输入幅值及其变化率受限下的机械臂预设性能控制

针对输入幅值以及输入变化率受限的机械臂轨迹跟踪控制问题,设计了一种新的鲁棒自适应预设性能控制方案.相关控制策略采用嵌套平滑饱和函数约束系统状态以确保闭环系统满足预设的瞬态和稳态性能指标,同时考虑系统控制信号的幅度及其变化率的限制,避免系统因控制信号发生突变对系统稳定性产生影响.此外,由于无需对不确定动力学进行估计或者补偿,所提出的控制算法复杂度低,增益选择简单,易于在机械臂系统中实现.最后,通过对机械臂模型进行仿真验证所提出方法的有效性和可行性.

深度神经网络的测试输入选择与度量标准研究综述

随着深度神经网络在各个领域受到广泛应用,对其进行测试评估并确保其安全性显得尤为重要。测试输入选择方法可以帮助在测试数据集规模较大且标注成本较高的情况下,对测试样本进行选择与排序,以提高测试效率和测试覆盖率。为了深入了解深度神经网络测试输入选择领域的研究进展,对近5年来91篇相关领域的学术论文进行了系统梳理。介绍了深度神经网络测试的基本概念和流程,包括深度学习系统的构建、测试输入的选择和测试结果的评估;概括分析了各种度量标准和测试输入选择方法的适用场景与不足之处,以及彼此之间的相互联系。最后,指出了当前深度神经网络测试输入选择与评估工作面临的挑战和机遇。

土-结构动力相互作用问题分析中地震动输入的一种新方法

为实现地震作用下土-结构动力相互作用问题的有限元模拟,需要在人工边界上完成地震动的有效输入,目前工程和科研中常用的地震动输入方法有两种:波动输入方法和振动输入方法。波动输入方法的模拟精度高,但实施上相对复杂且耗时,而振动输入方法处理简单,但模拟精度较低。针对应力型人工边界提出一种在人工边界上实现地震动输入的新方法,该方法通过对土-结构有限元模型中由人工边界节点及相邻节点组成的局部子结构施加自由波场位移时程并进行动力分析,从而直接获得可实现地震波动有效输入的等效地震荷载,然后在土-结构有限元模型的人工边界节点上施加等效输入地震荷载并完成动力计算,由此完成土-结构动力相互作用问题的地震动输入和地震反应计算。与原有波动输入方法相比,新方法避免了原方法需分别计算人工边界上自由场应力和由引入人工边界条件引起的附加力,以及需要根据不同人工边界面的外法线方向确定荷载作用方向等较为复杂的处理过程,具有等效地震荷载计算简便、地震动输入过程更易于实施的特点。采用均匀弹性半空间和成层弹性半空间一维地震反应算例初步验证新方法的正确性和可靠性。

典型高原湖泊人类活动净氮磷输入时空变化及其影响因素——以云南星云湖为例

星云湖作为人类农业生产活动影响下环境问题突出的代表性高原湖泊,其水体健康与生态平衡对于区域可持续发展至关重要。因此,量化解析星云湖流域人类活动净氮磷输入时空来源变化及影响因素对于流域管理和湖泊恢复具有重要意义。基于社会经济统计数据,采用人类活动净氮输入(NANI)、人类活动净磷输入(NAPI)模型量化星云湖流域NANI、NAPI强度。结果表明,19892020年研究区NANI、NAPI均值分别为(14614±2196)和(3135±452)kg/(km^(2)·a),时间上呈现先上升后下降的变化趋势,且峰值出现在2015年,分别达到18076和3889 kg/(km^(2)·a);空间分布上,除东部NANI、NAPI较低外,其余区域均较高;化肥和食物/饲料输入分别是NANI和NAPI的最大来源,占比分别为58.2%~63.8%和30.5%~59.5%。此外,基于模型选择和变量重要性分析发现,经济作物产量和畜禽密度是影响NANI、NAPI变化的最主要因素。因此,星云湖流域氮磷管控应从调整种植结构和模式等控源措施入手,加快经济模式转型。本研究结果可为星云湖流域建立有效的氮磷综合管理措施提供科学依据。

湛江湾人为净磷输入时空演变及驱动因素分析

海湾区域与外界水交换有限且受人类活动影响较大,容易出现水体富营养化、污染物蓄积等问题,进而威胁生态系统的稳定。磷是影响海湾水体质量的关键营养元素,定量评估人为磷输入是区域营养盐管理的重要基础。本研究以湛江湾为研究区域,基于人类活动净磷输入(NAPI)模型,结合该流域所属6个行政单元统计数据,系统核算和剖析湛江湾2001-2021年期间的NAPI强度,并深入探讨演变趋势及其驱动因素。结果表明:①湛江湾平均NAPI强度达2742.46 kg/(km^(2)·a),在时间尺度上,自2001年起整体呈现先升高后下降的趋势,2016年达到最高,随后略有下降并趋于稳定。②在空间尺度上,西部地区的NAPI值高于东部,北部高于南部,遂溪县和开发区NAPI强度的贡献率最高,为67.7%。③基于NAPI的组成结构,化肥施用量是湛江湾NAPI的主要贡献因子,年均贡献率高达88.7%。因此,在湛江湾流域的磷管理措施中,需要重点关注化肥磷输入以及磷元素滞留的协同管理。

输入电压波动下变模态宽增益谐振变换器研究

针对传统LLC谐振变换器在宽输入下开关损耗过大、增益范围较窄、难以保持输出稳定的问题,研究一种变模态宽增益谐振变换器。该变换器及其控制策略能够依据输入电压的大小,在全桥和半桥两种模态之间自由切换,有效拓宽电压增益范围。通过对变换器谐振腔结构的优化,进一步拓宽增益,减小能量循环、降低开关管损耗,同时能够在电流传输中引入三次谐波,降低损耗。利用基波近似法对电压增益进行推导,绘制增益曲线图,分析谐振参数对电压增益的影响,根据需求设计合适的参数,并运用变频控制,通过调节输入电压,使得变换器运行在不同模态,实现电压平稳输出。搭建一台55~220 V输入、30 V输出的300 W实验样机,实验结果证明了所提变换器控制策略的有效性。

湿地甲烷代谢对氮输入响应的复杂性及其机制分析

氮素是影响湿地甲烷代谢过程的重要因素之一。氮输入是否影响湿地甲烷排放,增加全球气候变暖的风险,一直受到科学界的高度关注。目前关于氮输入对湿地甲烷排放影响的几篇meta-analysis文章的主要结论均为氮输入促进湿地甲烷排放,但是多篇研究性论文的结果为氮输入抑制或不影响湿地甲烷排放,由此可见氮输入对湿地甲烷排放的影响十分复杂。湿地甲烷代谢包括湿地甲烷产生、氧化和传输过程以及最终的甲烷排放,综述不同形态氮输入对水稻田、内陆湿地和滨海湿地甲烷排放通量影响的复杂性;分析湿地甲烷产生速率和途径、甲烷好氧氧化和硝酸盐/亚硝酸盐型厌氧甲烷氧化对不同形态氮输入的响应及机制。硝态氮输入对湿地甲烷产生具有抑制作用已成共识,然而其它形态氮输入对湿地土壤甲烷产生的影响具有较大的不确定性,氮输入影响湿地甲烷产生的机制主要包括电子受体-底物竞争机制、离子毒性机制、促进植物生长-碳底物供给增加机制以及pH调控机制等。氮输入对湿地好氧甲烷氧化影响的研究多集中在水稻田和泥炭湿地,影响的结果包括促进、抑制或影响不显著;氮输入促进湿地土壤硝酸盐/亚硝酸盐型厌氧甲烷氧化。着重分析氮输入对湿地甲烷代谢影响不确定性的成因,指出湿地甲烷代谢对氮输入的响应是一个生态系统层面的生物地球化学过程,并提出氮输入是最具争议效应的驱动因素之一,其对甲烷代谢的影响很难得出明确的模式,可能需要考虑湿地土壤特征(本底氮含量、有机碳含量、土壤C:N值等)以及植物群落类型和特征,最后提出今后在氮输入对湿地甲烷代谢影响方面应加强的研究领域。

带有状态/输入量化的无人艇航向跟踪控制

[目的]针对水面无人艇(USV)的海上通信受限的问题,提出一种带有状态/输入量化的USV航向跟踪控制方法。[方法]基于反步法设计系统控制律,结合动态面技术降低虚拟控制律的计算量膨胀问题。对于控制系统中存在的不确定项及外界干扰,利用扩张状态观测器(ESO)进行估计。采用均匀量化器分别对控制系统中的状态变量和控制输入进行量化,且量化后的状态反馈信息仅用于跟踪控制。利用量化状态递归设计基于ESO的USV航向控制器,证明闭环控制系统中量化变量和非量化变量间误差的有界性。[结果]基于李雅普诺夫稳定性理论,提出了量化误差考量及闭环系统稳定性判定方法,严格证明了所设计的带有状态量化和输入量化的USV航向跟踪控制系统的稳定性,仿真实验验证了该控制策略的有效性。[结论]结果表明,所提方法可为USV航向跟踪控制提供借鉴。

输入时滞多智能体系统的输入受限一致性控制

针对具有输入幅值约束的输入时滞机械系统,研究基于有向图拓扑的多智能体系统(multi-agent system,MAS)的一致性控制问题。对于只有部分智能体能够接收到理想信号的情况,提出一种观测器,使每个智能体都能观测到理想信号,并证明观测误差的指数收敛性。在控制器设计中,通过将系统的输入积分反馈到控制器中,消除输入延迟的影响;结合输入积分法和双曲正切函数,在解决输入延迟问题的同时限制控制输入幅值,并利用FMINCON函数优化控制参数。最后,利用李雅普诺夫方法证明控制目标的实现和闭环系统的渐近稳定性。仿真结果表明,所提出的观测器和控制器能够有效实现系统的一致性控制。

汉字输入法种种

本文总结和比较了计算机中汉字输入的几种办法 。

对两种汉字编码输入法效率的比较研究

为了找出提高汉字输入效率的方法，通过理论分析和实验室实验方法，抽取１２名被试测试了当前最常用的两种汉字输入法，即新智慧全拼输入方法和智能五笔输入法的输入效率。结果发现两种方法需要大量的学习时间才能掌握，其中智能五笔需要的学习时间更长，更容易被遗忘。实验揭示，各种汉字输入方法还都需要进一步改进。

数码输入法功能的分析与研究

通过对四种较典型的数码输入法功能的分析,讨论了各自的优缺点,指出了一个优秀的汉字数码输入法应具备的功能,并设计了一个可移植到手机以及各类PDA产品上使用的纵横输入法原型系统。

基于扩张状态观测器和抗饱和输入的伺服电机等效反步滑模控制

为了提高伺服电机系统的动态响应速度、抗干扰能力,解决输入饱和的问题,课题组基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)和抗饱和输入(anti-saturation input,ASI)辅助系统设计了伺服电机的运动控制方案。首先,建立了伺服电机的数学模型,将系统阻尼和系统不确定性归为扰动,将扰动设为系统的扩张状态;然后在等效反步滑模控制(backstepping sliding mode control,BSMC)的基础上,引入了ASI辅助系统和ESO,解决输入饱和问题,并抑制内、外干扰;采用双曲正切饱和函数替换符号函数以减小滑模控制的抖振;通过李雅普诺夫稳定性方法检验所提出控制器的稳定性。最后,将基于ESO和ASI的等效反步滑模控制与比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制、滑模控制(sliding mode control,SMC)进行仿真对比。结果表明:相较于传统PID和SMC控制器,课题组所设计的控制器可以实现伺服电机的无超调快速响应,解决了输入饱和问题,并具有较好的抗干扰能力和减小输入冲击的作用。

2005—2023年中国输入性登革热流行特征分析

目的分析我国输入性登革热病例的流行特征,为我国登革热的科学防控提供参考。方法通过中国疾病预防控制信息系统收集2005—2023年全国报告的输入性登革热病例,采用描述流行病学方法分析中国输入性登革热的时间、空间和人群特征,采用R软件绘制热图和桑基图。结果2005—2023年全国累计报告输入性登革热病例14376例,病例数总体上呈现上升态势(2020—2022年除外),报告县(市、区)数与病例数的变化趋势基本一致。输入性病例分布在30个省(自治区、直辖市)的293个地市的1454个县(市、区)。报告病例数较多的省份有云南省(5778例,占40.19%)、广东省(2634例,占18.32%)、福建省(1165例,占8.10%)、浙江省(1105例,占7.69%)、四川省(469例,占3.26%)和湖南省(457例,占3.18%)。输入性病例主要来自缅甸(5260例,占36.59%)、柬埔寨(3830例,占26.64%)、泰国(996例,占6.93%)、菲律宾(615例,占4.28%)、马来西亚(552例,占3.84%)、老挝(527例,占3.67%)、印度尼西亚(428例,占2.98%)和越南(416例,占2.89%)。输入性病例分布具有显著的季节性特征,集中在夏秋季,全国高峰期总体在6—11月,云南省高峰期为8—11月,广东、福建和浙江省高峰期为6—10月。输入性病例中国籍和外国籍比例为4.23∶1;男女性别比为2.01∶1;年龄集中在21~50岁(10967例,占76.29%);职业主要为农民/民工(4268例,占29.69%)、商业服务(2667例,占18.55%)、家务及待业(1894例,占13.71%)。结论中国输入性登革热具有季节性特征,主要来自缅甸和柬埔寨,主要输入云南省和广东省,具有男性居多、年龄和职业聚集等特征,建议因时因地加强入境重点人群的登革热防控。

低复杂度水声多输入多输出正交时频空调制通信方法研究

在多输入多输出正交时频空调制(MIMO-OTFS)水声通信系统中,基于消息传递(MP)算法的MIMO-OTFS通信的计算复杂度较高,在实际应用中会增加设备成本。针对上述问题,该文提出一种基于2维虚拟时间反转镜(VTRM)的MIMO-OTFS均衡算法,该算法利用VTRM的时频空聚焦特性,有效提高了均衡性能,并通过改进的2维比例归一化最小均方(IPNLMS)算法进行信道估计,该算法利用时延-多普勒域信道的稀疏特性以较低的复杂度提高了收敛速度,最后通过2维自适应判决反馈均衡算法消除残余的码间串扰,进一步提高系统性能。仿真结果表明,所提均衡算法具有可行性,且在保证相同性能时,复杂度低于MP算法。

基于皮肤-脂肪模型的太赫兹体内多输入多输出信道特性分析与建模

为探究太赫兹(THz)频段体内多输入多输出(MIMO)通信系统的传输特性,该文在0.8~1.2 THz下构建了精确的皮肤-脂肪模型,对皮肤-脂肪模型中垂直方向和水平方向的链路进行全波电磁仿真,分析太赫兹体内信道特性,建立路径损耗模型。首先,结合太赫兹频段人体组织的介电特性和人体皮肤的解剖学结构构建皮肤-脂肪模型。其次,对比分析了3条链路的路径损耗和阴影衰落,提出带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型。最后,对3条链路的莱斯K因子、均方根时延扩展、MIMO容量进行分析。仿真分析表明,带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型可以更准确地描述加长距离垂直链路2的路径损耗,发射端在体表可以增强MIMO容量。该文的工作可以为太赫兹体内通信系统的设计和优化提供参考。

中国市域尺度人为净氮磷输入及其空间异质性分析

为解析中国人为净氮输入(NANI)和人为净磷输入(NAPI)的来源和空间分布,本研究构建了中国市域NANI和NAPI模型,核算了2020年中国367个市域单元NANI和NAPI,并采用标准差椭圆方程和莫兰指数对其进行空间异质性分析。主要结论为:①2020年中国NANI和NAPI分别为4596.43 kg N/(km^(2)·a)和840.02 kg P/(km^(2)·a);②化肥施用是NANI和NAPI的主要贡献源,其中80.93%、89.65%的市域单元分别为其最大贡献源;③中国NANI和NAPI空间分布具有明显的聚集性和异质性,以胡焕庸线为界,东南部地区的NANI和NAPI明显高于西北部,聚集区域主要分布在华北平原地区。NANI和NAPI模型是一种定量评估区域内氮磷排放状态的模型,能够为中国氮磷污染重点区域的识别、污染治理等提供技术支撑。

皖北地区一起输入性皮肤炭疽聚集性疫情调查分析

目的分析皖北地区一起皮肤炭疽聚集性疫情的发生原因和流行病学特征,提出有针对性防控建议。方法在疫情发生后,对皮肤炭疽病例进行流行病学调查,同时采集病例标本及环境样本开展实验室检测。结果此次疫情共报告皮肤炭疽病例11例,其中确诊病例2例、临床诊断病例6例、疑似病例3例;分布在阜阳颍州区某屠宰场5例、亳州利辛县某村庄6例;病例均从事牛只养殖、屠宰、销售等工作,感染来源均指向自外省某牲畜交易市场购买的牛只。结论本次疫情为一起由省外输入染疫动物引起的本地人间疫情,直接接触染疫牛只是导致感染的主要原因。

基于输入−状态联合估计的漂浮式风机塔架结构载荷反演及状态分析

[目的]旨在研究波浪作用下漂浮式风机塔架的结构载荷反演方法及动力响应状态。[方法]以半潜型风机为研究对象,通过时域仿真模拟测量数据,并且基于漂浮式风机的频域仿真模型计算塔架的质量归一化模态,将二者作为输入−状态联合估计(joint input-state estimation,JIS)算法的输入,对漂浮式风机塔架开展结构载荷反演以及实时状态分析。[结果]结果表明:基于JIS算法,以塔架节点的仿真数据作为算法的输入,估计的塔根载荷以及塔架节点响应与仿真结果具有良好的一致性,实现了高精度的反演。[结论]反演结果验证了JIS算法的有效性,可以用于漂浮式风机的实时状态分析,保障漂浮式风机长期安全稳定运行。