空间多体机械系统耦合动力学的键合图法

为提高多能域耦合空间多体系统动力学分析的效率及可靠性,提出了键合图法．从能量守恒的基本原理出发,讨论了键合图中的多通口元件MTF所具有的特性．以此为基础阐述了建立空间多体机械系统键合图模型的一般方法及其动力学原理．将运动副约束反力视做未知势源加在系统键合图模型相应的0-结处,有效地解决了微分因果关系及非线性结型结构所带来的十分困难的代数问题,推导出便于计算机自动生成的系统状态方程及运动副约束反力方程的统一公式,实现了计算机自动建模与仿真．实际算例表明了所述方法的有效性．     

Experiments in the coordinated control of an underwater arm/vehicle system

The addition of manipulators to small autonomous underwater vehicles (AUVs) can pose significant control challenges due to hydrodynamic interactions between the arm and the vehicle. Experiments conducted at the Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) using the OTTER vehicle have shown that dynamical interactions between an arm and a vehicle can be very significant. For the experiments reported in this paper, a single-link arm was mounted on OTTER. Tests showed that for 90-degree, two-second repetitive slews of the arm, the vehicle would move as much as 18 degrees in roll and 14 degrees in yaw when no vehicle control was applied.Using a new, highly accurate model of the arm/vehicle hydrodynamic interaction forces, which was developed as part of this research, a coordinated arm/vehicle control strategy was implemented. Under this model-based approach, interaction forces acting on the vehicle due to arm motion were predicted and fed into the vehicle controller. Using this method, station-keeping capability was greatly enhanced. Errors at the manipulator end point were reduced by over a factor of six when compared to results when no control was applied to the vehicle and by a factor of 2.5 when compared to results from a standard independent arm and vehicle feedback control approach. Using the coordinated-control strategy, arm end-point settling times were reduced by a factor three when compared to those obtained with arm and vehicle feedback control alone. These dramatic performance improvements were obtained with only a five-percent increase in total applied thrust.     

A dynamic model of an underwater vehicle with a robotic manipulator using Kane's method

Development of a robust autonomous Underwater Robotic Vehicle (URV) is a key element to the exploitation of marine resources. An accurate dynamic model is important for both controller design and mission simulation, regardless of the control strategy employed. In this paper, a dynamic model for an underwater vehicle with an n-axis robot arm is developed based on Kane's method. The technique provides a direct method for incorporating external environmental forces into the model. The model developed in this paper includes four major hydrodynamic forces: added mass, profile drag, fluid acceleration, and buoyancy. The model derived is a closed form solution which can be utilized in modern model-based control schemes.     

一种基于GN算法的动态图划分方法

随着图规模的急剧增长,对动态图进行实时处理的需求日益增加。大多现有的算法针对静态图划分是有效的,直接用其处理动态图会带来较大的通信开销。针对该问题,提出一种基于GN算法的动态图划分方法。首先收集一段时间内加入动态图中的顶点;然后,利用GN算法对这些新加入的顶点进行预划分,产生若干个内部联系紧密的社区;最后,将预划分产生的社区结果插入到已经划分好的当前图中。实验从交叉边数和负载均衡度两方面将该方法与传统流式划分方法进行比较,结果表明,在公开数据集上,该方法的交叉边数降低了13%,负载均衡度减少了42.3%。由此可见,该方法的划分质量明显优于传统的流式划分方法。     

基于VC 6.0和OpenGL机械手三维仿真演示系统

OpenGL是性能卓越的开放式三维图形设计工具,是高性能图形和交互式视景处理的标准。较为详细地探讨了Windows平台对OpenGL的支持及其注意事项,介绍了基于VC6．0和OpenGL机械手三维仿真系统的设计,比较了OpenGL三维模型构造常用方法的优缺点,说明了OpenGL实现动画仿真的双缓存原理及在VC中的具体设置方法,介绍了驱动动画运行的数据接口的结构、数据文件的注册和引入方法,并给出了详细程序。对于常用的三维仿真系统,该实例具有一般普遍性。     

基于快照的大规模动态图相似节点查询算法

动态图拓扑结构演进过程中,为了量化在一定时间域内节点间联系的变化情况,定义了一种泛相似节点的概念,通过衡量其与当前节点的联系是否频繁、分布是否均匀来确定与当前节点的泛相似程度,并提出了一种基于快照的大规模动态图泛相似节点查询处理算法。具体包括:图动态演进过程的快照集表示,即演进动态图;图动态演进过程中的节点泛相似的语义及其形式化表示方式,从联系的频繁程度与分布的均匀程度对节点的相似程度进行了刻画;节点泛相似语义的矩阵表示及处理方式;针对这种语义的泛相似节点查询处理算法。真实数据集和合成数据集上的实验结果均表明算法能够处理大规模动态图上泛相似节点的查询问题,并在实际应用中运用实现。     

A survey on dynamic graph processing on GPUs: concepts,terminologies and systems

Graphs that are used to model real-world entities with vertices and relationships among entities with edges, have proven to be a powerful tool for describing real-world problems in applications. In most real-world scenarios, entities and their relationships are subject to constant changes. Graphs that record such changes are called dynamic graphs. In recent years, the widespread application scenarios of dynamic graphs have stimulated extensive research on dynamic graph processing systems that continuously ingest graph updates and produce up-to-date graph analytics results. As the scale of dynamic graphs becomes larger, higher performance requirements are demanded to dynamic graph processing systems. With the massive parallel processing power and high memory bandwidth, GPUs become mainstream vehicles to accelerate dynamic graph processing tasks. GPU-based dynamic graph processing systems mainly address two challenges: maintaining the graph data when updates occur (i.e., graph updating) and producing analytics results in time (i.e., graph computing). In this paper, we survey GPU-based dynamic graph processing systems and review their methods on addressing both graph updating and graph computing. To comprehensively discuss existing dynamic graph processing systems on GPUs, we first introduce the terminologies of dynamic graph processing and then develop a taxonomy to describe the methods employed for graph updating and graph computing. In addition, we discuss the challenges and future research directions of dynamic graph processing on GPUs.     

基于RENN 的柔性关节机械臂自适应动态面控制

针对面贴式永磁同步电机驱动的柔性关节机械臂动力学模型具有非线性、不确定性和未知外部扰动等特点,提出一种自适应动态面控制方法来实现其关节轨迹跟踪控制．控制律由动态面技术得到,降低了反推控制器的复杂性．模型不确定因素由递归Elman神经网络在线补偿,神经网络权值自适应律通过Lyapunov稳定性分析推导得到．仿真研究表明,该方法对于载荷不确定和外界扰动具有较强的鲁棒性,与传统动态面法相比,大大提高了柔性关节的位置跟踪精度．     

Development of a software tool for rapid,reproducible, and stakeholder-friendly dynamic coupling of system dynamics and physically-based models

System Dynamics (SD) modeling is well adapted to developing participatory environmental models. However, SD models are ill-suited for complex physical (e.g., groundwater) processes, and existing methods to couple them with physically-based models tend to be complex and inflexible. We here present Tinamit, a novel tool to couple SD and physically-based models in a rapid, reproducible, and stakeholder-friendly manner. Tinamit requires only a few lines of Python code to couple and simulate models (or, with its interface, no coding at all), which is expected to make model coupling more accessible to stakeholders and allow them to continue developing coupled models after the end of a funded project. We use Tinamit to couple a SD-based farmer economics model from Pakistan with a soil salinity model (SAHYSMOD) and analyze the trade-offs of various policies, of which canal lining with subsidies seemed promising. Such results cannot be readily obtained from either model alone.     

基于耦合度和PDG混合特征的源代码作者归属预测

为了在语料库中找出源代码的真实作者,提出了一种代码耦合度与程序依赖图特征结合的神经网络模型CPNN来识别源代码作者.首先,使用从源代码中提取的参数、扇入和扇出等特征计算代码的耦合度.其次,从转换的程序依赖图中提取控制和数据依赖项,应用预处理技术将PDG特征转换为具有频率细节的小实例,并且利用逆文档频率技术放大源代码中每...     

基于FDS和元胞自动机动态耦合的火灾疏散模型

为研究火灾场景下温度、烟气和CO浓度等灾害因子对疏散的影响,建立基于FDS和元胞自动机动态耦合的火灾疏散模型。将FDS的网格和元胞自动机的元胞一一对应,将由FDS运行得到的灾害数据通过Python等技术手段实时加载到元胞中,使灾害数据持续影响行人转移概率,从而实现灾害和疏散的动态耦合;以单层教学楼作为仿真场景进行模拟分析,对火源位置和热释放速率等因素进行讨论,得出这些因素对行人疏散进程的影响规律;将模型与传统软件和同类方案进行对比。研究表明,火灾导致的高温和烟气会影响行人对疏散路径和安全出口的选择;热释放速率越大,行人越早处于危险状态,同时处于危险状态的行人也越多;该模型相比传统疏散软件不仅能考虑火灾产生的致灾因子对行人疏散的动态影响,还能确定行人最早处于危险状态的位置和时间,并用可视化的方式表现出来。     

基于Leap Motion和S曲线的飞行机器人机械臂控制研究

针对带有多自由度机械臂的飞行机器人,提出基于Leap Motion的控制方法以实现机械臂跟随人体手掌位置姿态运动的功能。采用DH方法建立了机械臂数学模型,给出了将Leap Motion获取的人手运动映射到机械臂末端的推导过程。利用7段S型曲线调速方法近似实现舵机角加速度连续没有突变,减轻了舵机快速响应给飞行器带来的冲击问题。设计制作了实物样机对控制方法的可实现性进行验证测试,在飞行测试中,成功地利用Leap Motion控制远端的机械臂抓取到地面目标。     

城轨交通运行图自动编制及优化系统的研究

地铁列车运行图是地铁运输中十分重要的组成部分,它是地铁行车组织的工作计划和工作基础。将列车运行图自动编制及优化系统分为数据库子系统和运行图调图子系统两部分,阐述了整个系统的框架结构及其优化算法,给出了开发结果。     

返回舱着陆姿态和动力响应的DEM-FEM耦合分析

针对返回舱安全着陆问题,采用陆面颗粒离散元模型（discrete element model, DEM）与返回舱壳体有限元模型（finite element method, FEM）相耦合的方法,对返回舱回收着陆过程的动力特性进行数值分析,并与试验结果进行对比,验证计算结果的正确性。分析讨论垂直和倾斜2种着陆姿态的返回舱结构应力分布,从冲击能量的角度讨论陆面颗粒对其缓冲作用。对影响返回舱回弹响应的主要因素进行分析并提出相应的改进方法。结果认为：陆面颗粒是返回舱着陆冲击能量吸收的主体,且倾斜着陆时陆面颗粒吸能占比更加显著;当陆面颗粒之间的摩擦因数较小或返回舱质量较大时,返回舱着陆的回弹速度相对较小。     

基于能量法的超声电机压电振子的耦合动力学模型分析

基于分析动力学的哈密顿原理,采用模态假定将超声电机压电振子复合结构的复杂振动在模态域内等效成单自由度系统的简单振动;考虑压电陶瓷的压电效应,将压电陶瓷诱发应变的激振力的大小用参数力系数描述,建立了超声电机压电振子的机电耦合动力学模型,通过实例计算与实验结果对比,验证该模型是较准确的,可以在超声电机的初步设计阶段替代有限元分析来确定电机的结构及材质参数,并选定合适的工作频率,从而为超声电机进一步的参数化分析和仿真模型的建立,及结构动力特性优化打下理论基础.     

融合知识图谱和轻量级图卷积网络推荐系统的研究

基于协同过滤的算法是推荐系统中最重要的方法,由于冷启动和数据稀疏性的特点,限制了其推荐性能。为了应对以上问题,提出了知识图谱和轻量级图卷积网络推荐系统相结合的模型,该模型通过将知识图谱中的各个实体（项目）进行多次迭代嵌入传播以获取更多的高阶邻域信息,通过轻量聚合器进行聚合,进而预测用户和项目之间的评分。最后,在3个真实的数据集上MovieLens-20M、Last.FM和Book-Crossing的实验结果表明,该模型与其他基准模型相比可以得到较好的性能。     

基于图嵌入与支持向量机的社交网络节点分类方法

针对无属性社交网络的节点分类问题,提出了一种基于图嵌入与支持向量机,利用社交网络中节点之间关系特征,对节点进行分类的方法.首先,通过DeepWalk、LINE等多种图嵌入模型挖掘节点隐含关系特征的同时,将高维的社交网络数据转换为低维embedding向量.其次,提取节点度、聚集系数、PageRank值等特征信息,组合构成节点的特征向量.然后,利用支持向量机构建节点分类预测模型对节点进行分类预测.最后,在三个公开的社交网络数据集上实验,与对比方法相比,提出的方法在社交网络节点分类任务中能取得更好的分类效果.     

数据采集片上系统动态性能测试的新方法

提出一种新的方法用于高精度数据采集片上系统的动态性能测试。该方法利用高维空间几何矢量投影的思想,将正弦响应信号向由其各次谐波组成的正交基投影来拟合测试数据,以残差的负熵作为拟合结束的判据,使残差最大限度接近白噪声,避免了传统以残差最小为判据的过拟合问题。实验证明了该方法的有效性。     

基于粗糙集和图论的电力系统故障诊断方法

将粗糙集与图论相结合处理电力系统故障诊断,提出了故障决策表图的新概念,得到一种基于粗糙集和图论的电力系统故障诊断方法,并进一步提出了故障信息覆盖度和故障诊断规则分级的概念.利用故障决策表图及其邻接矩阵,得到了快速识别决策表核属性和属性约简的方法,并将规则分级应用于故障规则提取.利用所提出的方法对具体实例进行处理,仿真结果表明,该方法能有效地减少时间和空间复杂度,可根据设定的阈值提取诊断规则.     

事件社交网中基于有向标签图及用户反馈的活动推荐方法

由于基于事件的社交网络（EBSN）中的活动具有时效性,传统社交网络推荐算法无法适用于EBSN。此外,大多数算法忽略了能影响后续推荐质量的前用户是否接受活动的反馈意见。为此,提出一种EBSN中基于有向标签图及用户反馈的活动推荐方法。首先,将EBSN抽象为有向标签图,并抽取图节点及边的属性特征信息,构建有向图结构特征（DGSF）索引,该索引由节点属性特征索引、有向边属性特征索引以及时间特征索引构成,利用该索引对节点及边进行初次过滤。其次,提出基于DGSF索引的多属性候选集过滤策略,利用时间、节点的出入度、标签类型等特征的限制,实现对查询图候选集的进一步剪枝,避免冗余计算。然后,提出一种具有用户反馈的改进UCB（Upper Confidence Bound）活动推荐算法——EN_UCB,通过引入弹性网回归,根据多影响因素计算用户对活动的兴趣值,为用户推荐兴趣值高的活动,同时接收用户是否接受该活动的反馈,以优化后续用户的推荐。大量实验结果表明,EN_UCB算法的接受率高于TS（Thompson Sampling）、UCB以及eGreedy算法,遗憾率远远低于TS和eGreedy算法,且运行效率高于TS、UCB以及eGreedy算法,活动数越大,优势越明显。所提算法能有效实现EBSN上的在线活动推荐。