以学生为中心的“电路分析”课程教学改革探究

在高等教育的本科教学改革过程中,以学生学习产出为中心的教学理念得到了广泛的认可,文章在“电路分析”课程中建立以学生为中心的教学模式,重构教学内容,优化教学流程。利用课程知识图谱作为抓手,引导学生的学习思路,培养学生主动学习的能力和方法;通过课堂多种互动教学的设计,激发学生的学习主动性;同步建立相应的教学监督体系,反馈教学质量,充分锻炼学生的自学能力。

基于单边调制映射函数的LCC-HVDC直流侧阻抗精确建模

阻抗模型是电网换相换流器型高压直流输电系统小信号稳定性分析的重要基础,阻抗模型的准确程度直接影响系统小扰动稳定性分析。该文首先从同步触发原理出发,引入基于单边调制产生的映射函数,该函数蕴含控制及换相信息,可以准确建立换相/非换相期间交直流侧的映射关系;其次,考虑换相动态并通过谐波线性化和傅里叶变换建立完整的直流侧电压和交流侧电流的频域小信号动态模型;再次,考虑控制和换流阀阻尼回路,建立整流侧和逆变侧直流阻抗解析模型;最后,以CIGRE高压直流标准测试模型为例,基于PSCAD/EMTDC平台验证了直流侧阻抗模型的准确性及其用于小扰动稳定性分析的有效性。

一种提高量子线路保真度的映射方法

由噪声导致的双量子比特门操作错误是可逆的量子线路执行结果保真度下降的重要原因。提出一种将量子线路映射至含噪声量子计算设备的策略,提高量子线路在量子计算设备上的执行成功率。该策略给出一种寻找近邻路径方法,用于在量子比特不是全连通的量子计算设备上找出2个量子比特的近邻路径;由于在近邻路径上任意2个近邻量子比特的噪声一般不同,基于近邻路径上的双量子比特门执行成功率构建启发式函数,估算前瞻窗口内的线路保真度,并根据该代价函数选择保真度最高的近邻方式。通过测试多个Benchmarks,实验结果表明,与Qiskit工具包中SabreSwap和BasicSwap算法相比,本文所提策略的量子线路保真度平均提高65.67%和71.60%。该方法可以提高量子线路保真度。

基于快速效率MAP图的外转子永磁同步电机优化设计

电动汽车复杂的运行工况要求驱动电机转速-转矩范围和高效率区范围宽,而电机效率MAP图是评估驱动电机是否满足上述要求最直观的工具。但是,电机效率MAP图通常需要台架测试来获取,费时费力,无法满足电动汽车敏捷开发过程中进行快速验证和优化迭代的要求。为解决这一问题,文章对轮毂电机中使用的外转子永磁同步电机,通过等效磁路法计算电机电磁参数值,再结合电机控制方法对电机全转速-转矩区间损耗进行计算,最后在MATLAB中编程实现电机效率MAP图的快速计算。基于此方法,结合遗传算法,可以实现电机结构参数的快速优化设计,进而提高产品开发效率。

基于《辅行诀》所载“汤液经法图”探究乌头汤治疗膝骨关节炎的组方思想

《素问·脏气法时论》里面提到了人与天地四时之间的对应关系,并进一步论述了二十四节气对人体疾病发展变化的影响及选药组方思想。而随着《辅行诀》的问世,这一组方思想在“汤液经法图”中被充分展现。本文在综合分析《黄帝内经》与《辅行诀》内容的基础上,运用“五运六气”理论分析膝关节骨性关节炎(膝骨关节炎)的产生、发展及预后,并且从“汤液经法图”的角度分析乌头汤治疗膝骨关节炎的组方思想,以期为中医临床辨证及选药组方提供一定的理论依据和文献支撑。

基于知识图谱的变压器匝间短路故障辨识研究

变压器出现的故障数据间的关联性没有被较好地利用,会直接影响变压器匝间短路故障的辨识准确性。为此,提出基于知识图谱的变压器匝间短路故障辨识研究。基于柔性策略采集变压器数据,根据实际运行情况及数据采集目标需求,调整数据采集量及时间间隔。根据采集到的变压器数据,采用本体构建、实体抽取、关系抽取和图谱构建的步骤构建知识图谱。将提取的知识图谱故障样本特征,输入到你只看一次(YOLO)v4检测模型中。通过YOLOv4检测模型与知识图谱结合的检测方法,完成变压器匝间短路故障的自动辨识。试验结果表明:变压器匝间短路故障自动辨识的准确率、召回率和F值均较高,因而辨别及时性高、自动辨别效果好。该研究解决了传统方法中存在的问题,具有重要的现实意义。

一种二维架构下的量子电路布局与优化方法

为解决将量子电路映射到二维架构并实现量子位近邻问题,提出了一种二维架构下的量子电路布局与优化方法。首先根据量子门在量子电路中的执行顺序和相互作用,提出基于量子位权重的深度优先搜索量子位映射次序,再考虑到映射次序的已放入量子位、待放入量子位和未放入量子位的关系进行量子位的初始布局实现量子位的初始映射;进而对近邻过程中的相同前瞻量子代价的选择进行了优化,再根据优化后的代价结果,插入SWAP门,实现所有双量子门的最近邻。最后利用实验对提出的方法进行了验证,并与已有的方法进行了比较。结果表明所提出方法在中小规模的基准电路上平均优化率达到18%,在中大规模的基准电路上平均优化率达到17%。

支持一般电路的高效安全基于属性签名

基于属性签名(attribute-based signature,ABS)是一种重要的密码原语,具有广泛的应用背景,得到众多学者的关注,是密码学的研究热点.为了提高基于属性签名的安全性、表达力和效率,使用多线性映射作为工具,提出一个支持一般电路的具有完善隐私性的基于属性签名方案.引入节点权重概念并采用“从上到下”递归,显著减少生成签名的计算开销;利用左右孩子节点的对称性,缩短门节点的密钥长度.所提出的方案将不可伪造性从“选定消息且选定属性攻击下存在不可伪造”提升到更强的“自适应选择消息但选定属性攻击下存在不可伪造”;将访问结构从特殊电路拓展到一般电路,可以支持任意访问结构,达到任意的访问控制粒度;在保持签名仅为1个群元素的前提下,显著缩短主公钥、主私钥和签名钥的大小和显著降低签名密钥生成、签名生成和验证的计算开销.分析表明:所提出的方案在性能和效率方面均有明显优势,是一个实用的方案.

积分映射法I/F转换电路的设计与实现

针对传统I/F转换电路逻辑复杂、器件性能要求高的情况,设计了一种基于积分映射法的I/F转换电路。将第一级积分电压输入映射电路,积分电压映射到控制芯片TTL标准内,使控制芯片同时实现电压比较、逻辑控制两种功能,取代传统I/F转换电路专用比较和逻辑控制2个分立模块。通过Multism建立仿真模型,验证了所设计电路的功能特性。在常温条件进行电路测试,实验结果表明:所设计的I/F转换电路零位稳定性优于2.14366×10^(-6),线性度达到10个ppm内。

基于环流时频图谱的抽水蓄能机组励磁绕组匝间短路故障诊断

抽水蓄能机组作为关键电气设备,其运行连续性与可靠性对构建新型电力系统意义重大。针对抽水蓄能机组励磁绕组匝间短路故障的状态监测易受动/静偏心及电枢反应影响,早期故障特征难以有效辨识的问题,该文提出一种基于环流时频图谱的励磁绕组匝间短路故障诊断方法。首先,根据抽水蓄能机组的结构特点及电磁感应关系,推导了动/静偏心及静偏心复合励磁绕组匝间短路状态下的同相多支路环流公式,得到了各状态下的环流特征谐波;其次,搭建了发电容量为334 MV·A的抽水蓄能机组二维有限元仿真模型,计算了动/静偏心及不同匝间短路程度下的同相分支环流大小,绘制了相应的时域、频域及时频图谱,通过对比实验验证了环流时频图谱可从时间、频率角度全面解析故障特征,有效区分偏心、电枢反应干扰与匝间短路故障;最后,基于凸极同步发电机模拟实验平台,模拟了不同故障程度的匝间短路运行状态,采集了同相支路电流数据用于环流时频图谱分析,实验结果证明了该方法可有效排除静偏心及电枢反应干扰,并以包含运行时间、特征频率及信号强度的三维图谱信息直观地展示机组的运行状态。

基于随机优化模型的量子线路映射辅助设计方法

物理量子位之间的受限连通性是含噪中型量子计算设备面临的重要约束之一。量子线路映射方法通过插入量子交换(SWAP)门对量子线路进行变换,使得其中的每一个量子位交互操作均满足物理设备施加的受限连通约束。在噪声环境下,减少插入的SWAP门数对于提升量子计算成功率有重要意义。以最小化SWAP门数为目标,结合随机搜索技术,提出了一种基于多迭代随机寻优模型的启发式量子线路映射优化方法。实验结果表明,该方法可以通过迭代大幅减少量子线路映射过程所需插入的量子门数,并有效降低结果物理线路对初始映射的依赖程度。

基于交换门的前瞻启发式量子线路映射算法

含噪声中规模量子硬件的耦合约束使得大多数量子算法通过插入附加量子门改变量子位映射,令量子算法直接运行在硬件上。为了降低量子线路的运行时间及提高量子线路的保真度,设计了一种基于交换门的前瞻双向启发式映射算法。首先,利用前瞻机制考虑前端层信息,提高了附加门数结果的稳定性。其次,设计搜索策略评估物理上近邻的候选交换门,降低交换门搜索空间的复杂度。最后,采用双向遍历全局考虑量子线路的门信息,得到更高质量的初始映射。此外,该算法适用于任意耦合量子硬件架构,同时具有线路深度和附加门数的选择能力。实验结果表明,相较于主流算法A*-based算法和SABRE算法,该文提出的SPBHA算法可减少约68%与34%的附加门数,线路执行时间缩短,保证了量子程序结果的可靠性。

电力载波芯片全数字QAM调制器电路设计

文中设计一种应用于高速窄带电力载波芯片中信号发射机部分的正交幅度调制(QAM)调制器。采用自上而下的方法,首先进行调制系统整体设计,再对各模块进行设计,最后进行各模块的顶层设计,所有电路的设计采用Verilog HDL进行描述。所设计的64QAM调制器可以实现信号在频带受限的信道中以较高的速率传输,满足电力载波芯片内QAM部分的设计要求。

基于深度学习算法的船用高频电路工作状态检测研究

为了提升船用高频开关电源的运行可靠性,提出基于深度学习算法的船用高频电路工作状态检测方法。采集船用高频电路工作状态信号,作为深度受限波尔兹曼机的输入,深度受限波尔兹曼机利用2层受限玻尔兹曼机,通过2次非线性映射,提取船用高频电路工作状态特征。设置所提取的高频电路工作状态特征,作为支持向量数据描述方法的输入,将输入样本映射至高维内积空间,判定样本是否存在于高维内积空间的最优超球体内,检测船用高频电路工作状态为正常或异常状态。实验结果表明,该方法可以精准检测船用高频电路工作状态,满足船舶高频开关电源的运行可靠性需求。

基于电路地图的移动机器人路径规划

分析比较了障碍分布特性与网格电路电阻阻值之间的类似特性 ,利用电路中电流集中于阻值最小通路的原理 ,即最大电流通路具有与实际环境中道路长度短而且在障碍区中的道路宽度大的路径的相互对应性 ,尝试了一种基于电路地图的路径规划方法 .这种方法在局部规划的同时 ,兼备了路径规划的全局性 ,有效地从根本上避免了人工势场法等方法容易陷入局部最优的不足 .

基于混沌电路的模拟式阵列触觉传感器A/D转换电路

本文利用混沌帐篷映射电路对小信号敏感及非线性变换的独特性能 ,提出了一种新颖的适用于模拟式阵列触觉传感器的 A / D转换电路 ,具有调理放大和 A/ D转换功能一体化优点 ,并且电路简单、易于集成实现 ,可实现多路触觉信号的同时采样和 A /

纳米CMOS电路逻辑等效变换

针对纳米CMOS电路连通域结构约束,该文提出了基于逻辑复制方法的电路等效变换技术以降低电路映射复杂性。首先通过对电路中所有的门扇出值进行排序来选定基准高扇出值;然后对于高扇出门单元通过二次方程式计算变换前后复杂度,对复杂度降低的高扇出门单元执行逻辑复制并进行扇出分割。与传统插入反相器方法网表转换法比较,结果表明使用该文提出的方法电路不仅更快速地被映射到纳米混合电路单元上,而且具有更好的时延特性。

基于电路地图的带拖车移动机器人路径搜索

采用电路映射地图进行环境建模,在等效尺寸的基础上对带拖车移动机器人的路径规划进行研究.这种方法在局部规划的同时,兼备了路径规划的全局性,有效地从根本上避免了人工势场法等局部分析方法容易陷入局部最优的不足.理论分析和仿真验证了本方法的可行性和正确性.

基于电路地图的移动机器人三维路径规划方法

通过建立多网笼三维立体电路地图的方式,将复杂的三维空间路径规划问题转化成为相对简单的电路求解问题,用不同的电阻阻值表征三维空间中障碍物、威胁源、气流或水流等对水下机器人或飞行机器人的不同运动影响程度,形成一种能够真实反映物理空间中实际情况的环境建模方式,使得路径规划的结果具有综合决策的效果.经仿真结果证明该方法节省系统计算时间,是一高效易行的路径规划方法.

纳米/CMOS电路单元的快速映射

针对纳米/CMOS混合电路(CMOL)单元映射问题,提出一种基于混合遗传算法的映射算法.将任意布尔电路转换为适于CMOL映射的基于或非门的电路,读入该电路进行染色体编码,形成初始种群;每一代种群经过二维交叉算子、变异算子进行解空间全局搜索,并引入模拟退火算法进行局部搜索使种群个体得以改进.对ISCAS和MCNC标准电路的实验结果表明,采用该算法进行求解不仅使电路面积小、时延短,且具有求解速度快、能处理规模较大电路的特点.