)来提升系统抵抗各... 详细信息

针对指数Weibull信道模型下大气湍流效应导致的光信号相位噪声、信号畸变和超奈奎斯特(FTN)技术引入的码间干扰(ISI)问题,提出一种判决反馈恒模均衡两步(TS-DFE-CMA)优化算法。该算法将判决反馈思想引入恒模均衡(CMA)来提升系统抵抗各类干扰的能力,同时采用两步(TS)优化思想更新步长系数以控制计算复杂度并提高系统均衡性能。将所提算法与恒模均衡维特比-维特比相位估计(CMA-VVPE)、TS-CMA-VVPE和DFE-CMA 3种算法进行性能对比,结果表明,所提算法的误码率(BER)最低,TS-CMA-VVPE次之。引入FTN的ISI后,在弱湍流信道和FTN加速因子为0.9的条件下,与TS-CMA-VVPE算法相比,所提算法的误码性能提升了16.01%,误差矢量幅度(EVM)性能提升了6.49%。

关键词：大气光通信超奈奎斯特指数Weibull信道盲均衡算法

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基于水平集带方法的柔顺机构拓扑优化研究

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 93-101页

作者：魏鹏何磊许伟鹏陈起刘杰龙凯华南理工大学土木与交通学院/亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东广州510640 广东技术师范大学机电学院广东广州510665 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

水平集方法在拓扑优化问题中采用隐式函数的零水平集描述结构边界,由于可以方便的表达结构拓扑变化并使结构边界保持清晰和光滑的特性,水平集方法很快成为拓扑优化领域的重要方法之一。但是由于水平集方法在优化过程中存在拓扑变化的不... 详细信息

水平集方法在拓扑优化问题中采用隐式函数的零水平集描述结构边界,由于可以方便的表达结构拓扑变化并使结构边界保持清晰和光滑的特性,水平集方法很快成为拓扑优化领域的重要方法之一。但是由于水平集方法在优化过程中存在拓扑变化的不连续性,容易出现数值不稳定、初始设计依赖性等问题。近年来水平集带方法的提出可以有效改善这一现象,成为提升水平集方法拓扑表达能力的重要手段。本文将水平集带引入到参数化水平集拓扑优化方法中,并对其在柔顺机构优化设计问题中的应用开展研究。水平集带方法在水平集函数的零水平集附近引入水平集带区域,采用水平集函数插值可以得到带宽范围内[0,1]区间连续分布的材料密度,并在优化过程中通过逐渐减小水平集带的宽度使带宽范围内的材料密度逐渐收敛至0-1分布。该方法结合了变密度法的优势,使优化过程中材料密度变化保持连续,可以提升参数化水平集方法的稳定性,得到更优的目标函数值,并有效改善水平集方法的初始设计依赖性问题。本文通过多个柔顺机构的拓扑优化算例从不同初始设计、不规则设计域及几何非线性等多方面分析和验证了该方法的有效性,计算结果表明该方法对面向实际工程的复杂设计问题具有较好的适用性。

关键词：拓扑优化柔顺机构参数化水平集方法水平集带方法几何非线性

核心素养视角下高中数学单元起始课的探索与实践——以“统计”单元起始课为例

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数学教学通讯 2024年第9期 11-14,21页

作者：陈小红周锦程赵显香江苏臣黔南民族师范学院数学与统计学院 558000 黔南民族师范学院计算机与信息学院 558000 贵州省复杂系统与智能优化特色重点实验室 558000 贵州省凯里市第一中学 556000 贵州省都匀市第二中学 558000

单元教学作为培养学生整体性思维的教学方式,能够有效帮助学生形成良好的数学认知结构,培养学生的数学学科核心素养.单元起始课作为单元教学的起点,具有开山引路、承前启后的作用.统计单元作为高中数学课程的重要内容之一,是培养学生数... 详细信息

单元教学作为培养学生整体性思维的教学方式,能够有效帮助学生形成良好的数学认知结构,培养学生的数学学科核心素养.单元起始课作为单元教学的起点,具有开山引路、承前启后的作用.统计单元作为高中数学课程的重要内容之一,是培养学生数据分析素养的重要载体.因此,文章以统计单元起始课为例,阐述单元起始课的探索与实践,为一线教师设计单元起始课提供参考.

关键词：单元教学单元起始课统计

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基于深度学习的循环自动调度研究

小型微型计算机系统 2024年第7期45卷 1770-1777页

作者：胡煜霄郑启龙中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 中国科学技术大学高性能计算安徽省重点实验室合肥230026

循环代码的自动调度问题是编译优化领域中的热门问题,然而当前大部分此类研究都基于不同领域的领域特定语言或编程框架,缺乏对通用编程语言的支持.本文提出了一个面向通用编程语言的循环自动调度框架.该自动调度框架使用蒙特卡洛树搜索... 详细信息

循环代码的自动调度问题是编译优化领域中的热门问题,然而当前大部分此类研究都基于不同领域的领域特定语言或编程框架,缺乏对通用编程语言的支持.本文提出了一个面向通用编程语言的循环自动调度框架.该自动调度框架使用蒙特卡洛树搜索算法对循环调度空间进行高效的搜索,在搜索样本评估阶段,本文利用深度学习技术为循环调度构建了基于Tree-LSTM的代价模型对搜索过程进行指导以加速搜索过程.经实验验证,本文提出的自动调度框架能够达到优于前沿的启发式循环优化编译器Polly的优化效果,同时本文构建的代价模型能够在10%以内的调度性能损失的前提下显著提升调度搜索过程的效率.

关键词：自动调度编译优化蒙特卡洛树搜索深度学习长短期记忆网络

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基于评分机制的类贪心森林优化特征选择算法

控制与决策 2024年

作者：王霞张珊王勇王卓然云南民族大学云南省无人自主系统重点实验室云南民族大学电气信息工程学院

森林优化特征选择算法(FSFOA)具有良好的分类性能和维度缩减能力,但其初始化森林的质量参差不齐,局部播种和全局播种的随机性较大,且适应度评估代价较高导致计算效率较低.针对上述问题,本文提出一种基于评分机制的类贪心森林优化特征选... 详细信息

森林优化特征选择算法(FSFOA)具有良好的分类性能和维度缩减能力,但其初始化森林的质量参差不齐,局部播种和全局播种的随机性较大,且适应度评估代价较高导致计算效率较低.针对上述问题,本文提出一种基于评分机制的类贪心森林优化特征选择算法(feature selection using greedy-like forest optimization algorithm based on scoring mechanism, FSGLFOA-SM).首先,以每维决策变量的分类精度为其得分构建评分机制,提出类贪心初始化策略以生成较优质的初始化森林;提出基于评分比较的类贪心局部播种策略,使评分相对较高的决策变量获得更大的局部播种概率.然后,在全局播种阶段提出类贪心遗传算子播种策略,对候选森林择优重建并进行遗传、类贪心交叉和变异操作,以保留评分较高的特征维度,有利于提高全局播种阶段的分类准确率.最后,为解决昂贵适应度评估带来的计算效率低下问题,建立历史数据库,在适应度评估前先进行库内查找,减少了重复解个体的计算量.实验结果表明,相比9个对比算法, FSGLFOA-SM在16个UCI数据集上的分类精度和维度缩减率更加优越.

关键词：特征选择森林优化算法评分机制类贪心初始化播种策略计算效率

多阶段应急物资多目标连续分配问题建模与求解

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计算机工程 2024年

作者：张国富管燕妮苏兆品岳峰智能互联系统安徽省实验室(合肥工业大学) 合肥工业大学计算机与信息学院工业安全与应急技术安徽省重点实验室(合肥工业大学)

大型自然灾害应急物资分配是展开受灾点应急救援的基础，主要研究如何对受自然灾害地点周边的应急物资进行合理的调配以尽快的让应急物资从各个储备站输送到受灾点，保障事故救援的顺利开展。然而，已有研究大都局限于单个阶段的应急物... 详细信息

大型自然灾害应急物资分配是展开受灾点应急救援的基础，主要研究如何对受自然灾害地点周边的应急物资进行合理的调配以尽快的让应急物资从各个储备站输送到受灾点，保障事故救援的顺利开展。然而，已有研究大都局限于单个阶段的应急物资分配，且过于强调应急响应的时效性而忽视了物资消耗的连续性。为此，构建了一种面向多储备站、多种应急物资、多受灾点、多阶段连续分配应急物资的多目标分配模型，并分析推演了满足物资阶段内连续消耗的约束条件，然后基于非支配排序遗传算法和启发式策略设计了一种大型自然灾害应急物资多目标分配算法。最后，通过仿真实验验证了所提方法的有效性。实验结果表明，所提方法同时兼顾了大型自然灾害应急响应的连续性和时效性要求，可为大型自然灾害应急救援提供更多更好的应急物资分配方案。

关键词：应急物资连续分配多目标优化非支配排序遗传算法启发式策略可持续灾害供应链

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软件定义网络中一种优化的拓扑发现策略

小型微型计算机系统 2024年

作者：姚纤纤夏鸿斌刘渊江南大学人工智能与计算机学院江苏省媒体设计与软件技术重点实验室

软件定义网络中，目前大部分控制器采用的拓扑发现协议都是OpenFlow发现协议（OFDP），然而随着网络规模增大，拓扑发现过程中控制器与交换机之间的控制消息不断增加导致拓扑发现效率降低。针对这一问题，本文提出了一种新的拓扑发现策... 详细信息

软件定义网络中，目前大部分控制器采用的拓扑发现协议都是OpenFlow发现协议（OFDP），然而随着网络规模增大，拓扑发现过程中控制器与交换机之间的控制消息不断增加导致拓扑发现效率降低。针对这一问题，本文提出了一种新的拓扑发现策略——基于最小顶点覆盖的拓扑发现策略（Minimum Vertex Cover Based Topology Discovery Strategy，MVC-OFDP），通过获取最小顶点覆盖交换机集合，预安装流表规则，同时对交换机实例设置端口标记避免消息的重复发送，大大减少了控制器发送和接收的LLDP消息数量，从而提高拓扑发现过程的效率。并且使用单向链路探测机制保证获得的拓扑信息的准确性。和已有的拓扑发现方法OFDP、OFDPv2和Im-OFDP进行对比，最终的实验结果表明本文提出的策略显著优于这些拓扑发现策略。

关键词：软件定义网络 OpenFlow发现协议拓扑发现最小顶点覆盖算法

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计及电能质量影响的主动配电网光储容量优化

电网技术 2024年第2期48卷 607-617页

作者：王子辉贾燕冰李彦晨韩肖清电力系统运行与控制山西省重点实验室(太原理工大学) 山西省太原市030024 国网山西省电力公司临汾供电公司山西省临汾市041000

“双碳”目标的提出,配电网新能源接入已成必然,光储并网配置将成为影响配电网电能质量的关键因素之一。该文建立一种计及电能质量影响的主动配电网光储双层优化配置模型,下层调度模型采用基于二阶锥规划的最优潮流模型,以系统网损最低... 详细信息

“双碳”目标的提出,配电网新能源接入已成必然,光储并网配置将成为影响配电网电能质量的关键因素之一。该文建立一种计及电能质量影响的主动配电网光储双层优化配置模型,下层调度模型采用基于二阶锥规划的最优潮流模型,以系统网损最低为目标对各主动管理措施和分布式电源出力进行调度;上层配置模型以发电系统年投资运行成本、各光伏并网点电能质量评估值、系统总弃光率和储能收益为目标进行优化,采用向量序优化理论进行求解,保证计算结果的快速性和准确性。采用IEEE-33节点系统进行算例分析,结果表明计及电能质量影响开展主动配电网光储容量优化,可以保证电网运行经济性的同时尽可能提升电网的电能质量,对于新型主动配电网规划建设可提供重要的理论支撑。

关键词：配电网电能质量综合评估光储系统双层优化配置

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