软件定义网络中操作成本优化的控制路径恢复

软件定义网络(software defined network,SDN)是一种新兴的网络范式,其解耦了控制平面和数据平面,实现了网络管理的灵活性。然而,控制平面的逻辑集中化带来了新的挑战,即在各种故障情况下确保较高的可用性。文章在带内控制平面的前提下,提出一种控制平面恢复方法,该方法重复利用旧的控制路径规则,并建立相应的数学模型;最终提出一种考虑复用控制规则的树形恢复算法,并证明当控制路径以最短路径树的形式部署时,算法的近似度为3。实验结果表明,该方法具有较高的有效性。

基于Super-Twisting滑模S面的无人机路径跟踪控制

针对小型固定翼无人机在执行任务时跟踪精度低以及容易受外界风影响的问题,设计基于Super-Twisting滑模S面(STSM S-Plane)的路径跟踪控制器,同时采用内外双环控制模式。外环即速度环采用Super-Twisting滑模控制,内环即姿态环采用S面控制。考虑到S面控制求导易导致积分爆炸的问题引入了二阶微分器,并对外界风组成进行建模研究。最后通过空间特殊曲线来验证所设计算法的控制性能。仿真结果表明,所设计的算法可以实现固定翼无人机对期望路径的精确跟踪,并具有良好的鲁棒性和抗干扰性能。

黔西南赖子山背斜区成矿结构面特征及其对卡林型金矿控矿作用

赖子山背斜位于黔西南卡林型金矿矿集区中部,成矿条件优越。通过对赖子山背斜区内成矿结构面特征的归纳总结,对区内卡林型金矿的控矿作用进行剖析。结果表明:研究区主要发育原生成矿结构面和次生成矿结构面,成矿结构面对金矿的控制作用表现在对金矿体产出、规模、形态、厚度和品位的控制,并指出赖子山背斜区卡林型金矿成矿主要受次生成矿结构面控制。

考虑车辆稳定的避障路径自适应模型预测跟踪

为了提高车辆在稳定行驶前提下的避障路径跟踪控制精度,设计了自适应模型预测路径跟踪控制器和稳定控制器。根据车辆运动特性,建立了车辆在横向和横摆向共三个自由度的车辆动力学方程;基于路径跟踪控制需要,建立了预瞄跟踪控制模型。在避障路径跟踪方面,提出了预测时域随车速和路径曲率自适应变化方法;以提高避障路径跟踪精度和控制量增量最小为优化目标,将路径跟踪控制问题转化为二次型问题,实现了自适应优化求解和时域滚动控制。在车辆行驶稳定方面,从车辆状态的稳定性预判、稳定力矩的计算和分配等方面设计了稳定控制器。经仿真验证,这里的方法能够将车辆状态控制在相平面的双线法稳定区域内,实现了车辆行驶的稳定性和安全性;在避障路径跟踪方面,这里的方法的最大跟踪误差和绝对误差均值远小于传统模型预测控制、文献[14]模糊滑模控制,充分证明了这里的方法在避障路径跟踪控制中的高精度和有效性。

微克飞行器MEMS气动控制微系统

针对微克飞行器对毫米级的控制系统的需求,借助MEMS技术,提出一种微型化的气动控制系统。借助蠕动电极可累积作用效果的特点,使控制系统在力与体积之间达到良好的平衡,达到在小体积内获得高驱动力的目标,通过理论分析和尺寸优化完成结构的设计,并进行有限元仿真分析。仿真结果表示,最终设计的微系统面积为22 mm×12 mm,可以产生433 mN的驱动力,可使控制面实现偏转角在12°范围内的角度调控。

可扩展的网络验证技术:研究现状与发展趋势

互联网作为国家信息基础设施的重要组成部分,已经在各个领域发挥着巨大的作用.随着其规模不断扩大和应用持续深入,我们也面临着意图不一致的网络行为可能导致的灾难性危害.为了确保互联网的正常运行和网络行为的一致性,我们迫切需要可部署的网络验证技术,以确保网络运行时的行为与网络运维人员的意图一致.当前已经有许多关于网络验证技术的研究,这些研究帮助用户实现自动检测网络错误,并进一步分析错误产生的原因.然而,为了满足互联网规模不断扩大的需求,可扩展性问题成为在互联网部署网络验证技术的一项重要挑战.即如何在满足时间和空间复杂度约束的前提下,快速发现并排查网络策略的错误,真正将网络验证技术应用于实际,成为一个研究热点.本文从数据面验证和控制面验证两个方面出发,深入研究和总结了现有的网络验证研究工作,并探索了基于时空优化的可扩展性技术,对这些方案的特点进行了系统性分析.最后,本文总结和展望了网络验证可扩展技术的未来研究趋势,为该领域的研究人员提供一定的参考.

固定翼UAV路径跟踪的全局稳定积分滑模S面控制

针对固定翼无人机的三维路径跟踪控制问题,设计了一种基于全局稳定积分滑模S面模型的内外环控制器。控制器外环采用全局稳定积分滑模控制,内环采用S面控制。设计控制器外环的全局稳定积分滑模控制律,并采用Lyapunov理论证明所设计控制律的稳定性。对内环的指令信号设计S面控制器,考虑到S面控制器中求导的复杂性,引入二阶微分器,解决内环中导数存在积分爆炸的问题。半物理仿真试验结果表明,提出的控制器能精确跟踪期望路径,具有良好的控制性能和抗干扰性能。

分布式驱动车辆直接横摆力矩与转向控制

为了进一步提高车辆在转向行驶过程中的横向稳定性,针对分布式驱动电动汽车,提出了一种在分层集成架构下利用相平面法确定稳定区域控制车辆运动状态稳定的控制策略。由二自由度模型得到的理想侧向速度、理想横摆角速度与实际差值作为上层控制器输入值,上层控制器采用双滑膜控制器结构分别对理想侧向速度和理想横摆角速度进行追踪,分别得到控制量附加转角和附加横摆力矩;下层控制器主要依据相平面法得到的边界值协调控制转向控制和横摆力矩控制的输入输出值,通过最优分配算法将轮胎力和转向角分配到四轮,最终实现对车辆稳定性控制。对控制算法进行仿真验证,证明了所提控制策略的有效性和可行性。

侧风干扰下汽车稳定性控制研究

文章针对高速行驶的汽车在侧风干扰下易发生横摆失稳与驶离预定路径的问题,建立了考虑侧风作用的整车八自由度动力学模型,并利用相平面法,识别侧风环境中汽车所处的状态,设计了主动前轮转向(AFS)与直接横摆力矩(DYC)协调控制器,对侧风环境中汽车行驶进行稳定性控制。在侧风干扰工况下,对控制算法进行仿真验证,结果表明:具有AFS与DYC协调控制器车辆的侧向位移小于无控制及单一控制器的车辆,横摆角速度、质心侧偏角和侧向加速度均得到明显改善,提高了车辆在侧风环境中行驶的安全性和稳定性。

基于可拓相平面稳定域划分的Tube-MPC车辆稳定性控制

针对分布式四轮驱动电动车辆在极限工况下稳定性控制难题,考虑了横摆角速度、横纵向加速度等传感器噪声以及质心侧偏角估计误差的影响,提出了基于可拓理论的相平面稳定域划分方法以及自适应管道模型预测控制(ATMPC)算法,以快速量化车辆稳定性程度,并在满足跟踪精度的前提下保证车辆行驶的稳定性。所设计的车辆横摆稳定性控制系统采用分层设计架构,其中上层基于可拓理论,将车辆质心侧偏角-橫摆角速度相平面与可拓控制域相关联,并根据车辆实际状态判断可拓控制域并计算关联函数,实现了下层的管道模型预测控制(TubeMPC)控制目标权重与控制模式的决策;下层基于Tube-MPC对期望横摆角速度和质心侧偏角进行跟踪,实现附加横摆力矩的精准决策,之后采用轮胎负荷率优化方法进行横摆力矩的分配。通过CarSim与Simulink软件联合仿真,对所设计的控制策略进行仿真验证。结果表明,相较于常规MPC算法,所提出的控制架构与ATMPC控制策略能够有效提升车辆在极限工况下的行驶稳定性以及噪声干扰环境下的鲁棒性。

竖脊肌平面阻滞联合患者自控静脉镇痛用于剖宫产术后镇痛的效果

目的评估超声引导下竖脊肌平面阻滞(erector spinae plane block,ESPB)联合患者自控静脉镇痛(patient controlled intravenous analgesia,PCIA)用于剖宫产术后镇痛的效果。方法选取2022年5月至2023年8月在嘉兴市妇幼保健院接受椎管内麻醉下剖宫产的120名足月单胎产妇。按随机数字表法分为三组:E组(ESPB联合PCIA)、T组[腹横肌平面(transversus abdominis plane,TAP)阻滞联合PCIA]及对照组(仅PCIA),每组40名。分别记录术后4h、8h、12h、24h和48h静息和咳嗽时的视觉模拟评分法(visual analogue scale,VAS)及伯格曼舒适度量表(Bruggrmann comfort scale,BCS)评分。记录48h内有效PCIA按压次数、舒芬太尼总给药量、补救镇痛比例及产妇满意度。观察48h内的不良反应和新生儿结局。结果E组产妇术后8h、12h和24h静息和咳嗽时的VAS评分低于T组,且两组产妇的VAS评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。E组产妇术后8h、12h和24h的BCS评分高于T组,且两组BCS评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。E组产妇术后48h内有效PCIA按压次数、补救镇痛比例和舒芬太尼总给药量均低于T组,且两组的上述指标均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。E组产妇满意度评分高于T组,且两组均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。三组产妇术后48h内的不良反应和新生儿结局比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论超声引导下ESPB联合PCIA的镇痛效果优于TAP阻滞联合PCIA,且可减少镇痛药用量并提升产妇的镇痛满意度和舒适度。

基于自适应S面算法的小型ROV艏向和深度运动控制研究

带缆遥控水下机器人(ROV)系统艏向与深度运动具有强非线性和运行环境不确定性等特点。针对ROV的运动特点,构建运动控制模型并进行化简,通过构建自适应S面控制法对艏向与深度进行控制,并利用Lyapunov的稳定性判据证明该控制法的稳定性,通过仿真验证了该控制法具有良好的稳定性和控制品质。同时,与S面控制法相比,自适应S面控制具有更好的动态性能与静态性能,调节速度快、稳定性强,能够准确控制ROV运动。

电推进火星捕获能量最优平面轨迹间接法优化

电推进行星捕获由于推力小,行星捕获时间将显著增长,具有与化学推进行星捕获完全不同的特性,极大地增加了轨道优化的难度。本文围绕小推力行星捕获段控制问题,以火星探测捕获轨迹优化问题为例,基于双曲轨道参数开展不同性能指标下行星捕获开关机及控制策略研究,使用间接法求解能量最优平面轨迹优化问题得到最优控制策略,并与沿速度方向反向的控制策略进行了比较。结果表明:所提方法实现了对小推力火星捕获的优化设计,捕获后轨道相较于目标轨道的误差较小,轨道安全性能够保证。

电动履带式运输机智能语音控制系统的设计

采用语音识别模块,识别语音命令词控制电动履带式运输机。语音识别模块通过应用配置相关工作模式、识别语音命令词和发送识别语音后对应的通信命令,MCU接收、解析识别语音后对应的通信命令帧,并根据通信命令帧控制履带式运输机前进、后退、左转、右转、车斗升降以及语音播放执行命令的操作。

基于卷积神经网络的抓取框检测方法

服务型机器人抓取的难点在于物体形状不规则、物体位姿随机性以及背景环境复杂。针对此问题,提出一种基于卷积神经网络的机器人抓取方法。该方法以深度图信息作为输入,采用轻量级卷积神经网络将抓取质量、抓取方向和抓取角度映射为热图,根据质量热图中的峰值生成候选抓取框,并从中选取最优抓取框。为验证论文研究方法有效性,基于Cornell抓取数据集进行训练,使用IntelRealSenseD415i深度相机和UR5机械臂搭建实验平台,在真实场景下对随机摆放的物体进行抓取实验。对比试验表明,在Cornell数据集上的准确率和检测速度均有提高,分别达到88.2%和21.0 ms,对数据集之外的物体,抓取成功率达到86%。综上所述,该方法能够快速、精确地对多个物体分别生成抓取框,满足抓取任务的需要。

基于分数阶S面模型的四旋翼轨迹跟踪控制

四旋翼无人机具有欠驱动、非线性、强耦合的特点。针对四旋翼无人机轨迹跟踪控制中跟踪精度低,抗外界干扰能力弱的特点,通过对四旋翼无人机进行四元数建模,使用误差四元数作为控制器输入,消除了无人机在机动角度过大时的奇点问题,提出了一种分数阶S面的控制方法,即将分数阶PID控制与S面控制融合,作为一个新的控制器。轨迹跟踪试验表明,分数阶S面控制器在四旋翼无人机控制模型中的累计误差明显小于分数阶PID,证明了该方法具有抗风扰能力强、跟踪精度高的特点。

SDN在数据中心传输中的自适应流量管理研究

探讨软件定义网络(Software Defined Network,SDN)在数据中心传输中的自适应流量管理。SDN架构的关键组成要素包括控制器、应用层和南向接口,通过控制平面和数据平面的分离,实现了网络的灵活性和可编程性。OpenFlow协议作为关键通信协议在SDN中得到广泛应用,为控制器提供了调整数据平面行为的标准化手段。在自适应流量管理方面,控制器通过实时监测和智能调整网络状态,识别瓶颈和拥塞点,并根据不同应用的性能需求进行精确的流量管理决策。基于流和基于应用的自适应管理算法使网络能够灵活适应不同流量负载,提高资源利用效率。流量监测工具如NetFlow和sFlow以及反馈机制在实现自适应流量管理中发挥关键作用,实时感知和调整网络状态,使SDN网络更加智能、适应性更强,并提供了优越的应用体验。未来的研究方向将关注SDN中自适应流量管理的创新策略,推动网络技术不断进步。

SR技术在二层虚拟专网中基于MPLS的实现与性能分析

文章聚焦于分段路由(Segment Routing,SR)技术在多协议标签交换(Multiprotocol Label Switching,MPLS)中的应用,尤其关注其在二层虚拟专网(Layer 2 Virtual Private Network,L2VPN)中的实现和性能。SR通过标签堆栈实现路径动态引导。控制平面协同工作进行路径计算、标签分配和拓扑管理,数据平面执行实际数据包传输。然后进行性能测试,将测试结果与传统方法进行对比对比,结果表明SR在二层虚拟专网中性能优于传统的传输方式。

超前调剖技术在南华201区块探索与应用

南华201阜三段油藏是典型的滩坝砂高孔高渗油藏,目前处于开发早期,储层非均质性强,注水后,各小层储量动用不均、平面注采矛盾较为突出。数值模拟结果表明,区块在2019年5月见水并进入含水上升期。为改善层间及平面矛盾,优选南华2-16、南华2-31井进行超前调剖试验,取得较好效果,在此基础上推广至区块其余6口水井。8口注水井整体调剖后注入压力上升,吸水剖面得到明显改善,面积井网流线启动率由35.5%提高到64.5%。截至2020年5月,日产油水平稳定在232 t,综合含水控制在18%,明显低于数值模拟预测值,控水稳油效果显著,为整装非均质油藏稳产开发提供了新思路。

铁路CPⅢ建网测量技术和方法研究

普通铁路的低精度控制网已经无法满足新时期铁路运营维护的需要,采用轨道控制网(CPⅢ)控制测量体系对重建普通铁路控制网具有重要意义。为研究CPⅢ测量技术和方法,本文以某铁路控制网重建项目为例,介绍铁路控制网布设要求,详细介绍CPⅢ加密测量、平面测量、高程测量的技术方法。结果表明,本次建网测量各项控制指标均符合规范要求,研究内容可为相关工程应用提供参考。