摘要：为满足光学精密仪器更高的精度及动态特性要求,解决其安装空间逼仄与宽频域隔振的矛盾,提出了一种由屈曲梁与黏弹性材料并联构成的仿生准零刚度隔振装置,并建立了该仿生隔振装置的非线性动力学模型,结合谐波平衡法对其振动传递特性进行了分析。仿真与实验结果表明:当频率比大于15时,振动幅值传递率小于0.2,系统共振区振动幅值传递率低于0.75,隔振效果良好。该结论验证了仿足弓准零刚度隔振器的有效性,为光学精密仪器复杂隔振系统设计提供了参考。

摘要：为充分利用移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)系统的计算资源,本文设计了双MEC服务器协同与计算通信资源联合优化方案。通过建模双服务器协同多用户任务计算优化问题,以系统计算时延和用户能耗的加权和最小化为准则,优化设计多用户计算卸载发射功率和计算任务分割。提出一种较低计算复杂度的联合设计方案,将原问题解耦为计算卸载优化和计算任务分割设计的2个子问题,分别通过内点法和单纯形法实现快速数值求解。仿真结果表明,本文所提算法的系统性能优于已有启发式基准算法方案,且在较少的算法运行时间下,联合优化算法方案能取得与最优拉格朗日乘子法基准方案相同的系统性能。

摘要：城市轨道交通作为国家重大基础设施,是国民经济大动脉,在经济社会发展中的地位和作用极其重要。科学合理地定价和补贴是保障城市轨道交通健康发展、提升系统整体和多方主体效益的重要手段。基于此,深入揭示乘客出行需求、企业运行计划和政府政策实施之间的多方主体博弈关系和利益需求,从城市轨道交通运营系统出发,并考虑补贴的公平性,构建了以社会福利最大化为目标的补贴优化模型,并融合票价和客流出行里程对补贴的影响。依据补贴优化模型特点,设计相应的启发式求解算法。以长沙地铁2号线为例,分析所提基于出行费用的补贴方案对客流出行行为和运营系统的影响,验证优化模型及算法的可行性。此外,以固定补贴方案为比较对象,研究结果表明:1)相比于固定补贴方案,基于出行费用的补贴方案对运营企业起到一定的激励作用,能够吸引更多的客流出行,提高运营效益,同时降低所需的补贴额度;2)2种补贴方案下客流集中度存在差异,基于出行费用的补贴方案较固定补贴方案下的客流分布更为均衡,更能体现补贴的公平性。基于出行费用的补贴方案综合考虑了乘客出行距离和票价,补贴分配符合“递远递增”的规律,体现了补贴的公平性,并有利于补贴资源的合理分配,研究成果可以为公共交通“合理补贴”方案的制定和实施提供理论支持和决策依据。

摘要：为解决计算密集型应用的终端物联网用户设备微电池能量难题,研究绿色可再生能量收集技术和双重构智能反射面技术赋能边缘计算,构建双智能反射面辅助的绿色物联网边缘计算系统,有效延长终端物联网用户设备计算寿命,提高系统计算吞吐量。首先,建立双智能反射面辅助的多用户级联衰落信道模型,建立绿色可再生能量收集的多时隙随机到达模型,建模物联网终端设备的能量供需因果约束条件。其次,以系统计算吞吐量最大化为准则,建模终端设备本地计算速率、边缘计算卸载功率、智能反射面相位的联合优化设计问题;该设计问题隶属一类复杂的非凸优化问题。为此,采用轻量级的多阶段优化技术,快速迭代设计本地计算、计算卸载、智能反射面相移等变量,完成绿色物联网边缘计算系统设计。实验结果表明,在较少的系统计算时间下,本文所提方案与基于半定松弛算法的性能增益相当,且优于已有的基准方案。

摘要：本文研究基于无线供电的空中计算系统,其能量发射器采用能量波束形成技术为多个低功耗传感器提供能源,基于无线多址接入信号叠加的空中计算原理,传感器将感知数据同时传输至无线接入点,无线接入点应用接收滤波技术直接完成感测数据的函数值计算。本文考虑一个先采能后感知再传输的工作协议,建模满足传感器能量收集约束条件和计算均方误差约束条件的能量发射器发射能量最小化问题,以及对能量发射器的能量波束形成向量、无线接入点的接收波束形成向量和传感器终端的发射系数进行联合优化。由于复杂的变量耦合性,基于发射能量最小化的空中计算系统设计问题属于一类非凸优化问题。为降低计算复杂度,本文提出一种交替优化求取次优解的方案。仿真结果表明该设计方案具有快速收敛性和优越性。

摘要：目前研发的新型国产正畸装置中,托槽与形状记忆合金(SMA)弓丝之间的止锁机制是控制牙体精准矫正的关键。为满足临床治疗中的止锁力需求,止锁螺栓的紧固扭角及所需要的扭矩大小需要精准设计。为此,本文开展止锁机制的设计研究,分析紧固扭角与止锁力的对应关系,确定有效的扭矩值,其中涉及复杂耦合的接触、材料和几何非线性特征。首先,针对SMA弓丝的三点弯曲实验数据,开展基于参数正交实验设计的仿真分析,确定SMA超弹性材料参数。其次,建立螺栓旋紧和弓丝拉拔的两阶段精细有限元仿真模型,通过关键接触参数的优化设置,实现非线性分析收敛。最后,开展三种紧固扭角情况下的多组标定实验。本研究通过设计分析与标定实验的对比结果表明,各情况下止锁力的设计分析值与标定均值的偏差在10%以内,设计分析方法有效可靠。本研究最终确定临床应用的紧固扭角为10°,额定扭矩为2.8 N·mm。综上,本文所得关键数据可用于新型正畸装置的临床方案设计和后续机械优化,研究方法可为包含SMA材料的医疗器械受力分析提供有益参考。

摘要：轮式铰接工程车辆以其良好的机动性和通过性,广泛应用于农业、建筑、矿场等复杂路况环境。转向系统作为铰接车的重要组成系统之一,其油缸等结构位置及布置方式直接影响车辆转向稳定性及轻便性。为提高铰接转向车辆转向性能,首先,在多体动力学仿真软件ADAMS中建立了某铰接转向车辆模型,并通过实车平顺性实验验证了所建模型的准确性。其次,以转向油缸与前后车体连接点及车辆铰接点位置坐标为设计变量,以油缸伸缩比、铰接角为约束条件,同时考虑转向油缸不发生运动干涉。最后,通过ADAMS和isight联合仿真方法,利用多岛遗传算法对设计变量进行优化并得到优化解集,优化结果表明,相同油缸压力条件下最大折腰角、最大行程差、最大力臂差等目标参数均得到了较大提升。

摘要：蛋白质药物具有作用机制清晰、作用特异性强、不良反应少等优势,临床应用前景巨大。蛋白质的稳定性是蛋白质药物的一项非常重要的指标,对于其成药性、安全性和有效性都至关重要。近年来,人工智能辅助的蛋白质改造工程逐渐发展成为一种高效的蛋白质分子设计新策略,并被广泛应用于蛋白质稳定性预测、药物设计和抗体优化等方面。本文介绍主要的人工智能辅助的蛋白质稳定性优化方法,讨论不同种类优化方法的优劣及其在蛋白质药物设计和优化中的应用,探讨人工智能在蛋白质稳定性设计中的挑战和前景,以期为研究者们开发更稳定、更高效的蛋白质药物提供新的思路。

摘要：鉴于低精度浮点运算拥有更快的运算速度,越来越多的高性能应用采用混合精度方案进行加速,而同样采用该方案来加速的AI(人工智能)大模型也受到广泛关注。最近,HPL-AI(High Performance LINPACK for Accelerator Introspection)基准测试被提出,用于评估高性能系统的混合精度运算性能。针对该基准测试,本研究在鲲鹏和昇腾异构平台上设计并优化了单节点HPL-AI基准测试的实现。其主要通过循环任务分配的策略将任务均匀地分配给AI处理器以平衡AI处理器的负载;通过带间隔值的任务分配策略提高数据传输的连续性来减少CPU和AI处理器之间的数据传输时间;在不影响计算精度的情况下,通过取消数据缩放的策略来减少CPU侧的计算量。最终实验结果表明:当间隔值为8时,HPL-AI基准测试的混合精度浮点运算速度最快;同时,取消数据缩放不会对HPL-AI基准测试的结果精度产生影响;在鲲鹏和昇腾异构平台上,与非优化的HPL-AI基准测试方法相比,本研究提出的优化策略使混合精度浮点运算速度提升了29%左右,为单节点HPL-AI基准测试的进一步优化和部署多节点HPL-AI基准测试奠定了坚实的基础。

摘要：Revit作为建筑信息模型(BIM)技术核心软件,能显著提高工程设计工作效率与质量,但由于Revit材质库与构件库内缺失能符合聚合酶链式反应实验(PCR)实验室建设要求的内容,导致PCR实验室建设项目与BIM技术结合较少.为解决此问题,可基于Revit API进行研究,通过插件成果在Revit软件材质库内实现PVC、彩钢板等特殊材质的添加,在构件库内丰富墙体与地板这两个经典构件的类型,并实现参数化建模.根据研究成果,得到以下结论:1)对Revit材质库与构件库进行扩充,一定程度上解决Revit在PCR实验室建模上缺乏针对性材质与构件类型等问题;2)在构件建模时,用户可通过UI界面上WPF窗口的参数交互自定义构件材质层厚度与材质颜色参数,并实现一键实例化生成;3)在墙体实例化效果中,克服了以往Revit API开发案例中只能基于坐标点连线放置的局限性,实现了在参数化建模的同时能够保持与Revit原有操作一致的便捷式参数化建模.