一种基于预测控制的SaaS系统自适应方法

对于部署在虚拟服务器集群上的多层云端应用系统而言,可以通过调整运行时架构以适应需求和上下文环境的变化,并保证其在动态负载下的性能.然而,由于缺乏通用的方法,如何从问题空间上的需求自适应地映射到解空间上的架构就成为了一个关键的问题.为解决这个问题,目前存在3种驱动方法:需求驱动模型、架构驱动模型和综合需求和架构模型的驱动方法.然而,这些方法的性能是有限的,并且忽视了时间变化规律,对横切系统多个层次的需求演化支持也不足.文中提出了一个基于预测控制的自适应方法(SAPC),它采用综合需求和架构的模型来驱动系统的自适应.该方法根据监控获取的运行时状态信息日志得到服务组件QoS值,学习基于小波变换的模型以准确预测服务组件的QoS,并通过预测控制诱导需求进化或实现运行时架构的模型转换来达到系统的自适应.更进一步,其根据当前的服务组件的QoS以及目标QoS做出优化决策.在控制操作部分中,判别当前情况下是做框架调整还是需求调整.如果存在可行的运行时模型,则通过预测控制产生操作向量,继而自动生成面向方面的脚本;该脚本被执行后会重构运行时模型并生成相应实例,该实例被传递给并行计算架构(比如MapReduce、Yarn或Spark等)来执行.否则,运用训练好的模型标识出进化点,然后将进化点与初始的需求混合起来以诱导需求进化.为验证上述方法,文中以一个名为CloudCRM在线SaaS平台为基准进行了大规模的实验,该平台基于RGPS元模型框架,通过对开源软件SuperCRM进行服务化改造来获得,其支持多租户.为观察平台在不同模型驱动方法的性能表现,文中对于该平台进行了剪裁,构造了4种由不同模型驱动的系统(包括Static、Req、Arch与SAPC),实验结果验证了文中方法的有效性.其中,在用户数为20时文中方法相对于其他3种方法在响应时间上分别降低54%,26%与21%,在吞吐率上提高313%,288%与12%,在可靠性上提高0.40%,0.26%与0.42%;在用户数为200时文中方法相对于其他3种方法在响应时间上分别降低99.5%,99.2%与20.7%,在吞吐率上提高320%,298%与10%,在可靠性上提高500%,495%与1.5%.进而文中方法使用小波变换分析相较于傅里叶变换在响应时间上降低7.2%,在吞吐率上提高2.4%,在可靠性上提高0.08%.在参数对于系统的影响方面,随着目标集合的大小与插件扩展点的数目的增长,SAPC方法都符合响应时间和吞吐量增加而可靠性下降的现象.

基于转动惯量辨识的交流伺服系统自适应扰动观测器设计

在交流伺服系统中,负载转矩及系统转动惯量的变化所引起的扰动将会影响伺服系统的动态性能。本文提出一种基于转动惯量辨识的自适应扰动观测器,以系统运动方程为算法模型,选取包含转动惯量和负载转矩信息且具有较高独立性的待辨识系数作为可调参数,解决辨识过程中因参数耦合的影响而导致算法收敛速度慢以及辨识初期出现波动的问题;同时对负载变化时的辨识结果波动问题进行分析,通过合理选择参数,很好地抑制了该波动。仿真和实验表明:该扰动观测器能够快速准确地实现对转动惯量和扰动转矩的同时辨识,将该扰动观测器与伺服系统矢量控制相结合,可以有效提高系统的动态性能。

面向环境与需求不确定性的系统自适应决策

软件系统在运行时会与其他软硬件系统、设备和用户发生密切交互.软件运行环境呈现出不稳定的特点,同时软件需求也可能会发生变化.由于难以准确预测和描述软件运行时的环境及需求,两者的变化具有不确定性.为提供持续服务,软件需要通过自适应能力,根据环境和自身的变化来调节其行为.不确定性给软件的自适应过程带来很大挑战.现有相关工作主要关注环境变化给需求带来的影响,以及环境变化时如何调节软件行为来满足固定的需求.这些方法难以处理需求不确定时自适应过程中的变化性和复杂性.针对该问题,提出一种基于模糊控制的自适应决策方法,以应对运行时环境与需求的不确定性.首先通过模糊逻辑建模与规约环境和软件中的变化要素,并构建要素间的推理规则;其次基于前馈-反馈控制结构和模糊控制器设计自适应机制;最后通过模糊推理和遗传算法实现决策求解.不同环境和约束下的自适应结果表明:软件能够通过自适应机制和算法求得优化决策.为验证方法的可行性和有效性,通过一个移动端比特币采矿机案例进行了评估.

ASP技术实现用户权限的动态管理和系统自适应

在基于Web的信息化管理系统的开发中经常会遇到用户权限的动态管理和系统在不同环境下的自动适应问题。本文提出了这两个问题的解决方案,及利用ASP技术解决问题的实例。

操作系统自适应考试系统的设计与实现

介绍了计算机操作系统自适应考试系统的自适应考试的基本理论、设计思想以及该系统的基本功能和实现技术。

认知无线电的OFDM系统自适应比特分配算法

根据认知无线电系统的传输方式需要,设计了一种基于OFDM的认知无线电体系结构,并在子信道分配已经完成的前提下,在保证服务质量所需误码率的同时,提出了一种自适应比特分配算法,动态地分配子信道上的比特及能量,使得所需要的发射总功率达到最小(或者平均每比特信噪比达到最大)。仿真结果表明,与等比特分配算法相比,本自适应比特分配算法相对简单,降低了系统的传输功率,其误码率性能明显好于等比特分配算法。

基于“当前统计”模型的机载防撞系统自适应目标跟踪算法分析与仿真

分析了基于"当前统计"模型的自适应滤波算法原理,提出了将基于该模型的自适应目标跟踪算法应用到机载防撞系统,对目标飞机进行监视和跟踪。对飞机的不同加速度情况进行了目标跟踪的计算机仿真,证明了算法在机载防撞系统中应用的可行性。

自适应神经模糊推理系统优化的快速上肢评估方法

传统方法对工作相关肌肉骨骼疾病风险评估的输入变量变化敏感性较低,导致风险评估输出结果的精确性和可靠性不足。为更加准确地进行人因工程风险评估,提出了基于自适应神经模糊推理系统的快速上肢评估方法(RULA)。首先,基于卷积神经网络对视频中人体工作姿势的关键点进行检测及识别,并计算关节角度;其次,基于自适应神经模糊推理系统对快速上肢评估方法进行改进,搭建工作相关肌肉骨骼疾病风险评估架构以解决评估不同姿势时获得相同评分的问题;再次,随机选取不同工作姿势的关节角度数据对网络进行训练和检测,调整基于自适应神经模糊推理系统和快速上肢评估方法的工作相关肌肉骨骼疾病风险预测模型的最佳参数;最后,选取关节角度数据集里的前15个工作姿势进行相关性验证,将结果与原始快速上肢评估方法的结果进行比较,应用树枝修剪工具的操作过程进行案例分析以实现风险得分的实时动态评估。结果表明,优化后的快速上肢评估方法比原始方法更敏感,验证了利用自适应神经模糊推理系统能够有效改进快速上肢评估方法并实时预测风险得分。

自适应视觉惯性地磁紧耦合定位系统

为了解决视觉惯性组合导航系统绝对航向信息缺失与姿态发散的问题,进一步提升系统定位精度,设计并实现了针对未知磁场环境下的自适应视觉惯性地磁紧耦合定位系统。基于常用的三轴磁力计内外参数联合标定原理,提出了一种地磁信息全局及帧间约束残差构建方法。通过磁强度差异动态调整融合权重,利用非线性优化方法设计视觉/惯性/地磁紧耦合系统实现自身运动状态估计。最后,在校园环境下开展户外实验。实验结果表明:该系统能够在部分建筑及车辆磁场干扰环境下稳定运行,定位精度均优于0.8%(RMSE),相比于VINS位置误差平均降低了约24%,且具有良好的实时性。磁力计及自适应融合方法的引入可以有效改善现有视觉惯性导航系统的定位性能,为无人系统提供高可靠性的实时定位结果。

以学习者为中心的自适应学习系统的设计与评估

个性化、定制化、自适应已经成为教育领域的流行语。为适应不同学习者的特点、优化学习者体验,应研发跨学科领域的个性化自适应学习系统,并开展全方面评估。基于此,讨论自适应学习系统涉及的专业领域和各项评估,分析设计评估时需要考虑的重要因素,并提出评估自适应学习系统功效的框架,包括用户属性界定、用户属性评估、内容代表性、用户交互设计、用户交互效果等。应用本框架能够高效而准确地评估,并提供可行有效的反馈信息,以保障学习者最优的学习体验。

基于自适应模糊推理系统的汾河流域参考作物蒸散量模拟研究

【目的】有效提高缺少气象资料条件下汾河流域参考作物蒸散量(ET0)计算精度。【方法】选取汾河流域及附近7个气象站点1960—2017年逐日气象资料,根据不同气象要素组合,构建16种基于自适应模糊推理系统(ANFIS)的ET0模拟模型,并与Hargreaves-Samani、Irmak-Allen、Makkink模型进行比较,评价ANFIS模型在汾河流域的适用性及可移植性。【结果】(1)ANFIS模型能很好地展现ET0与各输入因子之间的非线性关系;仅输入Tmax、Tmin、Ra建立的ANFIS2模型模拟精度(平均R^(2)为0.882,平均NSE为0.876,平均RMSE为0.341 mm/d)能满足使用要求,随着输入气象要素数量的增加,模型模拟精度不断提高;(2)在输入因子相同时,ANFIS模型精度高于Hargreaves-Samani、Irmak-Allen、Makkink模型;(3)ANFIS模型在汾河流域具有很强的泛化能力和可移植性,不同分区建立的ANFIS模型相互移植时具有较高精度(平均R^(2)为0.983,平均NSE为0.978,平均RMSE为0.134 mm/d)。【结论】因此,在缺少气象资料时,基于自适应模糊推理系统建立的ET0模拟计算模型可作为汾河流域ET0计算的推荐模型。

铬污染迁移修复过程自适应仿真外挂系统计算与三维可视化数值模拟

铬污染迁移修复过程数值模拟是研究铬渣遗留场地铬污染三维时空分布,优化铬污染治理方案的重要手段。由于铬渣遗留场地存在三维结构及参数的时空异质性和修复技术的综合多样性,现有的数值模拟技术无法准确地模拟复杂场地铬污染迁移修复过程,为了解决这一问题,本文提出了铬污染迁移转化与修复过程模拟引擎–自适应外挂耦合计算架构及仿真范式。以某铬渣遗留场地为例,结合场地勘探数据,实验室数据以及监测数据,利用铬污染迁移修复过程模拟引擎–自适应外挂耦合计算架构,进行铬污染迁移修复过程模拟,得到了场地铬污染三维时空分布情况。

地铁高效自适应空调系统复合风管漏风量控制的研究与实践

地铁空调系统复合风管的使用率越来越高,其漏风量的控制成为高效自适应空调系统能否节能运行的关键控制因素。本文基于成都地铁27号线,根据漏风量对设备选型和系统能效比影响,分析复合风管制作及安装过程中可能影响风管严密性的因素,总结了能有效提高双面彩钢复合风管、复合耐火风管制作及安装各环节严密性的先进做法,形成了可供行业参考的施工方法。

基于模型参考自适应自抗扰的风电系统最大功率控制

为实现直驱永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)的最大输出功率追踪,构建了一种基于模型参考自适应自抗扰控制的永磁同步风力发电系统最大功率控制系统。首先,搭建模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)来估算风力发电系统的角速度,实现控制系统的无位置控制,并对MRAS中的PI反馈自适应无法快速跟踪转速且具有超调等问题,提出伪微分反馈自适应率,有效提升无位置控制的精度;同时,为提高PMSG动态响应性能,增强PMSG的抗干扰性能,增强出速度环自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略,可以很好地进行风速跟踪,确保在不同风速下实现最大功率追踪。仿真结果表明,当风速变化较小时所提控制策略转速估计误差很小,而传统MRAS控制策略初始位置估计误差超过了10 rad/s,同时动态过程中也存在一定的跟踪误差,当风速变化剧烈时所提控制策略转速跟踪误差不是很大,而传统MRAS控制策略误差超过10 rad/s。研究结果表明,所提控制策略可以准确地追踪转速,并具有较好的动态性能。

自适应巡航系统硬件在环仿真精度提升研究

由于被控车辆模型精度直接影响自适应巡航系统硬件在环仿真与实车测试的吻合度,提出利用实车测试外特性数据校准被控车辆模型的方法,进而提升系统仿真精度。首先,基于自适应巡航系统架构,搭建了仿真系统。然后,根据实车测试外特性数据对基础车辆动力学模型和逆纵向动力学模型进行逐级校准。最后,利用校准前和校准后的模型分别进行自适应巡航系统加速行驶工况、制动减速工况和跟车行驶工况仿真,并与实车测试结果进行对比分析。结果表明,利用实测数据校准被控车辆模型的方法可以显著提升自适应巡航系统硬件在环仿真与实测数据的吻合度。

基于IDBO-RBF的自适应巡航系统轮速传感器故障诊断

汽车自适应巡航系统发生故障,将会造成巨大的生产经济损失,甚至直接危害人身安全。该文提出一种基于改进蜣螂算法(improved dung beetle optimizer,IDBO)优化RBF神经网络的自适应巡航系统轮速传感器故障诊断方法。首先,利用Matlab建立自适应巡航系统轮速传感器故障仿真模型,提取出故障诊断模型的特征参数;其次,用融合了Levy飞行和自适应权重对蜣螂算法进行优化,用优化后的算法建立IDBO-RBF故障诊断模型;最后,与传统BP和DBO-RBF模型进行对比验证,实验结果表明,IDBO-RBF模型在故障诊断精度上达到96.8%,可以有效诊断自适应巡航系统轮速传感器的故障类型。

基于能量熵和自适应神经模糊推理系统的齿轮故障诊断

为了解决齿轮振动信号中出现噪声污染严重,故障特征信息提取困难的问题,提出了基于能量熵和自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的齿轮故障诊断方法。将预处理后的振动信号作自适应噪声完备经验模式(CEEMDAN)分解,可获得不同尺度的本征模态函数(IMF);由于各IMF包含主要故障特征信息,且不同故障状态下各IMF分布有明显不同,因此通过计算能量熵来量化故障时频域特征,构造出表征模态分量信息的特征向量;以此输入ANFIS进行样本的学习和训练,在自适应调整网络参数和隶属函数后,获得最优ANFIS。实验结果表明:该方法诊断结果准确率近乎100%,可有效地识别故障类型。

基于油井动液面测控自适应采油系统应用

为了最大程度的发挥油藏的开采潜力,根据回声测深原理和自适应测控采油原理,研发油井动液面测控自适应采油系统,远程控制在线液面测试仪,实时监控油井动液面,根据生产实际需要,计算生产参数,合理选用快抽、慢抽、间抽三种控制模式,保障动液面的合理沉没度。同时提高泵效,减少无用功,达到节能增产的效果。2023年在胜坨油田不同工况的24口采油井试验,每年节电145257 kWh,增产油量8033.4 t,同时减少单井用工,实现高效节能增产的目标。

Web环境下基于项目反应理论的自适应考试系统研究与设计

本文在Web环境下基于项目反应理论(IRT)设计并实现了一种自适应考试系统。通过独创的试题抽取算法,该系统能够根据考生能力动态调整试题难度,从而提高考试的准确性和效率。研究比较了传统考试与基于IRT的自适应考试系统,结果表明后者能够更精确地评估考生能力。此研究不仅引入了新型考试模式,也为教育评估领域的发展提供了新的视角和参考。

采煤机自适应调高控制系统的研究运用

以MG180/435型滚筒采煤机为例,介绍一种采煤机自适应调高控制系统设计方案。该方案由两个模块构成,一个为硬件模块,包括控制器、显示器、A/D转换器、倾角传感器与旋转编码器,用于对截割结构高度的调节;另一个为软件模块,包括记忆截割控制程序、记忆截割路径优化程序,用于控制硬件的运行。通过实践应用分析可以发现,该控制系统自动调节耗时减少了1.3min左右,人工干预次数减少了3次左右,可显著提升采煤机的工作效率。