面向人体健康防护的光纤生化传感技术

光纤生化传感器因具有不受电磁干扰、绝缘性好、安全防爆、损耗低和耐腐蚀等优点,在人体健康防护领 域表现出了良好的应用价值:及时且有效地监测污染物可为环境污染物的有效控制提供数据支撑,从源头上减少疾病的发生;准确且灵敏地检测疾病标志物可诊断人体疾病的情况,从而使得疾病的预防和早期治疗成为可能.对应用于人体健康防护中的光纤生化传感器进行全方位地概述:首先,介绍其使用的光纤传感原理;然后,总结并分析应用于气体和水质污染物监测的光纤生化传感技术;接着,总结并分析应用于人体呼出气体和生物体液检测的光纤生化传感技术;最后,讨论光纤生化传感器在人体健康防护领域实际应用的一些限制因素以及未来的发展方向.     

基于信-能复合调制的多母线直流 微电网电流边缘控制策略

尽管直流微电网内新能源的分布式电流均衡控制已经得到了广泛的研究,但实际直流微电网中的通信线路往往是不可靠或者不存在的.基于此,提出一种在无传统通信网络环境下的多母线直流微电网的电流边缘控制策略,以实现电流均衡.首先,设计面向直流微电网的信息-能量复合调制(information-energy dual modulation, IEDM)策略,消除传统的通信设备和通信网络线路,实现新能源电源之间的信息交互.其次,构建多母线直流微电网的状态方程模型,进而将其转化为标准的异构多智能体模型.基于此模型,提出直流微电网内二级控制器的多智能体H_∞边缘协同控制策略,同时基于IEDM策略,设计周期性动态事件触发通信协议.最后,通过半实物仿真测试系统验证所提出的基于信息-能量复合调制的多母线直流微电网的电流边缘控制策略的有效性.     

基于光波导的传感驱动一体化软体康复手

针对刚性手功能康复外骨骼机器人适应性差,存在安全隐患问题,该文设计了基于光波导的传感驱动一体化软体康复手控制系统,用于辅助患者手部的康复。通过顺应性融入自制柔性光纤传感器使手指弯曲角度和气腔内压力的反馈信号更加精准。其次,采用一体化多腔室手指的设计方法,使不同手指不同关节弯曲,其结构简单、易于控制,具有良好的被动柔性。然后,结合柔性光纤传感器对软体康复手进行闭环反馈控制,使手部动作更加灵活。最后,实验结果验证了基于光波导的软体手部康复机器人控制系统整体结构小型化,且柔顺性高,患者穿戴更方便。     

基于VNF的网络服务冲突检测与避免机制

针对如何构建服务功能链(Service Function Chain,SFC)并进行资源分配为用户提供满意服务的问题,本文提出了一种包括候选路径构建、依赖冲突检测与避免以及虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)部署的机制.首先,为了给SFC部署提供充足的资源,提出二级筛选及最优化选取的候选路径构建规则,为服务提供预选路径.其次,在SFC构建过程中,检测复用性与依赖关系之间的冲突,将依赖关系划分二元组后进行冲突判断,若产生冲突则进行等价类划分,给出冲突集合.然后,提出基于冲突集合以及LFGL(Least-First-Greatest-Last)原则的VNF部署规则,以最大化链路剩余带宽,保证端到端延迟.最后,在进行服务递交时,检测VNF流入流出比对数据量的影响,若产生冲突则进行冲突避免,若无法成功避免则执行规避策略.最后基于小型和大型两种网络拓扑对仿真系统进行性能评价.实验结果表明,本文设计的机制在复用率、时延、部署成功率方面所表现出的性能均优于对比算法.     

分数阶时滞非线性多智能体系统的自适应控制

针对分数阶多智能体系统中存在时滞和非线性特性, 时滞往往会引起控制系统的性能下降甚至出现系统 不稳定等问题, 提出了一种含时滞非线性的分数阶多智能体系统自适应控制方法. 对于多智能体系统的控制协议, 设计了基于领导者和相邻智能体状态信息的自适应控制协议, 减小了过大常数控制增益带来的能源浪费. 对于一 致性, 利用图论基础、分数阶Halanay不等式稳定性定理、Kronecker积和Schur补引理, 获得了分数阶时滞非线性多 智能体系统的LMI一致性条件. 仿真结果验证了本文算法的正确性和有效性. 由于整数阶系统是分数阶系统的特殊 形式, 本文结论可以直接推广到整数阶多智能体系统中.     

基于IGD+指标的两阶段选择高维多目标进化算法

针对在高维空间下多目标进化算法难以维持种群收敛性和多样性平衡的问题, 本文提出一个基于IGD+指标的两阶段选择高维多目标进化算法(MaOEA–ITS). 在第1阶段, 算法基于IGD+指标选择收敛性良好的精英个体, 其所需的参考点通过引入切割平面截距法构建. 在第2阶段, MaOEA–ITS使用模糊c均值算法对参考向量进行聚类, 聚类后的参考向量引导种群分解策略对剩余个体进行环境选择, 从而维持种群的多样性. 另外, 为了保护能够提高种群多样性的极值解, 本文提出一个参考点分布自适应策略. 最后, 通过仿真实验来验证MaOEA–ITS的有效性和优越性.     

微电网的电流均衡/电压恢复自适应动态规划策略研究

含多类型分布式电源的微电网已经成为了未来电力系统的重要发展方向,其中风能和光能在降低化石能源消耗和二氧化碳排放等方面有着极大优势,考虑二者之间强互补性的协同调度已被广泛研究.但风/光协同调度的微电网多关注分钟级的调度或优化问题而非风/光波动下秒级的实时电流按容量比例精准分担,简称电流均衡,而精准电流均衡有助于可再生能源的高比例消纳.因此,本文提出了基于自适应动态规划的微电网电流均衡和电压恢复控制策略.首先,构建包含风电整流型电能变换器和光电升压型电能变换器的广义风光拓扑同胚升压变换器模型,其提供了后续控制器设计的模型基础.其次,本文将电流均衡和电压恢复问题转化为最优控制问题,基于此,每个能源主体的目标函数转化为获取最优控制变量和最小电压/电流控制偏差,进而转化为求解哈密顿?雅克比?贝尔曼(Hamilton-Jacobi-Bellman,HJB)方程问题.基于此,提出了基于贝尔曼准则的分布式自适应动态规划控制策略以求取HJB方程的数值解,最终实现电流均衡和电压恢复.最后仿真结果验证了所提分布式自适应动态规划控制策略的有效性.     

基于SSS结构仿真的F-P腔磁流体填充光纤传感器研究

光纤传感器在工业生产对磁场检测具有着重要意义。本文研究了基于SSS结构的F-P腔磁流体填充光纤传感器对于磁场的敏感性问题。首先,通过Rsoft软件对SSS光纤传感器结构特点进行了研究。由SSS的传感区域延伸出磁流体的填充的实验思路,搭建了磁场发生器,制作了将磁流体填充进F-P结构光纤空腔内传感器,通过变化磁场强度对磁流体的折射率性质进行了研究。得到了磁流体在磁流体在一定的磁场强度内,折射率与磁场强度成一定比例的关系,并实现了F-P腔磁流体的填充。     

P2P Web搜索中一种有效的查询路由策略

有效的多关键字查询路由是P2PWeb搜索中的一个关键问题。文章提出一种基于收益代价比的查询处理方法。该方法基于DHT的P2P覆盖网,挖掘关键字的关联性和节点间覆盖度和重叠度。利用最小独立置换进行重叠检测,因此避免了对相同记录的冗余路由。实验证明了该方法显著减少了查询时间,同时提高了查全率和查准率。