Design of Structural Left-handed Material based on Topology Optimization

An effective method to design structural Left-handed material(LHM) was proposed. A commercial finite element software HFSS and S-parameter retrieval method were used to determine the effective constitutive parameters of the metamaterials, and topology optimization technique was introduced to design the microstructure configurations of the materials with desired electromagnetic characteristics. The material considered was a periodic array of dielectric substrates attached with metal film pieces. By controlli...     

基于三元组信息的网络流量检测点选取算法

为了有效地选取网络流量检测点,根据流守恒假设,提出一种网络流量检测点选取算法．该算法将网络流量检测点选取问题抽象为图的弱顶点覆盖问题,使用三元组信息标记网络节点,通过比较和替换节点的三元组信息并根据最后的三元组信息,完成网络流量检测点的选取．仿真结果表明,新算法不需要了解网络拓扑的全局信息,能动态地排除无法部署的网络节点,有效地解决了网络流量检测点的选取问题．     

煤矿井下人员行走轨迹的算法研究

针对目前煤矿人员定位系统主要采用区域定位方式,存在无法直接解算出井下人员的精确位置和无法确定井下人员运动方向的问题,提出了一种基于树形结构、通过构建拓扑关系计算井下人员可能行走轨迹的算法。该算法首先定义了点与弧段、弧段与弧段以及弧段与点的拓扑模型,并以此为基础构建树形结构,对其进行层次遍历,得到井下人员行走轨迹;在计算过程中,该算法利用井下接收器的实时状态信息,自动排除停止工作的接收器和分站对轨迹的影响,有效确保了轨迹的准确性。     

基于反应扩散方程的水平集结构拓扑优化方法与实现

为实现更加先进的拓扑优化算法,研究采用反应扩散方程的水平集结构拓扑优化方法,通过理论推导给出算法中的参数选择建议.该方法允许在拓扑优化过程中生成新的孔洞,初始结构无须包含孔洞,不需要重新初始化步骤,从而可提高算法的收敛性.针对传统拓扑优化中主要采用体积约束、以柔度最小为目标和体积保留率设定存在一定主观性的问题,探究不同体积保留率下的结构应力水平的变化规律,结果显示可以依据结构最大应力水平与体积保留率的变化规律确定最优体积保留率.     

脉冲式事件触发控制的时变多个体系统一致性

针对时变拓扑连接环境下的时变多个体系统的一致性问题,提出基于事件触发的脉冲控制协议。在该协议里对于每个个体,只有当相关状态误差超过阈值时才会更新控制器,同时控制输入将仅在事件触发时刻执行,且个体间不需要持续通信。该协议将大幅节约系统实现一致性的通信和控制成本。使用代数图论、李雅普诺夫稳定性和脉冲微分方程等数学理论分析和推导具有时变特性的多个体系统在事件触发脉冲控制下达到一致性的充分条件,同时理论证明事件触发的时间序列不存在芝诺行为。最后,数值仿真验证了所得到的理论结论的有效性。     

配电线路拓扑及台户区分自校验系统的研究

针对人工检查低压配电网拓扑关系带来的管理难度和成本高的问题,本研究分别在时域和频域上比较了皮尔逊相关系数和灰色关联分析,提出了一种实用的配电线路拓扑异常检查方法,该方法利用从数据采集与监控系统和电力信息采集系统获得的配电数据,使用皮尔逊相关系数来判断用户电压序列曲线的相似性,采用灰色关联法对用户样本集进行分析,对中间节点的电压变化确定了下游节点的异常位置,发现识别出站区标识错误的用户;根据实验验证的结果,与灰色关联分析法相比,皮尔逊相关系数不具有良好的鲁棒性,而且会增加误判的次数,采用频域相似度的灰色关联分析法得到配电线路拓扑校验准确率达到99.9％,十分适用可靠.     

基于无线宽带的林业监控网络架构设计

针对林业监控网络信息化、智能化的发展要求以及当前已有网络应用业务单一、接入重组能力低等不足,开展了一种无线宽带网络架构设计;文章基于近些年快速发展并广泛应用的SPTN有线传输网络,以满足林业监控未来多样化的应用需求为基础,从监控网的功能应用和系统组成出发,构建由自组网和接入网组成的双层无线宽带网络架构,开展了组网规划和组网架构设计,并对无线宽带网络应用中涉及的抗干扰、安全保密、防雷等使用性问题进行了分析说明;通过对双层网络各节点的通信性能进行计算和评估,对网络方案部署应用的可行性进行了验证,满足林业监控网络大范围部署、高数据传输、快网络重组的应用需求,对后续林业监控信息化网络建设提供了有益参考。     

利用混合高斯和拓扑结构的人体“鬼影”抑制算法

若在建模时存在目标,部分目标像素会进入背景模型,会在检测时产生“鬼影”。为了有效抑制“鬼影”,提出一种利用混合高斯和拓扑结构(Gaussian mixture model and topological structure,GMMT)的人体“鬼影”抑制算法。算法分为两个阶段,背景建模阶段采用双通道建模,通道一利用混合高斯模型进行预检测,接着利用拓扑结构将分散的人体目标连接获得完整的目标并取其外接矩形,然后将矩形外的像素加入背景模型,经过多帧的建模得到空背景;通道二使用多帧平均法计算背景模型。通过设置建模帧数的阈值T选择建模方式,若建模帧数小于T则使用通道一建模,否则使用双通道联合建模。目标检测阶段利用改进的背景差分法实现人体分割并进一步消除 “鬼影”。经过测试,GMMT在建模阶段存在目标的情况下可有效地抑制 “鬼影”。     

基于独立连续变量和复合指数函数的位移约束平面连续体结构拓扑优化

为了进一步研究连续体结构拓扑优化模型的合理性和可行性,基于独立、连续、映射( independent continuous mapping,ICM)方法,在满足结构位移约束的条件下,通过引入复合指数形式过滤函数对位移约束下质量最小化( minimum weight with a displacement constraint,MWDC)模型进行了改进,建立了基于独立连续变量和复合指数函数的位移约束平面连续体结构拓扑优化模型,并进行了优化求解。同时,利用M语言,基于Matlab软件平台,开发了相应的拓扑优化计算程序,并针对4种典型平面连续体结构进行了数值验证,分别比较分析了体积约束下的柔顺度最小化( minimum compliance with a volume constraint,MCVC)模型、MWDC模型以及改进的MWDC模型所得到的最优拓扑结构。数值结果表明：采用复合指数形式过滤函数改进的MWDC优化模型迭代次数更少,优化求解计算效率更高。     

基于子结构的内力约束连续体拓扑优化

通过拓扑优化可以得到传力路径,不同传力路径对应不同内力载荷。如果将内力载荷作为目标或约束进行拓扑优化,可以得到满足不同需求的传力路径,为拓扑优化的发展提供新思路和新方法。为了得到不同内力载荷需求的传力路径,基于子结构法将结构分开使内力暴露出来。以结构质量最小为目标,以内力为约束建立拓扑优化模型,基于独立、连续、映射( independent, continuous, mapping, ICM)方法和单位载荷法将内力显式化,通过累加获得需要控制的传力路径上的内力,通过迭代调整2个路径上的内力使其比值达到一个稳定的值,从而获得满足内力约束的传力路径。算例表明：不同的内力约束可以得到不同的传力路径。