运用区间算法的约束非线性系统鲁棒模型预测控制

针对一类具有输入和状态约束的干扰有界非线性系统,提出了基于区间分析的约束非线性鲁棒模型预测控制,以降低计算量并扩大系统吸引域.首先,在集合运算的基础上,利用区间运算和函数区间扩展,给出了一种计算效能更好、保守性更低的非线性系统鲁棒一步集计算方法;其次,构造重叠的多面体控制不变集序列并以此计算约束非线性系统的鲁棒多步集,并通过设计基于集合的在线优化策略,提出了基于鲁棒一步集的单步优化非线性模型预测控制,有效降低了非线性优化的在线计算量;最后,仿真实例验证了算法的有效性.     

标准模型下的在线/离线多签名方案*

在线/离线多签名能够使多个用户对同一个消息快速地生成一个签名数据,此数据可以使验证者验证签名者的身份。签名生成过程中所需的大部分运算都在签名的消息给出之前进行,即进行预运算。在给出消息之后,再进行少量的运算得出签名。定义在线/离线多签名及其安全性,在Guo等人提出的在线/离线签名方案的基础上,运用Lu等人构造多签名的方法构造出一个具体方案。在标准模型下可证明它的安全性,并且阐述其高效性。     

一类网络系统输入时延辨识方法研究

针对网络控制系统、分布式控制系统等时间延迟系统的时延辨识问题,在分布函数理论框架下,利用输入信号和输出信号的卷积运算建立系统的时域模型,基于代数辨识理论和分布函数的性质设计了一种快速在线辨识输入信号时延的方法。在理想条件和白噪声环境下与传统的自适应观测器方法进行对比,通过数值仿真验证了该方法具有良好的快速性和鲁棒性。     

加权在线贯序极限学习机算法及其应用

针对在线贯序极限学习机对所有数据等权处理这一缺陷,提出加权在线贯序极限学习机算法。依据运算过程中产生的网络均方根误差的差异,给新数据以及历史数据分配不同的权值,当网络均方根误差较大时减小其权值,较小时增大其权值。该算法实现了对新旧数据的不等权处理,利用航空发动机传感器数据验证该算法的可行性。验证结果表明,基于该算法所建的航空发动机传感器故障诊断模型要比基于传统在线贯序极限学习机算法所建模型的精度更高。     

基于DSP和USB2．0的气固两相流测量系统设计

气固两相流参数的准确测量在包括能源、化工、环境、气象、冶金等领域都有着重要的现实意义，并且随着科学技术的迅速发展，在线、连续地对气力输送进行测量就变得越来越重要。介绍了基于DSP和USB2．0的气固两相流测量系统，对微波信号进行数据采集以及运算，并与上位机通过USB进行通信，实现气固两相流的实时监测。     

基于Ajax技术的ASP.NET平台在线考试系统的增强设计

用Ajax技术结合ASP.NET平台,对在线考试系统进行增强设计,改善传统B/S在线考试系统所存在的页面重载、服务器运算负荷重、网络堵塞、计时不准确等问题。使用Ajax技术实现与服务器的异步通信,充分利用客户端的运算能力,减轻了服务器的运算负担,给用户无刷新的视觉体验。     

可证安全的CLPKC-to-IDPKC在线/离线异构签密方案

在线/离线签密不仅可以提高移动设备的计算效率,而且还可以保证数据的机密性和不可伪造性。异构密码环境下,需要考虑不同公钥密码环境之间的在线/离线签密问题。定义了从无证书密码体制到身份密码体制的在线/离线异构签密安全模型,并提出了具体的CLPKC-to-IDPKC在线/离线异构签密方案。方案执行签密运算时,不需要双线性对运算;执行解签密时,只需要2个双线性对运算。与已有在线/离线异构签密方案相比,在效率相当的情况下不存在证书管理问题,适合于计算能力受限的移动设备。通过安全性证明本文方案满足机密性和不可伪造性。最后的实验仿真分析了所提方案在线/离线签密和解签密的效率,该方案采用了独立系统参数,更适用于实际应用环境。     

基于CPU-GPU异构环境的运算代价评估模型

传统性能分析模型仅针对单个处理器,未考虑异构系统中处理器之间数据的传输开销,不能有效地评估异构系统的性能。为此,提出一种运算代价评估模型。通过对计算平台硬件参数和工作负载特征属性的分层建模,结合LogGP模型和Roofline模型,估算不同执行方式的运算时间成本。依照建模的粒度粗细,通过多层建模计算消耗的能量,采用LogGP模型实现CPU与GPU之间的数据传输,并运用EPCC测试集对运算代价模型进行验证。实验结果表明,该模型对处理不同大小数据集时的性能评估具有较高的准确性。     

用模糊模型在线辨识非线性系统

讨论用模糊方法实现非线性系统在线辨识问题.首先给出了简化的模糊规则表达 方法及其相应的自适应模糊推理,在此基础上给出了模糊模型参数在线辨识算法.最后对 非线性模型进行在线辨识,验证了本文提出的模糊模型及其在线辨识算法.     

基于减法聚类的多模型在线辨识算法

考虑到实际工业过程中复杂系统的工况变化往往具有不确定性的特点, 离线辨识的多模型系统难以自适应反映系统的非线性, 因此本文提出一种新的基于减法聚类的多模型在线辨识算法. 首先采用在线聚类算法辨识多模型系统中的局部模型个数与工况参数, 然后充分考虑聚类发生变化对局部模型参数辨识的影响, 给出相应的局部模型参数在线辨识算法. 最后以某电厂300MW锅炉--汽轮机的协调控制系统为对象, 采用上述辨识方法进行仿真研究, 结果验证了本文算法的有效性.     

Development and evaluation of multimedia whiteboard system for improving mathematical problem solving

This study developed a web-based multimedia whiteboard system to help students learning with mathematical problem solving. The purpose is to promote a new online mathematical learning model that students not only use electronic whiteboard to write down their mathematical problem solving solutions but also use voice recording tool to give oral explanations about their thinking behind the solutions. To cultivate students’ critical thinking capability and encourage collaborative peer learning, the new learning model also requests students to criticize others’ solutions and reply to others’ arguments. With the multimedia supporting tools, students can communicate easily with each other about what they think and how they solve mathematical problems. We have conducted an experiment with sixth grade primary school students for evaluation. After the experiment, a questionnaire about students’ attitude toward the multimedia whiteboard system for math learning was then held. The results show that students were satisfied with the use of the multimedia whiteboard system for helping them with learning fractional division. Most students were interested in studying mathematics with the multimedia whiteboard system and thought this tool is particularly useful for doing collaborative learning. After analyzing the recorded solving processes and discussions content of students, we found that the performance of female students was superior to male students in communications and mathematical problem solving. Additionally, students with higher final exam grades had better mathematical abilities for doing critiques, arguments and communications.     

在线检测技术在飞机结构件检测中的应用

本文根据飞机结构件在线检测的工程实际应用特点,提出了基于触发式测头的在线检测系统构建方案,针对在线检测中存在的主要问题,对测量后置处理程序的设计、测头标定方法、测头误差补偿方法等关键技术进行了研究,并在五轴机床上实现了飞机结构件的在线检测,验证了方案的可行性。     

基于Dymola的航空发动机尾喷管建模与仿真

简要介绍了发动机尾喷管的数学模型,基于特性方程建立了一种能够达到设计精度要求的快速简单的尾喷管性能仿真模型。该模型具有速度快,适用于大量计算等优点。用Modelica语言和Dymola编译器实现了尾喷管的性能仿真。通过发动机系统级模型的仿真实验,验证了尾喷管模型的有效性。结果表明,采用建立的性能仿真数学模型能够模拟尾喷管性能,并能够实现非设计转速小流量工况下的性能仿真,为设计尾喷管提供了一个有力的工具。     

结构化对等网络中P2P 僵尸网络传播模型

依赖结构化对等网传播的P2P僵尸是未来互联网面临的重要威胁.详细分析了两种典型的结构化P2P协议Chord和Kademlia的工作原理,在此基础上,使用数学建模的方法建立了结构化P2P僵尸网络的传播模型.该模型将Kademlia,Chord协议与双因子免疫机制、主机在线率等因素相结合,较为全面地研究了两种典型的结构化P2P网络中僵尸的传播机理,并使用软件仿真的方法模拟了节点超过百万时,结构化P2P网络中僵尸的传播行为,通过软件仿真得出的数据与理论数据进行对比,验证了模型的正确性.从实验结果可以看出:对于Kademlia和Chord两种结构化P2P网络,僵尸传播无论是双因子免疫模型还是结合双因子与主机在线率的模型,理论模型与仿真结果都非常吻合,体现了模型的准确性,为僵尸的检测与防御提供了理论依据.     

融合社交网络用户自身属性的信息传播数学建模与舆情演化分析

针对传统的社交网络信息传播模型极少将用户属性和信息特征这两个因素纳入到信息传播模型研究中的不足,该文提出了一种基于用户自身属性的信息传播模型。首先该文抽取用户影响力、用户态度、用户年龄、信息能量、信息价值等特征并构建交互规则;其次,根据这些特征建立信息传播的数学模型,模拟社交网络舆情演化过程;最后,为验证模型的有效性,开展了与真实事件的实证分析对比实验。实验结果表明: 仿真结构与真实数据的相似度大于0.97,因而该模型符合社交网络舆情信息传播的特性,能够较为准确地描述社交网络中的舆情传播过程。     

基于人工智能技术的不完备信息系统智能诊断方法研究

为了提高不完备信息系统故障诊断的正确性与效率,本文提出一种基于粗糙集理论、蚁群优化算法和RBF神经网络相结合的故障智能诊断方法。该方法首先利用“条件组合补齐算法”对不完备的数据进行完备化处理,再利用粗糙集对条件属性进行知识约简,得到具有最大完备度的最小规则集,接着用蚁群算法优化RBF神经网络的权值,并将最小规则集用于训练RBF神经网络模型,获得故障智能诊断模型。通过实际工程数据验证故障智能诊断模型的有效性,结果表明提出的方法能有效实现系统故障的诊断。     

基于参数辨识的时栅转台在线自动标定系统

提出一种在线自动检测时栅转台误差、辨识误差模型系数和误差补偿的方法。该系统由高精度的基准量仪圆光栅、微控制器与上位机组成。在对极点8个待定参数和对极内20个待定参数分别进行傅立叶变换的参数辨识,得到辨识误差模型的系数,实现了实时在线误差补偿。为了检验在线自动标定效果,利用光电自准直仪与基于参数辨识的在线自动标定系统进行对比实验。实验结果表明,采用傅立叶变换的参数辨识,提高了时栅转台标定精度与标定效率,时栅转台的精度达到2.8″。     

A study on three-dimensional vision system for machining setup verification

In computerized numerical control (CNC) machine tools, it is often a time-consuming and error-prone process to verify the Euclidean position accordance between the actual machining setup and its designed three-dimensional (3D) digital model. The model mainly contains the work piece and jigs. The mismatch between them will cause a failure of simulation to precisely detect the collision. The paper presents an on-machine 3D vision system to quickly verify the similarity between the actual setup and its digital model by real and virtual image processing. In this paper, the system is proposed first. Afterwards, a simple on-machine camera calibration process is presented. This calibration process determines all the camera's parameters with respect to the machine tool's coordinate frame. The accurate camera mathematical model (or virtual camera) is derived according to the actual imaging projection. Both camera-captured real images and system-generated virtual images are compensated to make them theoretically and practically identical. The mathematical equations have been derived. Using the virtual image as a reference and then superimposing the real image onto it, the operator can intuitively verify the Euclidean position in accordance to the actual setup and its 3D digital model.     

基于悬臂梁称重传感器的圆弧刀研磨力测量仪设计

为解决双圆锥形圆弧刀研磨力在线测量难题,设计了杠杆原理为基础的圆弧刀研磨力测量仪,建立了圆弧刀与磨盘之间研磨力数学模型。该仪器采用悬臂梁称重传感器,并以DSP2812为主控芯片,实现了圆弧刀研磨力的在线采集、处理、存储及实时显示等功能。实验表明:仪器的称重传感精度优于0.15 N,圆弧刀研磨力变化范围降低28.8%,满足圆弧刀研制的需求。该仪器性能稳定,具有较好的实用价值,为高质量的圆弧刀研制和光栅刻划技术提供了技术保障。