摘要：针对可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Reflecting Surface,RIS)辅助的物理层安全通信,该文设计了基于混合有源-无源RIS和人工噪声(Artificial Noise,AN)辅助的安全传输方案。考虑基站和RIS的功率约束以及RIS无源反射元件的反射系数恒模约束,以最大化系统安全传输速率为目标,构建基站发射波束成形、AN波束向量、RIS反射系数矩阵联合优化问题。使用交替优化(Alternating Optimization,AO)、权值最小均方误差(Weighted Minimum Mean Square Error,WMMSE)和半定松弛(Semi-definite Relaxation,SDR)算法,求解所构建的变量高度耦合的非凸优化问题。仿真结果表明,混合RIS辅助安全传输方案,能够有效提高系统的安全速率,与无源RIS相比,能够有效克服“双衰落”效应导致的安全速率降低,与有源RIS相比,具有更高的能量效率。

摘要：为改善复杂目标的成像表现、提升雷达图像的视觉效果,提出一种基于稀疏重构的多视角多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达关联成像方法,设计了多视角雷达散射面积(radar cross section,RCS)起伏的稀疏重构关联成像模型。所提算法能提高辐射场信号随机性,改善复杂目标雷达关联成像参考信号与回波之间相关性退化的情况,减小多视角RCS起伏对相关性的影响,提升多视角下的关联成像质量。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

摘要：本文考虑四旋翼飞行过程中湍流风扰动的影响,以及因变工况飞行而导致的不确定动态突变问题,提出了基于输入–扰动双补偿器设计的自适应湍流风扰动抑制方案,保证了四旋翼飞行器系统的稳定和输出渐近跟踪性能.首先对风场环境下的四旋翼进行建模,研究各不同工况下的动态特性,并分析研究了四旋翼飞行器变工况飞行时的动态特性突变的表现形式以及所带来的控制难题.进而设计了一种基于输入–扰动双补偿器的系统重构方案,实现了动态系统重构,解决了关联矩阵突变为非对角型时难以解耦控制,以及相对阶结构突变时控制器结构发生突变的问题.基于重构后的系统,设计自适应的湍流风扰动抑制方案,保证四旋翼飞行器的稳定、扰动抑制和渐近输出跟踪性能.最后,对所设计的控制器进行稳定性证明,并通过仿真验证所提出控制算法的有效性.

摘要：急剧增长的电动汽车市场需求极大刺激了锂电池的发展.作为锂电池的关键组成部件,电解质在锂电池的安全性、与正负极的匹配性(影响能量密度)、长使役寿命等方面扮演着极为重要的角色.因此,高性能电解质的开发迫在眉睫.三聚甲醛(TXE)是合成聚甲醛最易获得且最便宜的原料之一.我们调研发现,TXE不仅可以作为合成工程塑料的单体,还可以成为构建锂电池高性能电解质的重要构成要素.目前已报道的TXE基电解质不仅可以显著改善锂电池电解质与电极的界面相容性,还能极大提升锂电池的安全性能,已经成为构建高能量密度、高安全性能和长使役寿命的锂电池的一种颇有成效的方法.因此,本综述从准固态锂电池与液态锂电池两个角度出发,详细介绍了锂电池用TXE基高性能电解质的分类设计以及电极/电解质界面构建和表征等,并就TXE作为准固态电解质前驱体、共聚物电解质、防热冲击自阻断电解质以及液态电解液添加剂等方面的作用机理和应用等进行了详细阐述,并在文末对TXE基高性能电解质存在的挑战以及未来发展趋势进行了展望.

摘要：随着无线网络的广泛应用,面向接受信号强度(RSS)指纹定位的接入点(AP)日益增多,导致一些AP的作用是冗余的,甚至对定位产生不利影响,同时也增加了定位计算的开销。通过对AP进行适当筛选可以一定程度上去除冗余AP,但定位效果会随着AP数量发生较大变化,甚至会增大误差。本文提出一种基于信息区分度的AP有效集构建方法(EID),充分利用指纹信号在不同空间的差异,实现了准确的位置估计。首先,用信息区分度评估AP的定位能力,有效反映出每个AP在不同采样点的区别,展示AP对空间位置的分辨程度。然后,基于AP信息区分度设计更加符合现实环境的增量聚类算法,能根据AP的定位能力得到不同类别的集合并具有较好的鲁棒性。最后,利用点集距离最大原则提出AP有效集选择策略,根据聚类结果和选择要求,选择出合适的AP集合。本文在真实场景下进行实验验证,并与现有的AP选择方法,即基于组判别(GDB)算法、基于软件定义网络(SDN)算法和基于非均匀量化RSS熵(NQRE)算法对比,在减少不低于40%AP数量的情形下,EID将定位精度分别提升了18.7%、11.2%和14.6%。与此同时,本文方法具有更好的稳定性,在95%的情形下定位误差低于1.2 m。

摘要：针对传统星地信道模型及其硬件模拟方法没有考虑卫星姿态对信道特性影响的问题,本文基于几何地理随机模型(Geometry-based Stochastic Model,GBSM)框架,提出了一种融合卫星姿态的星地信道模型。该模型通过构建四个独立的坐标系并引入姿态修正矩阵,来描述卫星姿态变化对星地信道特性造成的影响。在此基础上,本文基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA),设计并研制了一种星地信道硬件模拟器。硬件模拟器采用差分迭代的算法来生成信道衰落因子,可以极大提高硬件模拟的实时性,确保生成的衰落数据与实际场景相匹配。同时,还采用了并行处理架构,可以支持最大640 MHz带宽的星地信道模拟。为了将衰落数据与并行架构相匹配,引入了并行内插算法,可以将串行的衰落数据内插成同速率的多路并行衰落数据。此外,为了能够精准控制硬件装置输出信号的功率,设计了基于预训练的功率校正方法。通过内部校正源信号预先训练出整个模拟过程给信号带来的增益再进行功率补偿,从而保证输出信号的功率可以被精准控制。最后,在典型场景下开展仿真模拟,导出硬件模拟器的输出结果并分析其统计特性,结果表明实测输出的概率密度函数(Probability Density Function,PDF)和多普勒功率谱密度(Doppler Power Spectral Density,DPSD)与理论值吻合,证明本文设计的硬件模拟器可以准确地复现实际场景下卫星姿态发生变化的星地信道。本文提出的融合卫星姿态的星地信道模型以及研制的硬件模拟器很好地解决了传统模型以及硬件模拟方法的局限性,在卫星通信系统的优化、评估和验证环节具有极大的潜在价值。

摘要：针对当前机器人手存在的抓取力控性能差、控制系统复杂等问题,基于柔性手结构性能优势,提出一种面向薄皮果类柔顺抓取的前瞻预测智能力控方法。以最佳位形和力闭合为约束条件,提出适用于柔性手结构配置的4种抓取规划方法,并建立抓取稳定性评估机制。构建基于径向基神经网络的非线性回归预测模型,并重点提出基于最小抓取力的前瞻智能力控算法。分析抓取系统结构,设计分层模块化柔性手控制系统,最终搭建柔性手抓取实验平台,进行抓取性能测试。试验结果表明,相对其他2种方法,提出的抓取力控方法抓取力分别降低10.64%和6.91%;抓取成功率分别提高2.67%和5.00%,平均值高达98.00%。研究为柔性手的进一步研究提供参考。

摘要：针对传统数值预报模式计算时间长和计算资源消耗大的问题,以及现有深度学习预报方法在温度预报结果上不精确,且预测结果模糊的问题,提出了一个新的温度预报模型。首先,设计了一个时空信息捕捉模块,将该模块捕获的长期依赖信息,作为扩散模型的生成条件,赋予扩散模型预报的能力;其次,设计了一个新的平衡损失函数,同时保护了扩散模型的生成能力和时空信息捕捉模块对时空信息的捕捉能力;最后,基于美国国家环境预报中心的再分析数据进行预报,与现有的深度学习方法相比,所提模型预报结果的质量在均方误差(mean square error,MSE)上降低了17.3%,在均方根误差(root mean square error,RMSE)上降低了9.14%,在峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)上提升了5.1%。改进的扩散模型能有效地捕捉时空依赖的关系,有效地进行时空序列预测,效果优于其他对比方法。

摘要：智慧建筑智能控制系统旨在优化建筑物的建筑空间舒适度及能源分配,近年来受到了广泛关注,而建筑空间占用信息对智慧建筑管理系统的决策具有重要作用。现有建筑空间占用感知方法尚未针对如何融合具有不确定性、冲突性的多源数据问题提出有效解决方案,基于此,本文将D-S证据理论引入建筑空间占用预测中,并构建了基于建筑空间占用检测的mass函数确保D-S证据理论在该应用中的性能。另外,本文引入层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)解决多源异构数据源间的冲突所导致的建筑空间占用误测的问题,以提升感知精准度和系统性能。

摘要：在新时代背景下,将思政教育元素融入高等学校基础课程中是十分迫切和必然的。在环境类有机化学教学过程中,有机融入中国化学家的突出贡献,充分激发学生的爱国热情,提高学生的创新思维,能够更好地实现全方位育人目标。文章以“有机化合物的结构和性质”教学设计为例,引入思政元素,让学生深入了解我国著名化学家的科研创新之路,使学生牢固树立正确的人生观和价值观。