基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制

针对多链式区块链采用主链最终共识机制,导致主链负载大,制约从链性能等问题,论文提出一种基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制.首先根据超图理论,构建以横贯超图为主链,子超图为从链的联盟链主从多链架构;然后借鉴分治思想,结合“背书-排序-验证”的共识方式,构建分层分类共识机制,通过分类处理交易降低主链负载压力;最后构建基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名方法,提升背书签名的验证效率.性能分析表明:基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名安全可靠,基于超图和MuSig2聚合签名的分层分类共识机制具有强一致性和线性时间复杂度.实验结果表明:基于MuSig2聚合签名的多方背书方法的总效率是椭圆曲线数字签名算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)的1.55倍,分层分类共识机制能够提升12.5%的共识效率.该机制具有较高性能,可满足企业多样化业务需求.

风电场集群租赁共享储能两阶段优化运行策略

随着共享储能的逐步发展,如何构建与发电侧资源能量共享的联合互动机制成为共享储能在发电侧布局的重点方向。在共享理念背景下,提出了风电场集群租赁共享储能两阶段优化运行策略。首先,为厘清共享储能提供租赁服务的多元价值,提出了基于两部制电价模式的共享储能租赁服务价格机制并引入紧俏因子进行价格机制的调整与优化。其次,根据风电场集群租赁需求的动态变化特性,构建了风电场集群租赁共享储能的两阶段优化运行策略。日前阶段建立了以共享储能为主体、风电场集群为从体的主从博弈优化模型,通过纳什均衡解形成各时段租赁价格,并将价格信号传导至实时阶段。实时阶段分别以风电场集群与共享储能各自效益最大化为目标,结合租赁价格信号构建了实时滚动优化运行策略,继而形成各时段风电场集群实时租赁容量和储能充放电计划。接着,为保障风电场集群稳定性,充分考虑成员个体与集群和成员个体间的相关性,利用改进shapley值将储能租赁成本合理分摊至各风电场。最后,通过算例结果验证策略的有效性,为共享储能在风电场集群的应用提供了新的思路。

属性Logistic混沌映射下的物联网隐私数据安全共享

为加强物联网隐私数据保护,提高用户信任度与满意度,提出属性Logistic混沌映射下的物联网隐私数据安全共享。构建基于主从式结构的三层物联网隐私数据安全共享模型并设计数据访问机制,在此基础上,基于量子细胞神经网络和Logistic映射得到矩阵A,对其分解后,得到矩阵B和序列C,由B矩阵构造混沌序列池,对C序列元素作映射处理,生成索引序列,并确定Logistic映射初始值,再对索引作Logistic映射后,从混沌序列池检索出CP-ABE加密算法的公钥、主密钥后,利用其与用户属性集合生成用户私钥,基于数据访问结构实现物联网隐私数据的加密。实验结果表明,该方法生成的密钥能够通过随机性验证,实现物联网隐私数据加密,且操作数量少,加密强度高。

电-碳联合市场下虚拟电厂主从博弈优化调度

为使虚拟电厂更好地适应新型电力系统的发展,针对含综合能源的虚拟电厂,设计电-碳联合市场交易框架,在此基础上,提出一种考虑需求响应的虚拟电厂主从博弈优化调度策略。以虚拟电厂运营商为领导者、新能源热电联供运营商和综合能源用户系统运营商为跟随者,形成一主多从的Stackelberg博弈模型,同时优化虚拟电厂运营商定价策略、供能侧出力计划和用户侧需求响应方案,并对博弈均衡解的存在性和唯一性进行证明。最后,通过算例验证所提策略的有效性,虚拟电厂内部各主体利益得到有效提升,算例结果也表明不同类型需求响应占比对各主体利益有很大的影响,同时所提的优化调度策略为虚拟电厂制定内部购售电价格、调度计划和参与电-碳联合市场交易提供了参考。

考虑新能源消纳与储能参与调频的共享储能主从博弈鲁棒定价方法

针对大规模储能应用交易机制不明确、投资成本难回收等问题,提出了一种共享储能的定价方法,建立了一种以共享储能运营商为领导者、风电场为跟从者的考虑储能参与调频的共享储能主从博弈分布鲁棒定价模型。上层以共享储能运营商盈利最大为目标,提出储能不仅可从风电场获利,还可参与系统调频获取收益。下层以风电场收益最大为目标,建立考虑风电不确定性的两阶段风电场分布鲁棒优化模型,第一阶段最大化基础场景的售电收益,第二阶段最小化不确定场景下风电场上网偏差惩罚成本期望。基于西北地区实际风电场运行数据设计算例并进行仿真分析。结果表明:共享储能运营商合理的定价策略,不仅有利于改善新能源场站调节能力,减少弃风,还可提高储能利用率,实现博弈双方的互利共赢。

基于细观数值试验的非饱和土石混合体力学特性研究

从土石混合体细观结构出发,融合细观结构模型生成技术、主-从接触面模型及非饱和土渗流与强度理论,建立非饱和土石混合体的细观数值模拟方法。通过与非饱和土石混合体室内试验结果进行对比,验证所建立的细观数值模拟方法的可行性和合理性。利用该细观模拟方法,分析土-石界面接触特性、含石量及饱和度等因素对非饱和土石混合体力学特性与破坏机制的影响。结果表明:(1)非饱和土石混合体在低围压下表现出明显的剪胀性,且受含石量和饱和度影响显著;在较高围压下基本上表现为剪缩变形,随含石量的增大其剪缩变形减小,饱和度对剪缩性的影响较小。(2)土石混合体的峰值强度和变形模量随土-石界面摩擦因数的增大呈非线性增长,在界面摩擦因数大于0.6以后,两者基本趋于稳定值。(3)含石量越大,非饱和土石混合体的峰值强度和变形模量越大,应变硬化特征更为显著,在含石量增加到58%后峰值强度和变形模量趋于稳定值。在低围压下剪胀变形随含石量的增加而增大;在较高围压时,剪缩变形随含石量的增大而减小。(4)饱和度越大,基质吸力越小,非饱和土石混合体的峰值强度越低,但变形模量变化不大。

一种新的康复与代步外骨骼机器人研究

针对老年人及下肢障碍者康复训练与代步问题,本文提出一种新的康复与代步外骨骼机器人.本文首先详细介绍了机器人各部分组成及机构设计方案,通过下肢外骨骼与轮椅的有机结合,有效保持或恢复老年人、脑卒中患者下肢运动能力的同时,为患者提供一种方便的代步工具;运用脚蹬车运动制订康复训练策略,可保持下肢康复训练轨迹固定,保证患者安全;提出主从式操作方法及多模态康复训练控制流程提高使用者参与感.最后通过仿真与实验验证了所提康复系统的可行性与设计的正确性.

导管机器人系统的主从介入

传统的血管微创介入手术过程中医生在手术现场,其不可避免地遭受大量的X射线照射;并且导管的操作难度较大,对医生插管技术要求过高.针对此问题,研制了一种新型的集成有双电磁传感器的可定位导管机器人,并采用D-H法对其进行了运动学分析,同时设计了一套介入装置来代替医生进行导管操作,并通过对主从控制方法的研究实现了该系统的主从介入.在介入过程中,医生通过主手控制介入装置动作来实现导管的推/拉、旋转和弯曲操作,并可在引导图像的辅助下完成插管手术操作.实验表明,开发的可控导管具有较好的操作性能,介入装置实现了3种基本的介入操作,提高了导管的定位精度,同时主从介入方式也保证了医生在手术过程的安全性.

密码SoC中嵌入式链式DMA的研究与设计

为了提高密码SoC中密码运算模块与其他功能部件之间数据传输的效率,提出了一种适合密码运算的嵌入式链式DMA传输方式。分析了CPU传输、Block DMA传输和链式DMA传输3种数据传输方式的特点;设计了嵌入式链式DMA的硬件架构,给出了其工作流程;为嵌入式链式DMA设计了主从复合接口,使其具有控制总线、发起总线传输的功能;使用65 nm CMOS工艺标准单元库对嵌入式链式DMA模块进行了ASIC实现;搭建了仿真验证平台。实验结果表明,嵌入式链式DMA可以明显提升密码SoC数据传输效率,满足了功能和性能的需求。

采用主从控制策略的微电网等值方法

微电网中含有规模化灵活可控的柔性元件,采用传统配电网等值方法进行微电网等值会带来一定的不适应性。为此采用电力系统负荷建模中的总体测辨法研究微电网的等值模型,在考虑微电网控制策略对其外特性影响的基础上提出合理的模型结构,并用免疫算法对模型参数进行辨识,所提出的模型为非机理模型,能较好地还原微电网的动态特性。最后,通过故障仿真校验的方式验证了模型的有效性。

基于套索传动的五指灵巧手设计与主从控制

为了使灵巧手更加轻质化、拟人化,设计了一种由舵机经套索驱动的19关节灵巧手。参照人手关节确定灵巧手的构型,通过套索传动实现了关节解耦与驱动后置,并分别对关节机构与驱动集成进行了设计。建立灵巧手多指运动学模型并对其工作空间进行了分析;基于弯曲传感器与主从映射算法实现了抓取的主从跟踪控制。搭建灵巧手样机并进行关节运动实验与抓取控制实验。实验结果表明,将套索传动应用于灵巧手具有可行性,基于主从控制可以实现灵巧手对多种物体的抓取。

轴控制系统通信技术的研究与实现

为解决工业智能化过程中可编程轴控制器与外设之间的通信技术问题,在分析轴控制器实时可靠通信需求的基础上,对基于Modbus协议的轴控制系统通信技术进行研究。实现了可编程轴控制器与上位PC机之间的可靠通信;轴控制器与被控设备之间的实时可靠通信。最后通过应用验证了该技术方法的有效性。该技术对工业轴控制通信系统的设计具有重要参考价值。

基于预估-校正的外网量测采样误差修正方法

针对分布式状态估计全网一体化计算时,由于不同控制中心提供的量测断面间可能有时差而导致外网估计误差的问题,基于不同控制中心分布式并行计算系统的主从机制,提出了预估—校正的外网量测采样误差修正方法。该方法应用于分布式状态估计计算之前,利用相邻控制中心重叠建模区域的相同测点在分布式状态估计时可能具有不同量测值这一特点,首先预估出两控制中心量测断面时差,再根据此时差校正外网控制中心量测,以保证发起计算的控制中心(主子系统)状态估计的正确性。以邢台电网数据为例,验证了该方法的正确性和有效性。

多电-热综合能源微网的热能分级分时利用市场交易策略

综合能源微网是实现清洁能源综合利用、梯级消纳以及提高能源利用效率的有效方式。如能在多微网的诸多主体源荷中引入市场化交互竞争,可以激发市场活力,促进综合能源微网的健康发展。该文基于多电-热微网市场化的热交易需求,研究一种基于主从博弈的考虑热能分级的多微网分时优化市场交易机制。首先,基于民用微网和工业微网在不同时段对热能品质的差异性需求,提出采用均衡热能及分级热能的分时供应策略。在此基础上,进一步研究考虑热能分级和分时优化需求的多微网热能分配的市场交易机制,引入主从博弈解决协同优化过程中参与方之间的利益冲突。最后,在证明stackelberg均衡存在性和唯一性的基础上,利用凸优化算法中的有效集法和最速下降法对模型进行求解。算例结果表明,所提策略使交易供能侧收益和用能侧的效用都得到提高,同时提升了能源利用率,符合市场化交易预期。给出的模型和求解方法能很好地均衡市场交易环境下供/需双方的利益诉求、具有很好的收敛性。

一种主从线圈励磁的永磁机构的优化分析

利用ANSOFT Maxwell 15.0软件对主从线圈励磁和双稳态的永磁机构进行仿真实验。实验表明,主从线圈励磁的永磁机构可改善双稳态永磁机构中存在的问题。对不同结构形式的主从线圈励磁的永磁操动机构进行仿真分析,得出比较优化的永磁结构。

基于视觉临场感的KUKA工业机器异构主从控制系统设计

针对传统系统受到误差反馈影响导致控制效果差的问题,提出基于视觉临场感的KUKA工业机器异构主从控制系统设计。根据系统总体框架,选用PCM⁃3363型号嵌入式主板设计硬件结构,使用串口通信模式将机械关节信息传递到STM32电机控制板中,利用PID控制方式控制电机主从机械结构的协调运行,实现电机位置控制。局部平面主元分析法(PCA)描述坐标系下姿态和位置,确定位置坐标和围绕三轴的旋转姿态坐标参数,使用平移向量描述位姿。运用法线估计方法估计物体位姿,获取作业目标物体位姿信息,由此实现KUKA工业机器异构主从控制。由实验结果可知,该系统受到误差反馈影响较小,具有良好控制效果,满足实际工业需要。

基于效用测度的循环经济主从博弈模式研究

本文分析了以政府为主导的循环经济运营模式,使用Stackelberg主从博弈的方法,求得了主方政府和从方企业的最优效用。发现提高产品的标准化程度、明确信息沟通和政策透明性、规范各类奖惩补贴制度,实现以税代奖、以税代补的模式,有助于政府明确自身定位,更好的主导我国循环经济的发展。

心血管微创介入手术机器人推进机构的关键技术研究

推进机构设计作为心血管微创介入手术机器人的重要部分,其可靠性直接影响了所设计手术机器人系统的精度和准确性。通过对心血管微创介入手术机器人推进机构的分析,模仿人手的推进和捻旋操作方式,设计一种新型的导管、导丝推进机构,实现导管、导丝、球囊、支架的递送,以达到辅助医生完成介入手术的目的。并设计了推进机构的主从操作系统,操作者可以在远端操控推进机构完成对导管、导丝等器械的推进和捻旋,大大减少手术过程中对医生的辐射,降低医生的劳动强度。并对力反馈的实现方法进行设计和分析,实现远程操作医生的力觉临场感,进一步增强系统的可靠性。

基于事件触发控制带有多时变时滞的主从系统同步

研究了基于事件触发机制下带有多个时变时滞的主从系统同步问题.事件触发机制的提出,使得在实现主从系统同步的过程中,可以有效降低数据传输量,减轻网络带宽的压力.通过Lyapunov稳定理论和线性矩阵不等式的方法,得到了带有多时变时滞的主从系统同步的充分条件.最后,通过MATLAB仿真,验证了所提出同步准则的有效性.

基于LabVIEW的手术机器人虚拟仿真平台设计

为了清晰地观察手术机器人的运动状态,文中提出了一种基于LabVIEW的3D虚拟仿真平台构建方法。该方法将图形化编程软件LabVIEW作为构建平台,结合SolidWorks机械建模、LabVIEW的GUI前面板、三维显示控件以及LabVIEW Robotics工具包搭建了可视化程度高、模型效果逼真的手术机器人3D虚拟仿真平台。针对文中设计里自主构建的从手机械臂和主手操作台,详细讲述了虚拟仿真平台的构建过程,并且使用算法实现了手术机器人在主从控制系统中的实时参数控制。最后结合MATLAB对手术机器人末端位置运动进行测试对比。测试结果表明轨迹路径一致,可以通过该方法实现对手术机器人的虚拟仿真平台构建。