Solution of Multi-Delay Dynamic Systems by Using Hybrid Functions

In this paper, we present a method for finding the solution of the linear multi-delay systems (MDS) by using the hybrid of the Block-Pulse functions and the Bernoulli polynomials. In this approach, the MDS is reduced to a system of linear algebraic equations by expanding various time functions for the hybrid functions and using operational matrices. To demonstrate the validity and the applicability of the technique, some examples are presented.

榫卯:一种可组合的定制化内存分配框架

动态内存分配器是现代应用程序重要组成部分,它负责管理空闲内存并处理用户内存请求.现代通用动态内存分配器能够提供较为平衡的性能与内存利用率,但考虑到不同应用场景的内存使用情况和优化目标不同,使用通用内存分配器并非最优解.针对应用场景定制的专用内存分配器通常能够更好地满足系统需要,然而编写专用内存分配器较为费时,也容易出错.开发者通常使用内存分配框架搭建专用动态内存分配器.然而,现有的内存分配框架存在抽象能力较差,组合性与定制性不足的问题.为此,从函数式编程视角审视动态内存分配过程,基于函数可组合性提出了一种可组合的定制化动态内存分配器框架榫卯.榫卯框架将系统内存分配抽象为多个互不耦合的内存分配层级函数的组合,这些层级函数能够扩展出策略槽,以提供更高的定制性和组合性.榫卯框架基于标准C实现,依赖C预处理器的元编程特性实现层级函数组合的零性能开销.开发者能够通过组合与定制分配器的层级函数,快速构建出适合应用场景的内存分配器.为了证明榫卯框架的有效性,使用榫卯框架构建了3种不同的内存分配器实例:tlsfcc,hslab与wfslab,其中tlsfcc针对多核嵌入式应用场景,通过替换同步策略优化并发吞吐率;hslab是核心感知的slab式分配器,通过定制线程缓存优化在异构硬件的性能;wfslab是低延迟的无等待/无锁分配器.为了评估这3种内存分配器实例,通过运行基准测试对比现有内存分配器.实验分别在8核x86/64平台和8核异构aarch64嵌入式平台进行.实验表明tlsfcc与原始tlsf分配器相比,在上述两个平台上分别取得了平均1.76和1.59的加速比;对比hslab与类似架构的tcmalloc,它在两个平台的平均执行时间仅为tcmalloc的69.6%和85.0%;wfslab则取得了参与实验对比的内存分配器中最小的最差情况内存请求延迟,其中包括目前最先进的无锁内存分配器mimalloc和snmalloc.

胸椎旁神经阻滞在肺癌手术患者中的应用及对机体应激免疫功能的影响分析

目的 分析胸椎旁神经阻滞(TPVB)在肺癌手术患者中的应用及对机体应激、免疫功能的影响。方法选取2022年3月至2023年5月宜宾市第二人民医院收治的200例肺癌手术病例,随机分至研究组(接受TPVB)、对照组(采用肋间神经阻滞)各100例,记录2组恢复情况,对比其疼痛视觉模拟评分(VAS),分析2组术前(T0)、给药15 min(T1)、诱导插管后(T2)、切皮时刻(T3)、拔管前(T4)平均动脉压(MAP)、心率、皮质醇(Cor)浓度,比较2组免疫功能指标、蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分及不良反应发生率。结果研究组恢复自主呼吸、首次排气、首次下床活动的时间均较对照组缩短,研究组的丙泊酚用量更低(P<0.05),2组手术时间、麻醉时间差异无统计学意义(P>0.05);研究组术后VAS评分优于对照组(P<0.05);研究组T1~T4时的MAP、心率、Cor均低于对照组(P<0.05);术后48 h研究组CD8^(+)低于对照组,而CD4^(+)、CD4^(+)/CD8^(+)高于对照组(P<0.05);研究组术后24 h、48 h的MoCA评分较对照组更高,而术后48 h认知功能障碍发生率更低(P<0.05);研究组不良反应发生率低于对照组(P<0.05)。结论TPVB应用在肺癌手术患者中,可促进其术后康复,镇痛效果满意,利于减少对机体应激、免疫功能的影响,且术后发生认知功能障碍及不良反应风险低。

中控ECS-700在烃类生产中的应用

ECS-700系统是浙江中控DCS系统在企业中应用较广泛的系统。该系统拥有集成化的系统结构和系统应用软件,并融合最新的现场总线技术和网络技术,可帮助用户及时获得工艺过程信息,提高自动化水平,降低维护成本,实现企业高效能。基于以上优势,在烃类生产中应用中控ECS-700系统。结合现场实际和相关资料,首先简单介绍ECS-700 DCS的系统结构,重点说明该系统在实际中的应用,如系统硬件配置、组态软件,功能块应用,列举一些特殊控制方案的组态方法。

融合可验证随机函数的改进Raft共识算法

传统的Raft算法容易因受到恶意攻击而导致效率低下。针对Raft算法在执行过程中可能被攻击者探测到Leader身份进而发动攻击的问题,利用可验证随机函数的随机性和非交互式特性,改进了原有Raft算法,隐藏了选主过程中Leader的身份的同时避免了原算法的多轮选举问题。提出的改进Raft算法的详细设计了可验证随机函数的实现并将其融入到选主过程中,并且分析了改进方案的系统安全性和稳定性,对比了不同共识算法在各需求场景下的表现。仿真试验表明:改进后的算法在选主过程中隐藏了被选中节点的身份,在保证系统稳定性的前提下提高了系统安全性,并且在系统节点越来越多时提高选主的时间效率的表现更好。

基于调车系统的技术站编组去向方案优化

优化编组去向方案是改善技术站系统分工、合理使用调车线的重要措施。针对传统单点列车编组计划模型将车站视为一个点从而忽视折角车流的不足,将双向编组站的上下行系统分别看作不同的点,提出基于调车系统的编组去向方案优化模型。区别于既有多点列车编组计划模型,根据编组去向的车流内容引入车流折角改编概率,并将编组去向的最小流量、车站的折角改编车流比例、不同编组去向的车流共用同一调车线等纳入模型约束中。在不降低解的质量下,基于Sigmoid函数拟合得到车流折角改编概率的近似计算公式,有效提高模型的求解效率。基于实际路网的算例结果表明,本文模型所得编组去向方案相较于既有模型更加符合运输实际。

IEC 61499工业过程工控安全体系建设探究

针对IEC 61499工业过程工控安全体系建设问题,分析了MMB服务接口功能块在应用交互中的重要性。以西门子公司的LicOS EC400 PLC为例,探究了基于IEC 61499标准的控制系统的具体实现。研究结果表明,MMB模块可重复使用,提高其效率及精度;S7-300PLC系统在系统设计和算法组态编程上优势显著,但还需要改进资源利用和程序执行顺序等方面。

高速磁浮与高速轮轨系统主要技术参数对比分析

高速磁浮是利用电磁力将车辆悬浮于导轨上,利用直线电机驱动列车前进的铁路系统,其悬浮导向系统、轨道梁系统、牵引运控系统等与高速轮轨有着显著区别。通过线路工程、轨道工程、桥梁工程、隧道工程及牵引供电工程、运行控制工程、无线通信工程等方面,对比分析了高速磁浮与高速轮轨主要技术参数,以期为高速磁浮工程设计与技术研究方向提供参考。研究结果表明:高速磁浮对轨道结构精度、平顺性,桥梁频率、变形以及隧道内车辆气密性提出了更高的要求,设计时要求桥梁一阶竖向自振频率不小于1.1倍列车通过频率;此外,高速磁浮采用地面控制、固定闭塞方式,1个分区只能有1列车运行,其信号控制、无线通信与牵引供电三子系统间耦合更为紧密,对车地无线通信数据传输性能提出了更高的要求,牵引定位数据时延要求不大于5ms。

基于三菱PLC顺序功能图(SFC)编程法在交通灯控制系统中的应用

以往许多学者深入探讨了基于PLC的交通灯控制系统,重点关注系统的稳定性、灵活性和可维护性,并提出了多种设计方法,但少有研究专门针对三菱PLC的顺序功能图(SFC)编程法在交通灯控制系统中的应用。因此,本文将着重研究如何利用三菱PLC顺序功能图编程法设计一种高效、稳定、可维护的交通灯控制系统。采用理论分析和实证研究相结合的方法,利用三菱PLC顺序功能图编程法设计新的交通灯控制系统。与传统的交通灯控制系统相比,新系统在稳定性、灵活性和可维护性方面均具有显著优势,在实验和实地测试中表现出色,能够有效提高交通流畅度,减少交通拥堵,并保障道路安全。

FF现场总线控制系统功能块实例化的实现

在分析基金会现场总线功能块应用进程规范的基础上 ,提出了功能块实例化的实现方法 ,同时实现了功能块数据的保存和恢复 .该方法对基金会现场总线的工程应用和推广具有一定的意义 .

实时工业以太网EPA网络控制系统平台研究

研究开发了NCS-EPA网络控制系统平台。研究NCS-EPA组态开发系统、网络仿真系统的基础上,设计了网络控制软件仿真平台设计中的仿真网络接口与NS2的衔接技术。实现的网络控制仿真框架中NS2网络模块封装了EPA控制网络协议栈与功能块算法模块,解决了EPA控制系统网络性能的模拟。NCS-EPA结合离线组态的网络模拟仿真和在线设备组态监控配置控制策略模块、功能块I/O信息与物理I/O映射信息,实现控制策略的虚拟对象与物理系统的映射。NCS-EPA网络控制系统的开发表明,基于EPA的分布式网络控制的组态与仿真能够满足控制系统性能设计要求与工业自动化的测试需求。

基于分类方法的分形图像压缩

分形图像因其图像块的自相似性可以得到较高的压缩比、有效的减少冗余。在分形和局部迭代函数系统理论的基础上,介绍了一种灰度排列法的编码方案。该方法按照1/4子快的灰度均值,通过放射变换将图像块分为3大主类。每个子块在相应的父块类中去寻找最佳匹配的父块,从而使无效父块在搜索过程中的比较次数明显减少。实验结果表明,该算法能有效的压缩图像,压缩比高、解码图像质量好、压缩时间较短。

基于IEC61499标准的可重构数控系统设计方法

可重构数控系统采用模块化结构和开放式系统接口,可充分利用先进的控制技术、硬件产品等有利资源,提高系统功能的自适应性与快速响应能力。根据制造技术不断变化的发展要求,通过对IEC 61499功能模块模型进行研究,提出了一种控制逻辑可重构的数控系统设计方法,规范软件功能模块的接口信息与控制算法描述,提高系统功能的升级、集成与二次开发能力。为了验证所提出的设计方法,搭建了可重构数控系统的基本原型,并进行加工测试。

基于分形理论的地震裂缝检测方法

依据地震波的动力学参数对裂缝的敏感性和裂缝的分形特征 ,以地震层位振幅数据为检测对象 ,基于图像处理中的分形边缘检测技术 ,提出了分形理论的裂缝检测方法 (多尺度分形参数的地毯覆盖方法和分形压缩方法 )。用计算机生成了Mandelbrot分形集和IFS分形 ,并分别进行了检测试验 ,效果显著。应用多尺度分形参数和分形压缩 2种方法对某油田的层位振幅数据进行了裂缝检测 。

厌氧消化过程系统动力学模型构建方法研究

厌氧消化过程具有非线性、超复杂、多反馈等诸多特点,传统数学模拟方式存在诸多不足与缺陷,尤其在模型的进化过程中存在较大的局限性。针对如上问题,研究引入系统动力学(SD)理论,采用SD建模方法构建了厌氧消化过程的数学模型。本文详细介绍了厌氧消化过程系统动力学分块混箱模型(ABMM)的构建理论,步骤及方法,并利用实验室规模EGSB反应器进行了验证。研究结果表明,基于SD方法建立的厌氧消化过程数学模型具有模型结构简单、信息再现性强、易于理解、方法融合性强等系列优势。在给定条件下可以实现相对较为理想的模拟效果。

基于政府行政管理职能构建统计体系的基本思路与方法

对某个具体的政府行政职能部门而言,其数据供给和需求常常是不对称的。如何构建一套统计体系,将与其有关的统计数据信息采集、加工、应用、发布通过一个信息系统来实现,以满足其对外的数据供给和对内的数据需求?本文以北京市住建委为例,给出了政府行政职能部门统计体系设计的四个基本步骤:解析行政管理职能,构造统计体系的基本框架,分模块进行具体统计内容设计,落实统计报送周期、数据来源和传输渠道。

从系统框图描述求传递函数的两个算法

针对线性多变量和单变量系统的控制系统计算机辅助设计，给出从复杂控制系统框图求传递函数的两个算法，对解的存在性进行了讨论，并给出计算实例。该算法适用于对复杂系统稳定性、抗摄动性能等方面的分析和计算。

嵌入式系统中面向服务的软件开发方法

提出了在嵌入式系统中面向服务的软件开发方法,不仅可以实现普通软件中面向对象开发方法的功能,而且可以满足嵌入式系统对资源和实时性的要求,并以基金会现场总线功能块的开发验证了这个开发方法。

矿井监控图像的分形编码

针对井下光照度低,监控图像对比度低,平滑区域较多这一特点,为了提高煤矿井下监控图像的分形压缩编码的效率,采用了基于平滑块处理的分形编码算法。在进行分形编码时,预先设定图像D块及R块的方差阈值,将方差小于其阈值的所有D块剔除在码本之外,对于方差小于其阈值的所有R块不进行搜索匹配,而是直接赋以均值。实验研究结果表明:基于平滑块处理的分形编码算法比基本分形编码算法更有效。该算法的实现提高了分形编码的效率,有助于解决煤矿井下监控图像的低比特率传输问题。

实时以太网控制系统的功能块执行方法

为了提高实时以太网控制系统的运行效率和通信性能,在EPA(Ethernet for Plant Automation)确定性通信调度的基础上提出了一种功能块执行方法。该方法将现场设备中所有需要远程通信的功能块整合为功能任务,并且按照功能块执行与数据通信周期同步的原理确定了功能任务的执行规律:功能任务在单个通信宏周期中只能单次执行,当周期报文空窗期满足功能任务执行需求时,功能任务在周期报文传输任务结束时执行;当周期报文空窗期不能满足功能任务执行需求时,功能任务在非周期报文传输任务结束时执行。实验证明,该方法实现了系统中功能任务与通信任务的周期同步,避免了功能块的无效执行与数据的无效传输,提高了系统的运行效率和通信性能。