太赫兹网络中基于中继协作转发的高效双信道MAC协议

针对现有多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)太赫兹通信网络双信道MAC协议存在波束重叠干扰和冗余控制开销等问题,提出了一种太赫兹网络中基于中继协作转发的双信道MAC协议(High Efficiency Dual channel MAC Protocol Based on Relay Cooperative Forwarding in Terahertz Networks, HE-RCFMAC)。HE-RCFMAC协议包含动态帧聚合、基于位置信息自适应协作转发和精简RTS(Request To Send)/CTS(Clear To Send)帧三种机制。经三种机制处理后,可有效提升信道利用率,同时减小控制开销,提高数据传输成功率和整体网络吞吐量。仿真结果表明,所提协议与现有的MIMO太赫兹双信道MAC协议相比,MAC层吞吐量、数据传输成功率和信道利用率分别提升了12.82%、12.28%和8.73%,证明了所提协议的有效性。     

新型星载超宽带微波光子变频技术

传统的星载变频通道存在易受电磁干扰、动态范围受限、带宽瓶颈等不足,将微波光子技术引入卫星通信系统中,可克服电域信号变频的局限性,提升星载变频通道的性能。文章提出了一种基于并联马赫-增德尔调制器(MZM)与相干接收的宽带微波光子变频技术,通过采用相干接收方法,能够实现较好的共模噪声抑制,并降低谐波失真的影响,同时结合抑制载波调制方式所带来的优势,有效改善了变频无杂散动态范围等指标。通过实验验证,其杂散抑制比优于60 dB,无杂散动态范围优于100 dB·Hz2/3,为新型星载微波光子变频方案设计、实际应用提供了必要的理论依据与技术支撑。     

Optimal design of a tunable electromagnetic shunt damper for dynamic vibration absorber

Dynamic vibration absorber (DVA) is an effective device for suppressing resonant vibration of noisy machineries and structures. However, the optimum design of DVA requires precise tuning of the damping force in the DVA, which unfortunately is often not practical and prone to changes of working conditions. In this paper, a tunable electromagnetic shunt damper (EMSD) with different opposing magnet pairs configurations is tested for the optimum design of DVA. The optimum magnet pairs configuration is derived to provide the maximum damping force in the DVA. Both simulations and experiments are conducted to verify the damping coefficient variation with the number of magnet pairs in the EMSD. The experimental optimization procedure of the DVA is designed according to the fixed-points theory. The damping force generated by the EMSD can be readily adjusted by varying the external resistance of the EMSD. This is the first experimental implementation report of the optimization procedure described in the fixed-points theory. The proposed tunable EMSD can conveniently allow for onsite optimal tuning of DVA. The proposed design methodology provides fine tuning of the damping coefficient of EMSD to achieve robust optimal DVA performance, even when subject to changes of external parasitic damping.     

微电网的电流均衡/电压恢复自适应动态规划策略研究

含多类型分布式电源的微电网已经成为了未来电力系统的重要发展方向,其中风能和光能在降低化石能源消耗和二氧化碳排放等方面有着极大优势,考虑二者之间强互补性的协同调度已被广泛研究.但风/光协同调度的微电网多关注分钟级的调度或优化问题而非风/光波动下秒级的实时电流按容量比例精准分担,简称电流均衡,而精准电流均衡有助于可再生能源的高比例消纳.因此,本文提出了基于自适应动态规划的微电网电流均衡和电压恢复控制策略.首先,构建包含风电整流型电能变换器和光电升压型电能变换器的广义风光拓扑同胚升压变换器模型,其提供了后续控制器设计的模型基础.其次,本文将电流均衡和电压恢复问题转化为最优控制问题,基于此,每个能源主体的目标函数转化为获取最优控制变量和最小电压/电流控制偏差,进而转化为求解哈密顿?雅克比?贝尔曼(Hamilton-Jacobi-Bellman,HJB)方程问题.基于此,提出了基于贝尔曼准则的分布式自适应动态规划控制策略以求取HJB方程的数值解,最终实现电流均衡和电压恢复.最后仿真结果验证了所提分布式自适应动态规划控制策略的有效性.     

不确定性环境下基于深度强化学习的综合能源系统动态调度

随着综合能源系统中间歇性能源和负荷不确定性的逐步增强,传统的调度方法局限于固定物理模型及参数设定,难以较好地动态响应源荷的随机波动。针对这一问题,提出了一种基于深度强化学习的综合能源系统动态调度方法。首先,以数据驱动方式构建面向综合能源系统的深度强化学习模型,通过智能体与综合能源系统的持续交互,自适应学习调度策略,降低对物理模型的依赖程度。其次,通过添加随机扰动的方式表征源荷不确定性变化特征,针对不确定性变化特征改进深度强化学习模型的状态空间、动作空间、奖励机制以及训练流程等关键环节,并经由近端策略优化算法优化求解,实现了综合能源系统的动态调度决策。最后,通过算例仿真验证了所提方法在不同时间尺度以及不确定性环境下的可行性和有效性。     

基于旋转门算法的电池储能辅助单机跟踪AGC指令控制策略

针对电池储能辅助单机跟踪AGC指令过程中机组爬坡频次高以及储能动作次数多的问题,提出基于旋转门算法的电池储能辅助单机跟踪AGC指令控制策略。首先,利用旋转门算法对AGC历史数据进行压缩,对压缩结果采用线性插值处理,进一步进行动态更新及实时修正,并结合机组爬坡特性确定机组承担的功率调节指令。然后,将储能系统动态地分为3个电池组,根据储能系统功率调节指令确定电池组动作顺序,进而设计功率分配方法实现储能系统上层功率分配,同时确定各电池组电池单元功率分配原则完成下层功率分配。最后,利用某电厂实际AGC指令对控制策略进行仿真分析,验证了所提策略的有效性。     

提升小波与能量检测联合优化下的频谱感知方法北大核心CSCD

传统的频谱感知方法易受噪声波动的干扰,而且在低信噪比的无线通信条件下检测精度较差。通过结合提升小波去噪与动态门限能量检测算法,能有效提高传统频谱感知方法的抗噪声性能和检测精度。首先对含噪信号进行奇偶抽样,分解信号,去除噪声部分,再重构为去噪新信号,然后通过能量检测方法来统计信号的能量积累,设置动态门限,最后以动态门限判断用户信号是否存在。提升小波去噪能够有效地去除采样信号中的噪声,减少噪声对能量检测法检测精度的影响,动态门限能根据噪声波动进行调整来适应复杂的噪声环境。仿真结果表明,提升小波去噪结合动态门限能量检测算法相比于传统的频谱感知要有更优的检测精度。此方法不但提高了其对不确定噪声的抵抗性,使之能适应复杂的通信环境,而且提高了频谱感知过程的可靠性。     

多尺度混合注意力胶囊网络的海洋鱼类识别

针对胶囊网络(capsule network,CapsNet)特 征提取结构单一和数据处理中参数量过大的问题,提出 多尺度混合注意力胶囊网络 模型。首先,在网络初始端添加不同尺度的卷积核来多角度提取 特征,并引 入混合注意力机制,通过聚焦更具分辨性的特征区域来降低复杂背景干扰。其次,采用局部 剪枝算法优 化动态路由,减少参数量,缩短模型训练时间。最后,在海洋鱼类数据集F4K(Fish4Knowled ge)上验证, 结果表明,与传统残差网络(residual network50,ResNet-50)、双线性网络(bilinear convo l utional neural network,B-CNN)、分层精简双线性注意力网络(spatial transformation netw ork and hierarchical compact bilinear pooling,STN-H-CBP)以及CapsNet模型相比,该算法 识别精度为98.65%,比ResNet-50模型提升 了5.92%;训练时间为2.2 h,相比于CapsNet 缩短了近40 min,验证了该算法的可行性。     

谐振器加载石墨烯的双通带可调滤波衰减器设计

石墨烯材料在微波段的阻抗可控特性是其最有价值的应用特性之一。文中首次分析了石墨烯对微带 多模谐振的影响机理,提出了一种集成滤波衰减功能为一体的灵活可控器件。首先,对不同位置加载石墨烯的微带双 模谐振器进行了严格的等效电路建模,通过奇偶模分析法及输入导纳参数计算,探究了双模谐振受石墨烯阻抗及其加 载位置的影响,明晰了石墨烯材料对微波谐振器的影响。随后设计了动态可调的滤波衰减器并阐述了石墨烯材料在谐 波控制上的潜在应用点。最后,采用不同尺寸的双模谐振器进行石墨烯加载并完成双通带幅度独立可控的滤波衰减器 的设计,仿真与实测结果吻合良好,验证了阻抗可控石墨烯材料在可调微波衰减类器件上的应用前景。     

Fault detection of energy-aware grid systems in big data environment

Grid technology based on parallel theory is used to study a large amount of data processing. This research mainly discusses the fault detection of grid dynamic system in a big data environment. In order to verify the communication efficiency between different security nodes of the ZSS system under different operating system conditions, this study will use four physical computers and VM Ware software to establish a simulated communication environment, using GlobusToolkit (GT)'s existing deployment mechanism to realize the overall grid dynamic deployment architecture. Using Web service technology remotely calls the monitoring module interface of resource nodes in the domain and uses standard protocols to send monitoring data. At the same time, in order for the management node to save the monitoring data in the local standardized form of XML, the administrator can use the saved historical data to process system failures, analyze, and predict system performance. In order to solve the problem of information explosion, a fault detector is used to precisely control the cost of message detection and the state distribution of the detection result and the time of message delay. Under special circumstances, it takes 60 min to execute a 30-min job, and the fault detection point consumes an average of 54.33 min. The research results show that the fault-tolerant strategy can improve the performance of resource consumption in the fault-tolerant tracking system. Adopting the method of dynamically adjustable detection interval can effectively reduce the overhead of the grid dynamic system. The detection method used in this study can meet the application requirements of the grid.