基于SMT的区域控制器同步反应式模型的形式化验证

在安全关键系统的软件开发过程中,形式化验证是一种经检验的提高软件质量的技术.然而,无论从理论上还是从应用角度来看,软件的验证都必须是完整的,数据流验证应该是对实现层软件模型进行验证的必要体现.因此,环境输入、泛型函数、高阶迭代运算和中间变量对于分析形式化验证的可用性至关重要.为了验证同步反应式模型,工程师很容易验证控制流模型(即安全状态机).现有工作表明,这类工作无法全面地验证安全关键系统的同步反应式模型,尤其是数据流模型,导致这些方法没有达到工业应用的要求,这成为对工业安全软件进行形式化验证的一个挑战.提出了一种自动化验证方法.该方法可以实现对安全状态机和数据流模型的集成进行验证.采用了一种基于程序综合的方法,其中,SCADE模型描述了功能需求、安全性质和环境输入,可以通过对Lustre模型的程序综合,采用基于SMT的模型检查器进行验证.该技术将程序合成作为一种通用原理来提高形式化验证的完整性.在轨道交通的工业级应用(近200万行Lustre代码)上评估了该方法.实验结果表明,该方法在大规模同步反应式模型长期存在的复杂验证问题上是有效的.     

面向联邦学习的高效分布式训练框架

联邦学习有效解决了数据孤岛问题,但仍然存在一些挑战。首先,联邦学习的训练节点具有较大的硬件异构性,对训练速度和模型性能存在影响,现有工作主要集中于联邦优化,但多数方法没有解决同步通信模式下各节点计算时间难以协调导致资源浪费的问题;此外,联邦学习中多数训练节点为移动设备,网络环境差,通信开销高,导致了更严重的网络瓶颈。已有方法通过对训练节点上传的梯度进行压缩来降低通信开销,但不可避免地带来了模型性能损失,难以达到较好的质量和效率的平衡。针对上述难题,在计算阶段,提出了自适应梯度聚合(Adaptive Federated Averaging, AFA),根据各个节点的硬件性能自适应协调本地训练的迭代周期,使得等待全局梯度下载的空闲时间整体最小化,提高了联邦学习的计算效率。在通信阶段,提出双重稀疏化(Double Sparsification, DS),通过在训练节点端和参数服务器端进行梯度稀疏化来最大化降低通信开销。此外,各个训练节点根据本地梯度信息和全局梯度信息的丢失值进行误差补偿,以较小的模型性能损失换取较大的通信开销降低。在图像分类数据集和时序预测数据集上进行实验,结果证明,所提方案...     

不确定成对约束的双对抗流形传播方法

成对约束传播(pairwise constraint propagation, PCP)通常研究的是在初始给定精确的成对约束基础上通过传播学习来增加成对约束的数量,从而给机器学习任务提供较多的监督信息。可是,在现实场景中,有时还有一些不精确的成对约束,因此,如何利用这些不精确的成对约束来提高成对约束传播学习的效果是一个有待解决的问题。针对这一问题,本文提出了一种不确定成对约束的传播方法。主要思想是用两个矩阵分别表示必须链接和不能链接的可能性,两种可能性之间形成对抗,同时两种成对约束之间也存在对抗关系,两类对抗相结合形成一种双对抗结构,作用于必须链接和不能链接的传播过程,使二者的对抗强度在竞争中趋于最小化。我们将该方法称为不确定成对约束传播(uncertain pairwise constraint propagation, UPCP)。在多个数据集上的实验结果表明,不确定成对约束的传播效果不超过但近似于理想化传播效果,在增强现实应用性的同时尽可能地保证了传播精度。     

低速大转矩永磁同步电动机研究综述

电动机作为现代工业的重要动力来源,在目前“双碳战略”的政策背景下,探究如何改善其节能环保和稳定工作的性能是一个重要的课题。目前广泛使用的重载机械传动装置是感应电机+减速器的模式,由于感应电机本身的特性,难以实现变频控制,且在低速下运行不平稳,而减速器的存在既降低了传动的效率,又增大了整个机械装置的维护工作量。综上所述,这种重载装置不能适应节能环保的需要。而低速大转矩永磁同步电动机能够在低速时稳定运行,并且输出的转矩足够大,加上高效率、维护工作量小、尺寸设计灵活等特点,使用低速大转矩永磁同步电动机替代传统重载传动装置将是工业的一个重要发展方向。     

纯电动汽车用内置式永磁同步电机弱磁控制策略综述

针对纯电动汽车对内置式永磁同步电机（IPMSM）要求有较宽的调速区间,结合内置式永磁同步电机的结构特点,并在内置式永磁同步电机的数学模型基础上,介绍了其弱磁扩速原理。综述了永磁同步电机（PMSM）弱磁控制策略的研究和发展现状,根据每个弱磁控制策略的特点进行分类和归纳,并进行分析。最后对纯电动汽车用永磁同步电机的弱磁控制算法进行展望。     

多时间尺度一致性的弱监督时序动作定位

由于弱监督时序动作定位模型使用视频级的标签作为监督信号,模型在识别出动作实例中最具区分性的视频片段时,也会将和视频级标签有关的背景片段误认为是动作,难以产生完整的动作提议。为了进一步检测动作片段,通过分析动作片段在多时间尺度上标记的一致性,提出了一种多时间尺度一致性的弱监督时序动作定位方法。对输入的视频帧提取RGB和光流的特征,设计一种多时间尺度的模块,使用不同尺寸的卷积核建模视频的时序关系。通过估计多时间尺度特征的时间类激活图,并对多分支的时间类激活图进行融合,获得多时间尺度一致性的动作预测标签。为了进一步优化模型预测的动作标签,采用迭代优化策略,在每次迭代中更新预测标签,并为模型训练提供有效的帧级监督信号。在THUMOS14和ActivityNet1.3数据集上进行实验验证,实验结果表明,方法性能优于现有弱监督时序动作定位方法。     

基于节点自补偿的ＩＥＥＥ １５８８时钟同步算法

为了解决无线传感器网络应用中节点时钟因各自频率与偏移不同步的问题,提高时钟同步的精度和收集到数据的时效性,本文提出基于节点自补偿的IEEE 1588时钟同步算法。该算法在IEEE 1588协议中时钟同步的基础上引入主从节点补偿的理念,以主节点为全局中心,周边所有的从节点依据与主节点时钟间的Kalman最优估计差值进行自补偿,从而达到更高精度的同步。实验表明：经过补偿算法优化后的时钟偏移同步性能综合提升较大,同时同步后时钟系统更稳定,能量损耗低。     

超低频天线最优波束成形设计研究

针对现有超低频天线发射端单一化缺陷和通信距离受限瓶颈,为实现超低频电磁发信系统的小型化和远距离传输,该文对旋转式永磁体机械天线的超低频电磁发信技术进行了理论创新和工程实践。探究多输入单输出(MISO)场景下超低频多机械天线电磁辐射理论,建立了基于三相感应电机的多机械天线阵列的空间磁场分布模型。仿真结果表明：利用三相感应电机组成的2元机械天线阵列可使磁感应强度在近场提高3 dB。该文还提出了多天线超低频近场最优波束成型技术。仿真结果表明：当天线之间的初始相位相等时径向接收磁场分量场强最大。设计高精度同步技术并搭建原理样机进行测试,实验结果表明：发送端采用2元天线组阵,信号功率提高6 dBm,传输距离可达50 m。     

一种基于双历史站的数据库存储结构的设计与实现

在DCS系统中,历史站承担着历史数据的收集、存储以及查询功能,而实时和历史数据库存储结构的设计则是组态软件的核心技术。设计了一种基于双历史站的实时和历史数据库存储结构的设计和实现方法,分别介绍了系统体系设计、数据采集、实时数据数据库设计、历史数据库设计、数据同步策略、历史数据库对外接口等。该系统实时性高、存储空间节约、查询速度快,已经广泛应用于多个领域的工业控制系统。     

Markov跳变系统的非同步事件触发耗散容错控制

本文主要研究一类具有执行器故障的Markov跳变系统的非同步事件触发耗散容错控制问题.通过引入非同步事件触发器来降低传感器的采样数据传输频率,从而降低通信消耗.采用两个独立的隐Markov模型分别描述触发器、控制器与原系统之间的非同步现象.在此框架下,基于Lyapunov稳定性和耗散理论,得到了闭环控制系统在执行器存在故障的情况下随机稳定并严格耗散的充分条件.并借助矩阵不等式变换技术给出了触发器和控制器矩阵参数的求解方法,实现了触发器和控制器的协同设计.最后,通过仿真研究验证了所提出的设计方法的有效性.