基于多目标并行基因表达式编程的电路演化算法

为提高数字电路演化的效率和成功率,在并行基因表达式编程的基础上,对电路设计中涉及的多个目标进行了定义与量化,并针对这些目标提出基于多目标并行基因表达式编程的电路演化算法(MPGEP).主要工作包括:1)设计演化电路中的GEP编码;2)利用OpenMP设计基于通用多核处理器的并行基因表达式编程模型;3)定义和量化电路演化的多个目标,利用非支配排序和适应度共享策略来提高搜索方向的空间均匀性;4)通过数字电路演化实验证明,与传统的GP和GEP算法相比,MPGEP算法不仅进化时间减少了86.1%和31.4%,同时还能得到更简单和实用的电路,得到最优电路比率提高了50.4%和38.9%;与多目标串行电路演化算法MGEP相比,MPGEP算法的进化时间减少了48.7%;与并行电路演化算法PGEP-MC相比,MPGEP算法得到最优电路的比率提高了38.3%.     

数字电路模块化进化算法

针对大规模复杂电路进化设计的收敛速度和规模瓶颈,在遗传算法的基础上提出了一种模块化进化算法.该算法以节点作为基本单元,采用图表形式的编码方案,其基本思想是将染色体中优秀的基因片段作为有效局部解或优秀子电路封装为模块,进化过程中该模块不再进行进化操作.不仅保护优秀的基因片段而且大大简化了复杂电路的进化设计.并以加法器和乘法器为例进行了模块化进化算法的进化设计实验.结果表明:相对于传统遗传算法,模块化进化算法应用于复杂电路进化设计时,不仅进化设计的速度得到提高,而且大大提高了电路进化设计的成功率.     

基于多目标基因表达式编程的电路演化算法

为提高电路演化的效率和成功率,对电路设计中涉及的多个目标进行了定义与量化,并针对多目标优化问题,在基因表达式编程（GEP：Gene Expression Programming）的基础上,提出了基于多目标基因表达式编程的电路演化算法（MGEP：Multi-Objective Gene Expression Programming）。设计了演化电路中的GEP编码,定义和量化了电路演化的多个目标,利用非支配排序和适应度共享策略提高搜索方向的空间均匀性。通过数字电路演化实验证明,MGEP算法与GP算法相比进化时间减少了72．9％,同时得到的电路更简单实用,得到最优电路的比率分别比GP和传统的GEP提高了50．4％和38．9％。     

基于SOPC的自演化硬件实现

提出了一种基于SOPC（片上可编程系统）的自演化硬件实现的设计方法,并以Virtex-ⅡPro开发板为硬件平台,内嵌的软核处理器Microblaze为控制核心.首先使用VHDL硬件描述语言设计虚拟可重构电路;然后将虚拟可重构电路定制成可进化IP核并通过OPB总线与软核处理器相连;最后在处理器上编写遗传算法程序对定制的可进化核进行进化操作,以一位加法器为例验证了自演化硬件的实现.结果表明,该方法不但可以大大简化染色体编码,便于进化操作,而且软件上操作灵活方便,硬件上又具有可定制性.     

基于Elman神经网络的PM_(2.5)质量浓度区间预测

针对PM_(2. 5)质量浓度序列不确定性和随机性特征,提出一种基于互补集合经验模态分解和优化Elman神经网络的区间预测模型.首先,利用互补集合经验模态分解将原始PM_(2. 5)质量浓度序列进行分解,并用样本熵将其重组为复杂度差异明显的子序列.其次,针对各子序列分别用多输入单输出Elman神经网络(Elman neural network,ENN)建立PM_(2. 5)质量浓度预测模型.在各子序列预测结果基础之上,采用多输入双输出Elman神经网络实现PM_(2. 5)质量浓度区间预测.最后,为了进一步提高预测模型性能,提出一种区间预测评价指标作为目标函数,采用思维进化算法对Elman神经网络权值β和阈值b进行寻优.基于北京工业大学校园监测站点采集数据,验证了预测模型的可靠性和有效性.所提预测模型为PM_(2. 5)质量浓度预测提供了一种方法.     

MIMO中继系统子信道和调制方式联合选择

为提高多输入多输出(MIMO)中继系统的吞吐量性能并降低反馈信令比特数,提出了一种应用于两跳中继系统的子信道和调制方式联合自适应选择方法. 源端到目的端的信道被当作一个等效信道,通过奇异值分解,该等效信道被分解成多个并行子信道. 该算法将使用的子信道数及相应的调制方式作为一个整体进行选择及反馈. 仿真结果表明,与传统各子信道独立选择调制方式的方法相比,该方法可使用较少的信令比特数实现较高的吞吐量性能.     

用于高压功率集成电路的高速电平位移电路设计

介绍了一种用于高压功率集成电路的高速电平位移电路，采用窄脉冲产生电路结构，提取低压控制信号的边沿信息，将其分解为2路窄脉冲信号分别驱动高压LDMOS,实现高低压侧电路区域之间信号的快速可靠传输，大幅降低了整个电平位移电路延时和运行功耗。该电路基于0.18μm 80 V BCD工艺进行仿真设计，由仿真结果可知，实现了由输入0～5V至80～85V的电平转换功能，能够满足用于GaN栅驱动芯片的高速要求。     

一种分层并行迭代式链码跟踪直线提取算法

提出了一种分层并行迭代式链码跟踪直线提取方法.该方法首先基于分层并行结构,将图像按层次分割成若干独立的半径逐级递增的子区域;在第一层的处理中,基于现有链码跟踪法,在跟踪起始点的选择、链码跟踪处理、直线段提取等方面进行了相应改进,并行实现各子区域线段的提取;在较高层子区域,根据包含的次级子区域的直线段信息,引入四类非重叠窗口标记处理,进行连接与合并的高效迭代处理,实现图像直线段的获取.该方法具有很好的实时性和检测精度,并且保持了直线的端点、长度等信息.实验结果证明了该方法的有效性.     

梨树断陷西丁家地区沙河子组—营城组沉积体系及演化过程研究

根据岩心、测录井、地震以及分析化验资料,运用沉积学原理和方法,对西丁家地区沙河子组—营城组时期沉积相和沉积体系进行综合研究。研究表明该区域在早白垩世主要发育湖泊、辫状河三角洲相等四大类沉积相及其亚相和微相。结合研究区＂西断东超＂型箕状断陷的构造演化特征,在沉积相认识的基础上组合出两大类沉积体系：从沙河子组沉积期至营城组沉积期,北部斜坡带由扇三角洲—水下扇沉积体系演化为辫状河三角洲—湖泊沉积体系;西部断阶带主要发育扇三角洲—水下扇沉积体系。     

基于相位提取基函数的高效区域分解方法

为了进一步提高电大导体目标电磁散射问题的计算能力,给出了一种高效的区域分解方法。该方法采用定义在曲面三角形单元上的相位提取基函数来展开目标表面的感应电流,大幅减少了待求未知量的数目;同时结合区域分解方法,将原问题分解为若干个重叠的子问题并逐个进行求解,进一步降低了峰值内存需求。此外,为了简化缓冲区的构造过程,采用了仅一层锯齿状的边长约为0.5个波长的三角形单元作为缓冲区,取得了良好的收敛效果。多层快速多极子方法被用于加速矩矢相乘运算。数值算例说明了该方法的高效性和稳健性。     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.