概率模型检测技术在机器人路径规划中的应用

在机器人路径规划的实际应用中,针对机器人移动行为可能会受到外界环境影响的难题,提出了一种采用概率模型检测技术进行路径规划的新方法。首先,分析环境中的主要影响因素,将机器人的移动行为看作一个不确定事件,构建马尔可夫决策过程(MDP)模型。然后,采用概率计算树逻辑(PCTL)公式描述模型属性,表达机器人复杂多样的目标任务。最后,运用PRISM平台对模型进行分析和验证,得到满足属性的全局优化路径和定量数据。仿真结果表明,上述方法不仅能够保障机器人在障碍物环境中无碰撞移动,而且可以避开环境相对复杂的区域,保证机器人以最大概率完成任务。对比试验证明上述方法的正确性和有效性。     

旋转导向钻井稳定平台的广义预测控制研究

研究了旋转导向钻井稳定平台的摩擦问题,建立了带摩擦的稳定平台广义被控对象的数学模型。针对稳定平台摩擦的不确定性,为了提高稳定平台系统的控制精度和稳定性,提出了阶梯式广义预测控制算法,既保留了传统广义预测控制的优点,又避免了在线求解逆矩阵,同时使算法的安全性得到了提高。将改进算法应用于稳定平台的工具面角控制,并进行了仿真。仿真结果表明,上述算法具有较高的控制精度和良好的动态性能,并且对时变的摩擦干扰具有较强的抗干扰能力,对系统参数摄动具有良好的鲁棒性。     

基于IEC61850的线路保护装置的设计

IEC 61850标准日后必将会成为变电站到控制中心的唯一通信协议,然而目前变电站自动化系统依旧使用各种基于传统规约(如CDT、IEC 103、IEC 104等)的设备,因而保证私有协议转换到IEC 61850标准就是个急需解决的难题.本文以基于IEC 103的线路保护装置为例来实现互操作性,首先介绍了IEC 61850标准的对象建模技术、抽象通信服务接口、特殊通信服务映射以及MMS通信协议.其次,重点研究和分析了基于IEC 61850标准的线路保护装置的信息建模方法和配置文档的研究以及IEC 103规约到IEC 61850标准的映射.最后,通过IEDScout测试软件对互操作性进行测试,结果符合要求,即使基于103的装置支持IEC 61850标准.     

基于状态反馈的线控转向系统控制策略研究

研究汽车转向稳定性控制问题.针对线控转向系统的可变转向特性对汽车操纵稳定性的影响,为保证行驶安全,建立基于车辆横摆角速度与稳态横摆角速度之差(反馈系数F1)以及车辆侧向加速度与理想侧向加速度之差(反馈系数F2)反馈的驾驶员模型.结合整车模型和综合评价指标函数,分别对反馈系数F1(F2=0)、F2(F1 =0)和F1、F2进行优化,对线控转向系统的行驶状态进行仿真并与无反馈控制的驾驶员模型进行了比较.仿真试验结果表明:基于侧向加速度与横摆角速度共同反馈的方法,对前轮转角进行补偿,可较好的控制车辆的侧向位移、侧向加速度、横摆角速度和质心侧偏角,提高车道跟踪性能、方向稳定性能、降低驾驶员的转向负担,提高汽车的操纵稳定性.     

基于欧氏空间相似度的云模型协同过滤算法

传统的基于余弦相似度度量的云模型协同过滤推荐算法未考虑特征向量的长度和维度,忽略了三个重要数字特征云期望、熵和超熵的关系,如各数字特征具有不同的性质和权重,导致特征丢失、区分度过小的问题。针对这些问题,提出了一种采用标准化的多维欧几里德相似度计算方法,通过将三个数字特征映射为三维空间的点,计算经指数函数标准化的欧几里德相似度,生成更合理的用户k近邻集,最终产生推荐。实验结果表明,该相似度计算方法能够为云特征向量提供更显著的区分度,并在一定程度上提高了推荐质量。     

一种基于扩展不完全Kripke结构的三值逻辑模型检测方法

多值模型检测是解决形式化验证中状态爆炸问题的一种重要方法,三值模型检测是多值模型检测的基础,其中如何检验不确定状态的真值是一难点。针对不确定状态检验,提出了一种模型检测方法,首先对不完全Kripke结构PKS进行了扩展,然后在扩展后的模型上给出了检测不确定状态真值的方法,最后给出了基于扩展不完全Kripke结构的三值逻辑模型检测算法。与已有的三值逻辑模型检测算法相比,该算法降低了算法复杂度,完善了对于不确定或不一致信息的处理,从而增强了三值逻辑模型检测的实用性。     

运用SPIN对开放授权协议OAuth 2.0的分析与验证

OAuth 2.0协议是一种开放授权协议,主要用于解决用户账号关联与资源共享问题。但是,其弱安全性导致各网络公司海量用户信息泄露,且OAuth 2.0传输数据采用的https通道效率低下,成为黑客攻击对象。提出采用http通道传输OAuth 2.0协议数据,基于Promale语言及Dolev-Yao攻击者模型对OAuth 2.0协议建模,运用SPIN进行模型检测。形式化分析结果表明,采用公钥加密体系对OAuth 2.0协议进行加密不安全。上述建模方法对类似的授权协议形式化分析有重要借鉴意义。     

Continuum electrostatic approach for evaluating positions and interactions of proteins in a bilayer membrane

Orientations of proteins in the membranes are crucial to their function and stability. Unfortunately the exact positions of these proteins in the lipid bilayer are mostly undetermined. Here, the spatial orientation of membrane proteins within the lipid membrane was evaluated using a Poisson–Boltzmann solvent continuum approach to calculate the electrostatic free energy of the protein solvation at various orientations in an implicit bilayer. The solvation energy was obtained by computing the difference in electrostatic energies of the protein in water and in lipid/water environments, treating each as an implicit solvent model. The optimal position of transmembrane proteins (TMP) in a lipid bilayer is identified by the minimum in the “downhill” pathway of the solvation energy landscape. The energy landscape pattern was considerably conserved in various TMP classes. Evaluation of the position of 1060 membrane proteins from the orientations of proteins in membranes (OPM) database revealed that most of the polytopic and β-barrel proteins were in good agreement with those of the OPM database. The study provides a useful scheme for estimating the membrane solvation energy made by lipid-exposed amino acids in membrane proteins. In addition, our results tested with the bacterial potassium channel model demonstrated the potential usefulness of the approach in assessing the quality of membrane protein models. The present approach should be applicable for constructing transmembrane proteins–lipid configuration suitable for membrane protein simulations and will have utility for the structural modeling of membrane proteins.     

基于Karnopp摩擦的柔性滑移铰的建模与仿真

对含Karnopp摩擦的柔性滑移铰系统进行动力学建模和仿真.将滑移铰中的滑块视为柔性体,滑道视为刚性接触面,考虑滑道与滑块之间的间隙.由于柔性滑块与滑道的接触状态和摩擦情况比较复杂,采用有限元方法建立了柔性滑块的力学模型,基于罚函数方法建立含Karnopp摩擦柔性滑移铰接触力模型,通过试算迭代法判断柔性滑块各节点的接触状态,基于KED方法和Newmark方法给出了含该滑移铰机械系统动力学方程的数值算法.最后,以含Karnopp摩擦的柔性滑移铰和驱动摆杆构成的机械系统为例进行动力学仿真,分析了其动力学特性,验证了本文给出的方法的有效性.     

深圳河湾水质数值模拟研究

基于EFDC模型和WASP模型建立了深圳河湾水动力和水质模型,采用2011年实测数据对模型进行率定和验证,结果表明,计算值与实测值吻合较好,丰枯季高低潮位平均误差小于0.20 m,DO、BOD5平均误差小于20%,TN、TP和Chl a(叶绿素a)平均误差小于30%。在此基础上进行案例研究,研究结果表明,氮、磷营养盐负荷削减80%对藻类生长的影响不明显;削减95%负荷时,Chl a浓度下降40%。