摘要：以酸枣仁汤为例,将生物信息学融入实验教学设计与实践,实现了理论教学与实验教学的双融合。生物信息学多靶点、多途径的协同调控与中医药的“整体观念”相契合,而数据可视化帮助学生直观“看到”并理解中药复方的作用机制和科学内涵。将酸枣仁汤“异病同治”失眠和阿尔茨海默病的实验划分成3个教学模块,即基础生物信息实验、异病同治实验、机制探索实验,围绕预习探索、模拟实验和团队协作能力进行系统训练,引导学生自主设计并完善验证性实验。通过线上操作、线下考核、课程汇报等方式优化实验教学模式,全方位提升学生对关键知识的理解能力、应用能力和创新能力。

摘要：设计长度合理的加速车道能有效地缓解快速路合流区频繁出现的交通瓶颈问题,因此采用数据驱动方法对快速路合流区的加速车道长度进行研究。利用无人机设备测取了快速路合流区的交通数据,从交通流特性及车辆汇入行为这两个角度对实测数据进行分析,得到了合流区车辆的驾驶行为;根据合流区交通流特点,对数据集进行聚类分析,使用生成对抗式网络训练不同合流区汇入行为车辆的跟驰换道模型,并与实测数据和SUMO仿真软件中内置模型进行对比分析;应用生成对抗式网络模型进行交通环境仿真,选取速度、交通密度、交通冲突率指标建立奖励评价函数,得出了加速车道长度设计的推荐值。研究结果表明:采用主线车辆提前减速和向内侧车道换道这两种手段,可实现协同换道避让匝道汇入的车辆;相比SUMO软件内置模型,生成对抗式网络模型更加贴近实际情况;仿真得出的单车道平行式加速车道长度分别在100、80、60 km/h情况下的推荐值为280、240、200 m。

摘要：近年来,基于深度神经网络(DNNs)的图像分类模型在人脸识别、自动驾驶等关键领域得到了广泛应用,并展现出卓越的性能.然而,深度神经网络容易受到对抗样本攻击,从而导致模型错误分类.为此,提升模型自身的鲁棒性已成为一个主要的研究方向.目前大部分的防御方法,特别是经验防御方法,都基于白盒假设,即防御者拥有模型的详细信息,如模型架构和参数等.然而,模型所有者基于隐私保护的考虑不愿意共享模型信息.即使现有的黑盒假设的防御方法,也无法防御所有范数扰动的攻击,缺乏通用性.因此,本文提出了一种适用于黑盒模型的通用认证防御方法.具体而言,本文首先设计了一个基于查询的无数据替代模型生成方案,在无需模型的训练数据与结构等先验知识的情况下,利用查询和零阶优化生成高质量的替代模型,将认证防御场景转化为白盒,确保模型的隐私安全.其次,本文提出了基于白盒替代模型的随机平滑和噪声选择方法,构建了一个能够抵御任意范数扰动攻击的通用认证防御方案.本文通过分析比较原模型和替代模型在白盒认证防御上的性能,确保了替代模型的有效性.相较于现有方法,本文提出的通用黑盒认证防御方案在CIFAR10数据集上的效果取得了显著的提升.实验结果表明,本文方案可以保持与白盒认证防御方法相似的效果.与之前基于黑盒的认证防御方法相比,本文方案在实现了所有L p的认证防御的同时,认证准确率提升了20%以上.此外,本文方案还能有效保护原始模型的隐私,与原始模型相比,本文方案使成员推理攻击的成功率下降了5.48%.

摘要：由于锂电池组的不一致性导致电池组使用寿命缩短和可用容量减少,为提高均衡速度,设计了一种基于Buck-Boost的分层均衡拓扑。以单体电池荷电状态(SOC)作为均衡变量,采用平均值比较法的均衡策略,将电池组分为两层来进行均衡。根据提出的均衡拓扑和相应的均衡策略,采用4节锂电池单体在MATLAB/Simulink实验平台做了双层均衡仿真实验,同时将其与传统均衡拓扑进行对比分析,经实验证明,所设计的均衡拓扑可以提高均衡速度和能量转移效率。

摘要：分析了堆外核测量系统中间量程裂变电离室工作原理及宽量程测量的多种工作模式,根据其多工作模式特点研究宽量程中子注量率测量技术,探讨了上堆试验方法。对裂变室脉冲模式和均方压模式情况在反应堆进行性能验证,验证结果表明,该探测器具有超宽的量程范围,探测器输出与中子注量率在脉冲计数模式线性度最大值为1.16%,均方压工作模式线性度最大值为2.06%,中子通量测量上限可达到1010 cm^(-2)·s^(-1)量级,符合AP系列堆外核测量系统中间量程通道的宽量程使用要求,可广泛应用于核电及船用堆外核测量监测系统。

摘要：多孔微结构材料以其质量轻、比刚度/比强度高、抗冲击等优异力学性能,被广泛应用于航空航天等工程领域。相比单一材料设计,多材料设计可获得力学性能更优的微结构拓扑构型。拓扑优化是实现多材料布局设计的有效方法之一。通过构建基于差集的多材料水平集描述模型和交替活动相算法,提出了基于参数化水平集的多材料微结构拓扑优化设计方法。首先,构建了基于差集的多材料水平集描述模型,利用N个水平集函数实现N+1相材料拓扑的精确描述。然后,引入交替活动相算法,将原始N+1相多材料优化问题分解为N(N+1)/2个双相材料优化子问题,以减少设计变量与约束条件,提高计算效率。最后,采用均匀化方法计算多材料微结构的等效弹性张量,以宏观结构柔度最小化为优化目标,各相材料用量为约束条件,构建多材料微结构拓扑优化模型,并利用优化准则法实现上述优化模型的高效求解。数值算例结果表明,所提方法可有效实现多材料微结构的拓扑优化设计,所设计微结构均具有光滑的结构边界和清晰的材料界面。

摘要：[目的]针对船舶自主靠泊过程中遇到的环境载荷、岸壁效应、模型不确定以及控制分配误差等多源干扰的影响,提出一种基于零空间的自抗扰控制(ADRC)分配方法。[方法]首先,建立船舶靠泊运动数学模型、多源干扰模型和控制分配模型,并据此设计神经网络扩张状态观测器(NNESO)实时估计船舶运动及其所受到的多源干扰;然后,引入零空间技术设计控制分配算法,并基于该方法实现先泊位外镇定再平行靠泊方案;最后,证明船舶自主靠泊系统在所提方法下所有误差信号一致最终有界,保证船舶自主靠泊过程的安全性。[结果]仿真对比结果表明,所提方法在轨迹跟踪效果与二次规划(QP)法近似的情况下,求解所需时间为其1.3%,艏向最大分配误差为伪逆法(PI)的36.51%。[结论]所提方法在满足靠泊运动控制精度的同时,求解所需时间明显缩短,最大分配误差显著降低,保证了控制分配的实时性与精确性。

摘要：为研究静水环境下幼鱼摆尾-滑行时的推、阻力形成过程和鱼体周身流体作用机理,以草鱼幼鱼(Ctenopharyngodon idella)为研究对象,利用粒子图像测速技术(PIV)测量了草鱼幼鱼周身流场,计算了草鱼幼鱼周身由流体正压和流体负压产生的作用力,比较了草鱼幼鱼头、中、尾部产生的推、阻力占比和游泳效率。结果表明:摆尾阶段的幼鱼推力主要来源于流体负压;滑行阶段的幼鱼则主要依靠鱼体周身流体正压形成的推力推动自身前进。整个摆尾-滑行周期内,草鱼幼鱼尾部流体形成的推力占总推力的48.81%,是推力的主要产生部位,且尾部的平均游泳效率(77.28%±16.87%)要明显高于头部和中部;草鱼幼鱼中部集中的阻力最多,占总阻力的67.82%,是幼鱼的主要阻力形成部位。

摘要：在电动汽车的实际驾驶场景中，由于复杂多变的运行条件和动力电池的非线性，对电池荷电状态(SOC)的准确估计存在较大的误差，从而造成车主的里程焦虑。针对上述问题，提出了一种时间卷积优化网络(TCON)方法，用于实时估计动力电池SOC。首先，建立无归一化的时间卷积网络(TCN)模型，通过并行计算提取时序信息，具有参数少、精度高的优点。其次，为了解决TCN输出波动性较强的问题，设计了时间优化模块(TOM),该模块通过生成时序优化权值，对TCN输出进行优化，有效抑制数据噪声，进一步提高了预测精度。最后，使用电动汽车实时运行数据集进行验证。实验结果表明：文中所提方法与TCN相比，在仅增加5.8%的参数量的前提下减少了18.3%的误差；SOC估计的平均绝对误差小于1%,均方根误差小于2%,为SOC提供了更准确的估计，在一定程度上缓解驾驶员的里程焦虑。

摘要：由于传统淡水鱼池塘养殖存在废物过量堆积、水体污染严重等问题，以及中国对水产品需求的增加，工厂化循环水养殖、集装箱、圈养模式等高质量、高产量、集约化的新型淡水鱼养殖模式逐渐得到应用。针对新型淡水鱼养殖模式存在投饲劳动强度大、自动化程度低等问题，设计了一款气送式自动投饲系统，实现了定向、定时和定量投饲功能。设计了特定的四通装置和三通装置以保证饲料的定向输送；基于计算流体力学和离散单元法(Computational fluid dynamics-Discrete element method, CFD-DEM)耦合技术，初步确定了满足投饲要求的投饲速度并由此确定了风机型号；开发了以Arduino Mega 2560单片机为核心处理器的投饲控制系统，通过时钟模块实时获取当前时间信息，通过称量传感器实时获取料仓内物料质量信息，通过蓝牙传输预计投饲区域、投饲时间和投饲质量，从而实现定向定时定量投饲；最后试制样机并进行了性能试验，两种工况下投饲的实际投饲距离与仿真结果误差分别为5.74%和9.54%,定向、定时和定量投饲可以准确实现，控制系统响应时间小于1 s,定量投饲最大误差为5.37%。研究结果表明，自动投饲系统结构可靠、控制系统精度较高，满足自动投饲要求。