基于改进连续时间动态系统的模拟SAT求解器

针对布尔可满足性问题的高效求解进行了研究。首先,通过对k-SAT问题和基于耦合常微分方程形式的确定性连续时间动态系统的分析,提出了一种基于时延信息形式的改进连续时间动态系统方程,以保持集中搜索特性;然后,提出了实现该系统方程的三个主要组件即信号动态电路、辅助变量电路和数字验证电路的模拟设计。在信号动态电路的设计中,设计了一种获得更高性能、更小面积和更低功耗的模拟硬件形式;在提出的辅助变量电路和数字验证电路的模拟硬件设计中,实现了避免梯度下降搜索陷入无解和确定给定问题的解是否已经找到的目标;同时提出了降低面积和功耗的可替代辅助变量电路的两种设计方案。仿真实验结果表明,提出的新的模拟SAT求解器不仅是有效的,而且相比于单一软件算法实现的SAT求解器和其他硬件类SAT求解器具有更高的加速性能和更低的功耗。

连续时间完全-限定(K=2)两级轮询系统性能分析

为了实现区分网络优先级、保证公平性、提高普通站点的性能和效率,在完全-限定(K=1)两级轮询控制系统模型的基础上,提出连续时间完全-限定(K=2)两级轮询控制系统模型。在该模型中,使用限定(K=2)服务和完全服务分别对普通站点和中心站点进行服务。中心站点转换到普通站点进行服务时,使用捎带查询方式。在此基础上,采用马尔可夫链和概率母函数的数学方法建立该轮询系统模型,并推导平均排队队长和时延。利用MATLAB进行仿真实验,结果表明:理论值与仿真值误差较小,验证了理论分析的正确性;与门限-完全服务模型相比,该模型中心站点的队长和时延均小于门限-完全服务中心站点的队长和时延,具有更高的优先级;与一级完全服务和一级限定(K=2)服务模型相比,区分了优先级,性能分别提升11.7%和14.5%,说明两级服务远好于一级服务;与完全-限定(K=1)两级服务模型相比,增加了发送的数据,减少了等待时间,性能提升13.04%左右,进一步优化了普通站点的性能。

分布式网络中连续时间周期的全局top-K频繁流测量

在分布式网络中,测量top-K频繁流对资源分配、安全监控等应用至关重要。现有的top-K频繁流测量工作存在不适用于测量分布式网络流量或只考虑单时间周期等局限。为此,提出了分布式网络中连续时间周期的全局top-K频繁流测量方案,在分布节点中布置了紧凑的概率数据结构来记录网络流信息,每个时间周期结束后分布节点向中心节点发送必要信息,中心节点汇聚得到从测量开始至当前时间周期的全局top-K频繁流。考虑到每条流可能出现在一个或多个测量节点,使用了不同的方法来减少传输开销。对于每条流只会出现在单一节点的情况,采用传输分段最小值的方法来获得阈值,实验结果表明这种方法减少了全量传输超过50%的传输开销。对于每条流会出现在多个节点的情况,提出了多阶段无误差处理方法和单阶段快速处理方法,分别应对不能容忍误差的场景和实际高速网络流量,相比每个时间周期都使用已有单周期方法,传输开销的实验表现降低了两个数量级。最后还提出了一种利用历史平均增值信息降低通信延迟的方法,实验结果表明该方法有效降低了限制信息的平均相对误差。

一种应用于音频的可重构Σ-Δ连续时间调制器

基于180 nm CMOS工艺,设计了一种应用于音频领域的可重构前馈式3阶Σ-Δ连续时间调制器。传统Σ-Δ连续时间调制器只有一种工作模式,而该设计利用可重构的积分器使Σ-Δ连续时间调制器具有高精度和低功耗两种工作模式。此外,采用的加法器提前技术减小了调制器功耗,负电阻补偿技术提高了调制器的SNDR,额外环路延时补偿技术提高了调制器的稳定性。仿真结果表明,在20 kHz信号带宽、1.8 V电源电压下,低功耗模式下调制器的SNDR为94.7 dB,功耗为291μW;高精度模式下调制器的SNDR为108 dB,功耗为436.6μW。

连续时间门限完全服务两级轮询系统性能分析

为区分业务优先级以及提高系统公平性与稳定性,在简化求解过程的基础上,提出一种连续时间门限完全服务两级轮询系统。系统状态由马尔科夫链得出并根据其建立数学模型,系统的平均循环周期、平均排队队长等性能参数由对数学模型的概率母函数进行求导所得,将求导结果与仿真实验进行对比,验证理论分析的准确性。将该系统与单级系统、其它两级系统进行对比,验证了该系统在保证业务优先级的同时更具公平性与稳定性。

基于连续时间谱的沥青混合料黏弹性参数换算

为了提升沥青混合料黏弹性参数的换算精度,探究沥青混合料连续时间谱的确定与换算方法,利用改进Sigmoidal函数得到了连续时间谱的显式计算公式,提出了基于连续时间谱的沥青混合料黏弹性参数换算流程,实现了由频域黏弹性参数向时域黏弹性参数的换算,采用Mix-9.5、Mix-19、Mix-25沥青混合料的复数模量和蠕变柔量试验对黏弹性参数的换算精度进行验证。结果表明,利用改进Sigmoidal函数计算得到的沥青混合料连续时间谱能够有效避免不良谱线产生,取时间点间距N=1时,基于连续时间谱换算得到的蠕变柔量较离散时间谱更接近于试验值,换算得到的松弛系和蠕变系参数曲线符合沥青混合料的黏弹性参数曲线特征,具有较好的换算一致性。

一款400μm^(2)用于极短距离接收机具有中频补偿的56 Gb/s PAM4反相器型连续时间线性均衡器

高速极短距离有线数据接口是芯粒间互连的重要技术方案。传统的基于电流模逻辑的连续时间线性均衡器由于高电源电压和无源器件的使用已经无法满足芯粒间数据接口高密度、小型化、低功耗的需求。针对该问题,本文提出了一种带中频补偿的反相器型连续时间线性均衡器,可在极短距离应用中传输28 Gb/s非归零信号以及56 Gb/s四电平脉冲幅度调制信号。本设计采用28 nm CMOS工艺实现,核心面积仅为400μm^(2)。经过-9.4 dB@14 GHz的极短距离信道后,基于版图的仿真结果表明,所提出的连续时间线性均衡器使28 Gbaud的非归零信号与四电平脉冲幅度调制信号眼宽分别提升0.14 UI与0.41 UI,眼高提升328 mV与119 mV,56 Gb/s四电平脉冲幅度调制信号工况下功耗为6.12 mW。

计及调节资源AGC动态特性的离散-连续时间随机前瞻经济调度

随着具有波动性的可再生能源渗透比例不断提高,系统对调频备用的需求显著增加。为了制定更合理的调度方案和调频备用,有必要研究经济调度和自动发电控制(automatic generation control,AGC)之间的协调优化。该文提出建立考虑调节资源AGC动态特性的离散-连续时间随机前瞻经济调度模型,以制定兼顾能量平衡和调频需求的调度决策,并实现快慢资源的最优协同,增强系统的动态调节能力。为降低模型复杂度,在当前时段将调节资源的AGC动态特性建模为精细化离散模型,在前瞻时段采用简化的连续时间模型刻画调节资源的AGC动态特性,显著降低问题规模。通过在目标函数中引入合适的储能充放电成本惩罚项,将储能充放电互补约束松弛,从而消除01变量。最后,采用Benders分解算法实现并行求解,进一步降低了计算时间。该文在PJM5节点系统和IEEE118节点系统进行算例验证。结果表明,与传统模型相比,所提模型可以有效降低系统的频率偏差;与在前瞻时段考虑精细化AGC动态约束的模型相比,所提模型可显著降低计算时间。

连续时间的IS-LM模型可控制性与仿真研究

在现代经济学的标准假设下,建立连续时间的IS-LM动态模型,分析IS-LM动态模型的系统结构特征,设计连续时间的IS-LM动态模型的控制律,得到控制律的解析解并进行仿真分析。研究表明:连续时间的IS-LM动态模型具有能控性、能达性和完全能观性等系统结构特征;连续时间IS-LM动态模型系统可以任意配置其极点,使模型系统渐进稳定,达到输出调节并具有满意的动态性能,即在现代经济学的标准假设下,证实了IS-LM动态模型的可控性。根据模型假设及模型参数的经济意义设计仿真实验,仿真实验结果验证了所设计反馈控制律对连续时间IS-LM动态模型控制的有效性。因而,针对复杂多变的经济形势,科学设计经济政策,能有效实现经济调控的目标。

一种恒定增益自适应连续时间线性均衡电路

提出了一种基于22 nm CMOS工艺制作的高速(25 Gbps)恒定增益的自适应连续时间线性均衡电路。分析了传统连续时间线性均衡电路的优缺点,简要介绍了几种经典的自适应均衡电路架构及其局限性,阐明了实现新架构自适应均衡的必要性。采用具有相同低频增益,不同峰化增益的两路信号传输路径相结合,通过调节两路信号结合权重来实现均衡增益调节,同时保持了低频增益恒定,以维持信号通道的噪声容忍度。对均衡器输出信号进行全频段和低频段的信号幅度整流检测,并经过与预设阈值进行比较,比较结果反馈控制均衡增益以实现自适应效果。基于22 nm CMOS工艺进行了电路设计,1.8 V电源供电,静态电流5 mA。仿真结果显示,可对经过0~10 dB@12.5 GHz的不同输入插损的25 Gbps输入信号进行合适的自适应均衡补偿,改善输出信号完整性,提高眼图开口度,降低抖动。电路结构简单,功耗/面积开销小,适用于小输入信号、噪声/功耗/面积敏感的应用场景,如高速光纤通信前端收发机。

连续时间量子行走算法在截断单形晶格上的搜索研究

为证明连续时间量子行走算法在结构型数据库上的搜索可以实现二次加速的效果,对结构型数据库中的截断单形晶格类型,进行了连续时间量子行走算法的应用研究。首先对截断单形晶格进行对称性分析,确定系统演化所处的希尔伯特空间,然后用哈密顿量本征态与基础态的平方叠加、和简并微扰理论两种方法来求解系统演化需要的临界跳跃率。最后通过对图中的边进行加权的方法,合并了量子搜索的步骤,缩短了系统演化的时间,从而实现了平方加速的效果,并表明了边的权重对量子搜索过程的影响。

非平衡有向网络下带约束的连续时间分布式优化算法设计

本文基于权重不平衡有向网络,对一类分布式约束优化问题进行研究,其中全局目标函数等于具有李普希兹梯度的强凸目标函数之和,并且每个智能体的状态都有一个局部约束集.每个智能体仅知道自身的局部目标函数和非空约束集.本文的目标是用分布式方法求解该问题的最优解.针对优化问题,提出了一种新的分布式投影梯度连续时间协调算法,利用拉普拉斯矩阵的零特征值对应的左特征向量消除了图的不平衡性.在某些假设下,结合凸分析理论和李雅普诺夫稳定性理论,证明了算法能够获得问题的最优解.最后,通过仿真验证了算法的有效性.

考虑经济安全的宏观经济学:连续时间宏观经济金融学的研究进展

连续时间宏观经济金融学是2008年国际金融危机后形成的宏观经济学研究的新范式,它将传统宏观经济学和连续时间金融学归并起来——将金融学中的风险因素纳入到宏观经济学的分析之中,得以对远离稳态的经济危机状态进行刻画和表征,进而细致且严谨地考察经济安全和经济风险问题。本文介绍了连续时间宏观经济金融学的学理缘起,并分析了连续时间宏观经济金融学对于宏观经济学的优势。然后本文分四个板块系统梳理了连续时间宏观经济金融学的发展脉络。最后,本文对连续时间宏观经济金融学的未来研究方向做出了展望,以期为新时代中国经济安全问题的研究提供理论借鉴。

用于连续时间中策略梯度算法的动作稳定更新算法

在强化学习中,策略梯度法经常需要通过采样将连续时间问题建模为离散时间问题。为了建模更加精确,需要提高采样频率,然而过高的采样频率可能会使动作改变频率过高,从而降低训练效率。针对这个问题,提出了动作稳定更新算法。该方法使用策略函数输出的改变量计算动作重复的概率,并根据该概率随机地重复或改变动作。在理论上分析了算法性能。之后在九个不同的环境中评估算法的性能,并且将它和已有方法进行了比较。该方法在其中六个环境下超过了现有方法。实验结果表明,动作稳定更新算法可以有效提高策略梯度法在连续时间问题中的训练效率。

裂隙介质中Pu迁移的连续时间随机游走模拟

为更准确地模拟核素的非菲克迁移行为并寻求一种更合理的建模方法,根据一维裂隙岩柱中Pu(钚)迁移试验资料,利用基于不同联合概率密度的连续时间随机游走(CTRW)模型和传统对流-弥散方程(ADE)对Pu迁移的穿透曲线(BTC)进行了过程模拟,对比分析了ADE模型、CTRW-TPL模型、CTRW-TPLA模型和CTRW-ETA模型的拟合程度及适用性,进而选择出最优的模型对不同胶体浓度下Pu在裂隙介质中的迁移进行模拟研究.结果表明,相较于传统ADE模型,参数拟合后考虑吸附作用的CTRW-TPL模型能有效地描述非菲克迁移行为特征,CTRW-ETA拟合过程更易实现,但能为迁移行为的刻画提供的信息较少.研究还发现胶体的存在显著提高了Pu在裂隙介质中的迁移性,但胶体浓度超过某个临界值后,随着浓度升高Pu的迁移性反而减弱,在CTRW理论框架中,该过程表现为表征广义运移速度和弥散系数的参数值先增大后减小,而介质对溶质颗粒的平均吸附率先减小后增大.

采用自适应连续时间线性均衡器和判决反馈均衡器算法的一种16 Gbit/s并转串/串转并接口

该文在体硅CMOS工艺下设计了一种16 Gbit/s并转串/串转并接口(SerDes)芯片,该SerDes由4个通道(lanes)和2个锁相环(PLLs)组成。在接收器模拟前端(AFE)采用负阻抗结构连续时间线性均衡器(CTLE),得到22.9 dB高频增益,利用5-tap判决反馈均衡器(DFE)进一步对信号码间干扰(ISI)做补偿,其中tap1做展开预计算处理,得到充足的时序约束条件。采用最小均方根(LMS)算法自适应控制CTLE和DFE的补偿系数来对抗工艺、电源和温度波动带来的影响。测试结果表明,芯片工作在16 Gbit/s时,总功耗为615 mW。发射器输出信号眼高为143 mV,眼宽43.8 ps(0.7UI),接收器抖动容忍指标在各频点均满足PCIe4.0协议要求,工作温度覆盖–55℃~125℃,电源电压覆盖0.9 V±10%,误码率小于1E-12。

计及N-1线路故障的连续时间随机安全约束机组组合问题的双层分解算法

伴随着可再生能源装机规模逐步扩大,电力系统的随机性和波动性进一步增强。为了制定更准确的机组启停和发电计划,保证系统运行安全,建立计及N-1线路故障的连续时间随机安全约束机组组合模型。首先采用Bernstein多项式将该无限维的连续时间优化模型转化为有限维的混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)模型。由于转化后的模型维度极高,为高效求解该模型,提出逐步对冲-Benders分解(progressive hedging-Bendersdecom-position, PH-BD)双层分解算法:外层采用逐步对冲(progressive hedging,PH)算法对场景打捆后的“场景束”进行分解,实现每个场景束对应问题的并行计算;内层采用Benders分解(Benders decomposition,BD)算法将每个场景束对应问题分解为无线路约束主问题和可并行求解的线路约束子问题。最后在IEEE118节点系统中进行算例验证。结果表明,与离散时间模型相比,连续时间随机安全约束机组组合模型可以更准确地制定机组启停和发电计划以及设置备用容量;与传统PH算法相比,所提出的PH-BD算法显著降低了求解时间。

恒跨导轨对轨带有连续时间共模反馈的FDA设计

提出了一种恒跨导输入输出轨对轨带有连续时间共模反馈的全差分运算放大器。输入级互补差分对采用交叉导通实现输入总跨导在整个共模输入范围内保持恒定;中间级采用折叠共源共栅结构实现高增益和满摆幅。同时设计了一种连续时间共模反馈电路搭配A类输出结构,使FDA能够在大摆幅和高阻抗的系统下工作。基于SMIC 0.18μm工艺对设计的FDA进行仿真验证与版图绘制,该电路在电源电压3.3 V,负载电容5 pF时,直流增益92.2 dB,单位增益带宽5.55 MHz,输入输出轨到轨范围接近100%,输入级跨导变化率仅4.53%,建立时间分别为218和195.7 ns,其对应的压摆率分别为15和16.7 V/μs。

基于空间格的连续时间空域特征提取算法

为解决空间曲线压缩算法及曲线拟合算法等空中目标空域活动规律分析存在的历史航迹数据多且利用率不高、无法处理连续长时间的轨迹规律等问题,提出利用空间格对目标空域特征进行提取,优化连续时间的航迹空域特征提取算法。首先对选定的空域进行网格划分,然后通过航迹坐标变换,将航迹点位置与空间格匹配,最后提取目标空域特征。通过性能分析,该算法既能充分利用历史航迹大数据,又能压缩算法存储空间,显示出连续时间段内的航迹特点。

回购与缺货成本下的连续时间报童模型

对带回购策略与缺货成本的连续时间报童模型,研究了其最优订购策略与批发价策略,使得生产商和零售商期望收益最大化。在零售价格依赖需求过程与零售价格外生的两种情形下,讨论了带回购策略和缺货成本对连续时间报童均衡策略的共同影响。运用随机最大值原理研究了以上问题均衡策略的存在唯一性,讨论了均衡策略满足的条件,在价格外生情形下得出结论:回购策略与缺货成本的共同作用,使得零售商的最优订购量和供应商的最优批发价格均提高很多。最后,通过数值算例做了最优批发价格与最优订购策略的敏感度分析,具体例子验证了已得结论。