基于差分运算的望远镜驱动系统非预期故障重构方法

极端环境下的望远镜驱动系统永磁同步电机传感器容易面临非预期故障,导致系统观测性能下降,甚至可能造成望远镜停机。在这种情况下,提出一种用于望远镜驱动系统电流传感器的故障重构方法,主要包含故障检测、隔离和重构等几个方面。其中,故障检测由三阶级联差分运算完成,对不同的故障类型、即使微小故障也能有很好的鲁棒性;决策逻辑电路根据故障检测提供的故障信号flag执行隔离操作;Switches开关根据隔离动作选择合适的电流,以达到故障重构目的。仿真试验表明,该方法从故障状态切换到健康状态是平稳的,且不影响系统的动态性能,确保驱动系统的可靠性和稳定性。

用于燃料棒氦质谱检漏的多级差分真空系统设计方案研究

用于燃料棒氦检漏的装置是燃料棒生产过程中的核心部件之一,关系到燃料棒的生产质量和核电站运行稳定。现有的检漏装置采用卧式检漏装置,将燃料棒成批放入其中进行检测,检漏效率有待提高。文章开发一种多级差分真空系统,用于燃料棒的在线通过式检漏,根据系统特点,提出了系统的设计思路和流程,通过迭代计算的方法,进行极限差分比、抽速和稳态压力计算,并对系统的参数进行分析。研究表明,该多级差分真空系统的研制是可行的,检漏室压力能维持在较低的水平,检漏响应时间较快,检漏效率优于现有设备,且系统冗余度较高,有较大的降低成本的空间。该系统能实现单根燃料棒的氦质谱检漏,为燃料棒的质量管控和溯源提供了基础。

基于双重差分法的宁夏大气PM_(2.5)长期暴露对呼吸系统疾病死亡影响的研究

目的了解宁夏2010—2015年呼吸系统疾病死亡情况和PM_(2.5)的分布状况,探讨宁夏大气PM_(2.5)长期暴露对居民呼吸系统疾病死亡的影响。方法收集2010—2015年宁夏居民死亡监测数据,各街道、乡镇大气PM_(2.5)年均浓度以及气象、人口、地理信息等相关资料。采用改良的双重差分设计(广义非线性模型拟合),分析大气PM_(2.5)长期暴露对呼吸系统疾病死亡的影响。结果在呼吸系统疾病死亡人群中,男性占比55.36%,女性比占44.63%;64岁及以下组占比14.21%,65岁及以上组占比85.79%;大气PM_(2.5)浓度每升高1μg/m 3,对呼吸系统疾病和下呼吸道疾病死亡的OR值及95%置信区间(CI)分别为1.03(1.02~1.04)、1.03(1.02~1.05)。分层分析结果显示,大气PM_(2.5)浓度每升高1μg/m 3,对男性和女性呼吸系统疾病死亡的OR及95%CI分别为1.03(1.02~1.04)和1.03(1.02~1.05);对年龄≤64岁及年龄≥65岁组呼吸系统疾病死亡的OR及95%CI分别为1.02(0.99~1.05)和1.03(1.02~1.04)。结论宁夏地区大气PM_(2.5)长期暴露增加人群呼吸系统疾病、下呼吸道疾病死亡的风险,男性和女性均为敏感人群,年龄≥65岁组人群更加敏感。

旋翼无人机载差分光学吸收二维探测系统的研究及应用

针对机载探测系统的小型化、多角度、多高度、快速同时获取大气多污染物的技术需求,研制了一套融合多传感实现不同高度和不同方位角的轻量化、低成本的小型差分光学吸收二维机载观测系统,并将其搭建于旋翼无人机平台上应用于大气环境污染物的观测.本文详细介绍了研制的旋翼无人机平台和机载差分光学吸收系统构成,开展了系统稳定性研究,机载设备偏航角、翻滚角以及俯仰角的角度偏差均值分别为0.07°,-0.13°,-0.12°,满足监测稳定性要求.将机载系统与商用地基差分光学吸收系统进行比对观测实验,比对结果显示二者监测数据相关系数均大于0.92.最后利用该机载系统开展外场飞行实验,机载差分系统分别飞行距离水平面至30,60,90 m高度进行观测,观测时仰角设置为0°,方位角从0°到360°每隔30°进行一次测量,获得了不同方位角以及不同高度下的NO_(2),SO_(2),HCHO浓度分布信息.研究结果表明该研发系统满足大气多污染物同时快速多角度多高度的探测技术需求.

全面创新改革试验、软环境与区域创新生态系统韧性——基于空间双重差分及双重机器学习的准自然实验

采用2009—2021年中国内地30个省份面板数据(因数据不全,西藏地区未纳入统计),构建基于多样性、缓冲性、进化性、流动性、协调性五维特性的区域创新生态系统韧性评价体系及基于市场环境、政府治理环境、法制环境、金融环境、创新环境的区域软环境评价体系,运用空间双重差分模型、双重机器学习模型就全面创新改革和软环境对区域创新生态系统韧性的影响机制进行准自然实验,结果发现:全面创新改革和软环境均能显著强化区域创新生态系统韧性;全面创新改革对区域创新生态系统韧性具有负向空间效应,而软环境的空间效应能够强化区域创新生态系统韧性;全面创新改革能够强化软环境对区域创新生态系统韧性的促进作用,而软环境的空间效应对全面创新改革的空间效应具有调节作用;全面创新改革能够通过优化软环境对区域创新生态系统韧性的五维特性产生促进作用,但对多样性的影响有限。

一类生长-抑制系统的高精度紧致差分格式

主要研究了一类生长-抑制系统的有限差分方法。基于紧致差分方法及Crank-Nicolson方法,建立了一个时间方向具有二阶精度、空间方向具有四阶收敛精度的数值格式,详细分析了该格式的收敛性以及稳定性,通过数值算例验证了数值方法的有效性。

一类基于观测器的随机端口Hamilton系统的输出调节

研究一类含匹配干扰的随机端口Hamilton系统的输出调节问题,提出了一种基于观测器的输出调节方法.首先,利用随机端口Hamilton系统的耗散结构和内模原理,设计基于观测器的调节器,保证闭环系统依概率渐近稳定且追踪误差渐近收敛.在此基础上,对同时含匹配干扰和外部干扰的随机端口Hamilton系统,给出基于观测器的鲁棒调节器.这些输出调节方法能保证随机端口Hamilton系统的耗散结构,将系统的输出调节问题转为稳定性问题,从而避免求解调节器方程及Hamilton-Jacobi-Issacs不等式.数值结果表明这些输出调节方法是有效的.

基于差分进化算法的数控机床进给系统加速试验优化模型

为了进一步提高数控机床进给系统工作性能及效率,该研究引入差分进化算法,基于差分进化算法的原理和应用流程,自动寻找最佳的参数配置,提高加速过程的效率。通过差分进化算法的迭代优化,寻找最佳的参数组合,以实现更快速、更平稳的加速过程。模型运行试验结果表明,优化后的数控机床进给系统在加速阶段具有更高的性能和更短的加速时间。研究结果能对提高数控机床的加工效率和性能提供有力支持,对于制造业具有重要的实际应用意义。

广义协变Hamilton系统与结构算子的应用

研究了完整广义Hamilton系统平衡下的微分方程,得到了几何势函数的对数解,运用结构算子重新表示了由几何括号的刚性定理推导的引理公式,得到了一个推论,并举例说明。

基于差分进化算法的电力系统负荷控制方法

传统的负荷控制方法在处理问题时耗时较长,导致系统供电能力弱。为解决该问题,文章提出了基于差分进化算法的电力系统负荷控制方法。使用该方法对电力系统负荷数据时间序列进行分析并选取序列的最优解,将其用于负荷控制问题,有助于寻找最优控制策略。基于此,通过制定具体的控制指令,可实现对电力系统负荷的有效控制。实验证明,基于差分进化算法的负荷控制方法能够提高供电能力,从而实现对电力系统负荷的有效控制。

基于Hamilton多智能体系统的风力发电机组协同控制

针对风力发电复杂非线性系统,研究变风速条件下实现最大风能捕获。考虑风力发电系统的非线性因素,建立了每个风力发电机的Hamilton模型。基于多智能体一致性方法,采用互联有向图表征多风力机之间的通信联系;设计了预置控制器,将领导者风力发电机稳定到期望的平衡点以实现最大风能捕获;设计了一种领导—跟随一致性控制协议,以实现跟随者多风力发电机之间以及与领导者风力发电机的协同控制。仿真验证了所提控制策略的有效性和优越性。当某风力发电机发生通讯中断后,经过0.7 s的调整便跟踪上领导者风力发电机,波动最大值为1 rad·s^(-1),且所有风力发电机都实现了最大风能捕获。

一类单中心三次Hamilton系统的Abel积分零点个数

研究一类单中心三次Hamilton系统在n次多项式扰动下的Abel积分零点个数.利用Abel积分代数结构的特殊性,通过连续求导对其进行降阶,得到了Abel积分孤立零点个数较小的上界,改进了相关文献的结果.

基于差分进化算法的二阶时滞系统参数辨识

针对二阶时滞系统的参数辨识问题,提出一种根据阶跃响应估计系统未知参数的新方法。该方法首先求解出二阶时滞系统阶跃响应函数表达式;然后通过定义目标函数,将参数估计问题转化为非线性最小化问题。为求解目标函数的最优解,提出采用差分进化算法对目标函数进行优化的方法。在该方法中,采用“either-or”策略以减小控制参数设置对差分进化算法性能的影响。通过仿真试验,分别研究了所提方法在不同噪声条件下的参数辨识性能。试验结果表明,所提方法具有较快的收敛速度、较高的参数估计精度和较好的抗噪声能力。所提方法可有效解决二阶时滞系统的参数估计问题。

具有混合导数的分数阶约束Hamilton系统的Noether对称性

研究了混合整数阶和Riemann-Liouville分数阶导数下的分数阶奇异系统。建立了分数阶奇异Lagrange方程和分数阶约束Hamilton方程。为了寻找该奇异系统微分方程的解,论文研究了Noether对称性,并得到了相应的守恒量。即,建立了混合整数阶和Riemann-Liouville分数阶导数下的分数阶奇异系统的Noether定理。

一类非线性分数阶q-差分方程耦合系统边值问题解的存在性

考虑了一类非线性Caputo型分数阶q-差分方程耦合系统边值问题。应用Leray-Schauder非线性抉择和Altman不动点定理证明该耦合系统边值问题解的存在性。最后通过例子说明了主要结论在实际问题中应用。

基于Hamilton系统理论的直流配电系统镇定控制

随着分布式发电及电动汽车的大规模接入,直流配电系统中的随机因素日益增加,直流源荷设备的随机性扰动以及交流线路参数、滤波电容参数的不确定性都会影响到系统的稳定性。建立了直流配电系统随机动态模型,提出了基于Hamilton系统理论的随机稳定控制方法,设计了预反馈控制律及镇定控制器,搭建了仿真及实验系统,并对比了加入镇定控制器前后的系统动态特性及稳定性,仿真和实验结果表明,所设计的镇定控制器能够抑制随机扰动产生的振荡现象,提高系统的动态特性及稳定性。

一种支持向量机的相干解调系统误码率模拟预测算法

针对信道中高斯加性噪声引起接收端相干解调系统的误码问题,提出了一种支持向量机的相干解调系统误码率模拟预测算法,为提高通信系统的抗噪特性提供研究基础。文中采用差分进化算法与支持向量机SVM算法相结合的方法,通过差分进化算法优化SVM算法中的惩罚因子与高斯径向基的核函数参数,并对模拟环境下相干解调系统受高斯加性噪声影响所产生的误码数据进行了预测。实验结果表明,基于差分进化的SVM算法预测模型相比经典遗传算法预测精度提高了3.7%,预测精度基本满足误码率数据的预测要求,并具有较强的泛化能力。

基于自编码器的差分隐私推荐算法

随着深度学习技术在推荐系统领域的快速发展,用户隐私保护问题变得愈发突出。针对这一问题,提出了一种新颖的方法,将差分隐私及自编码器技术应用于深度学习模型训练中,并设计了DPAutoRec算法。该算法通过向梯度中添加符合差分隐私条件的噪声,有效实现了用户隐私的保护。在Movielens-1M数据集上进行了广泛的实验验证,并与传统的AutoRec算法进行了对比,结果表明,在确保差分隐私的前提下,DPAutoRec能够提供有价值的预测结果,为用户隐私和个性化推荐的平衡提供了新的思路与解决方案。

基于变时段设计改进多目标差分进化算法的风/光/火/储日前优化调度

在高比例新能源馈入的新型电力系统中,新能源出力的不确定性导致火电难以满足调度计划的精度需求,风/光/火/储系统的经济调度求解算法面临严峻挑战。为此,提出一种基于变时段设计的多目标差分进化算法。首先按各时段负荷特征构建风/光/火/储系统的变时段日前调度规则。进而以系统运行经济成本与污染排放量为目标,基于多目标差分进化算法求解变时段系统日前调度模型的Pareto解集。最后,用IEEE 39节点系统进行测试。结果表明在风、光、储与火电的约束条件均符合校验的情形下,相较于其他算法,该方法使计算结果更加优化,火电机组出力跟踪调度计划效果显著提高,验证了所提方法的有效性。

差分隐私增强的大米区块链品控模型

[目的/意义]针对传统大米品质监管追溯系统中存在的品控数据链机制不够完善、品控信息可追溯程度不足、数据上链效率低及隐私信息泄露等问题,提出一种差分隐私增强的大米区块链品控模型。[方法]首先,结合大米全产业链,设计数据传输流程,涵盖种植、收购、加工、仓储和销售等各环节,有效保证品控数据链的连续性;其次,为解决上链数据量大、上链效率低问题,将大米全产业链各环节关键品控数据存储于星际文件系统(InterPlanetary File System, IPFS),然后将存储完成后返回的哈希值上链;最后,为提高品控模型信息可追溯程度,将种植环节关键品控数据中涉及隐私的部分信息通过差分隐私(Differential Privacy)处理后展示给用户,模糊化个体数据,以提高品控信息可信度,同时也保护了农户种植隐私。基于该品控模型,设计了差分隐私增强的大米区块链品控系统,并在相关大米企业实际运行。[结果与讨论]经测试,差分隐私增强的大米区块链品控系统全产业链单环节数据完成存储平均耗时1.125 s,信息追溯查询平均耗时0.691 s。与传统大米品质监管追溯系统相比,单环节数据存储时间缩短6.64%,信息追溯查询时间缩短16.44%。[结论]研究提出的模型不仅提高了品控数据连续性和信息可追溯程度,同时保护了农户的隐私,还在一定程度上提升了品控数据存储及信息追溯查询的效率,可为大米品质监管与信息追溯系统的设计和改进提供参考。