摘要：针对声子晶体设计中存在模糊变量导致带宽不可靠问题,建立新型二维多组元局域共振型声子晶体,通过数值计算得到带隙曲线并探究带隙产生机制,并基于分析包覆层几何参数和材料参数对带隙影响结果,考虑将环状包覆层材料参数作为模糊变量,几何参数作为设计变量,通过拉丁超立方体抽样进行实验设计建立基于Kriging模型的声子晶体带隙优化模型,利用麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)对Kriging模型进行全局寻优,得到声子晶体最优设计解。结果表明,优化后带隙宽度从101.17 Hz变为224.164 Hz,增大121.5%,且带宽边界均在设计目标范围内,所提出的Kriging带隙优化模型在避免大量数值计算的同时,考虑了模糊变量的影响,具有较高的预测精度和可靠性,为声子晶体设计提供新研究思路。

摘要：针对一组具有非恒同速度的多智能体系统圆形编队控制问题,提出了一组混合的分布式控制器。该控制器由两部分组成,一部分作用于系统的相位上,一部分作用于角频率上,其中角频率上的控制器主要协调系统中相位变化和初始角频率对系统稳定性的影响。编队设计主要基于系统的相位控制实现,为此给出了2种编队设计方案,即基于位置方法和基于位移方法,基于位置方法的智能体在进行编队时能够实时感知自身的期望中心位置并收敛到与之对应的期望位置;基于位移方法的智能体需要实时感知于邻居之间的相对位移,进而收敛到自身于邻居之间的期望中心位置之差。研究结果表明:在任意初始状态下具有非恒同速度的多智能体系统,在控制器的作用下能够使智能体以指定的角频率逐渐形成期望的圆形编队队形,且所有智能体的相位是同步或平衡的,其角频率能够渐近一致且收敛到指定的值。由5个智能体构成的系统仿真表明:在系统稳定后截取的4个周期的运动轨迹是稳定的圆周运动,并且基于位置方法模拟出来的中心位置与期望中心位置之间的误差小于0.01,基于位移方法的相对位移与期望位移之间的误差小于0.000 2,验证了编队控制方案的有效性和准确性。

摘要：针对线性调频(linear frequency modulated, LFM)信号参数估计技术面向多目标产生的多分量信号会产生交叉项,从而降低参数估计精度的问题,提出了基于逆吕氏分布(inverse Lv’s distribution, ILVD)的多分量LFM信号重构算法。利用特征值分解结合最小误差准则方法的中心频率-调频斜率(centroid frequency-chirp rate, CFCR)域信号分析与合成,克服传统时频变换方法中的交叉项干扰问题;采用特征值分解思想构造ILVD变换核函数;使用最小误差准则校正CFCR域随机相位误差,重构出分布在CFCR域吕氏分布中不同位置对应的各个目标信号。实验结果表明,提出的算法在重构信号的准确度和抗噪声干扰方面的有效性均有较大提高。

摘要：在多无人机超可靠低时延通信(ultra-reliable low-latency communications,URLLC)网络中,为满足超可靠低时延要求,引入空中智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助通信,提出一种多智能体深度确定性策略梯度(multi-agent deep deterministic policy gradient,MADDPG)方法.首先,建立URLLC多无人机系统模型,其中,多架主无人机作为空中基站为多个地面用户提供服务,一架辅无人机携带IRS作为空中无源中继,辅助主无人机与地面用户通信;然后,考虑多种信道条件和能耗,分别建立复合信道模型和总能耗模型;接着,对问题进行分析,在满足有限块长、无人机能量以及IRS相移的约束下,通过联合优化通信调度、IRS相移以及块长,达到总解码错误率最小化的目标;最后,考虑集中式训练在URLLC场景下的时延敏感限制以及分布式训练在无人机资源限制下的能量限制,设计集中式训练、分布式执行的MADDPG框架.研究结果表明:总解码错误率随着IRS反射单元的增加而急剧下降;同时,总解码错误率随着块长和发射功率的增大而减小,具体来说,块长每增加20个符号,总解码错误率减小91.1%.

摘要：视频超分辨率技术具有广阔的应用前景,但基于深度学习方法的算法复杂度过高,难以实现实时计算.因此,近年来研究者们开始探索基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的超分辨率算法加速器,以利用FPGA的优势来提高算法的性能和能耗,实现实时的视频超分辨率.设计了一种基于FPGA的高效高速双三次线性插值超大规模集成电路(Very Large Scale Integration Circuit,VLSI)架构,可用于4倍实时视频超分辨率.该FPGA架构解决了实现双三次插值过程中所需的复杂内存访问模式的问题,并提出了一种基于乒乓操作的数据重排硬件设计,将算法输出的特定顺序数据重新以行为主进行排列,使得硬件能够直接或较为简单地对接HDMI等视频接口.此外,采用状态机、流水线等方式降低设计功耗和减少时序违例,使得整个硬件设计可以更高频率运行.本研究在Zynq-7020 FPGA上实现了硬件架构,能够实时将qHD(960×540)的视频超采样为UHD(3840×2160)高清视频.实验结果表明,该硬件设计只需缓存1行图像像素,延迟仅为9.6μs,帧率达到192.9 Hz,成功实现实时处理.游戏图像数据集的测试结果表明,该设计峰值信噪比最高可达35.67 dB,结构相似度达到96.3%.

摘要：针对康复机器人本体柔顺性差的问题,提出了一种新型的聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)凝胶基人工肌肉,将其作为康复机器人柔性关节致动器,期望实现类人动作。介绍了PVDF凝胶制备和电致变形机制,并由此设计了具备收缩和伸张功能的单体肌肉,进而将多个单体肌肉上下串联,组合构成层级人工肌肉;基于康复机器人柔性关节3层级人工肌肉,辨识其驱动数学模型,并进行了仿真与实验。结果表明,该人工肌肉能够有效地实现位置控制,具备电致收缩和扩张能力,作为致动器应用于柔性关节是可行的。

摘要：高速列车维护维修过程中最重要的环节之一是对转向架上齿轮箱及其圆锥轴承进行安全性能检测,如何根据不同服役里程来确定轴承的维修等级以及通过监测轴承运行状态参数达到排查故障的目的,具有重要研究价值。这里以动车组齿轮箱中R215型圆锥轴承为研究对象,在生产现场对不同服役状态的圆锥轴承进行了标准的跑合试验,并通过有量纲和无量纲多组时域参数进行分析,结果表明服役超过120万公里齿轮箱轴承的各项参数指标均大于未服役的新轴承的各项参数指标。由此可见,利用时域分析方法可以初步判定齿轮箱轴承的故障状态,为进一步定量诊断轴承的磨损程度与故障类型提供参考。

摘要：文章以STC89C52为主控器件,设计了一套饮水机缺水自动保护控制系统,并详细介绍了防干烧的可靠性设计以及硬件电路各模块的电路设计。系统以非接触式液位传感器和数值温度传感器为检测手段,结合继电器“串联”控制的设计方案,实现饮水机缺水时可靠防干烧的目的。

摘要：为研究制动闸片沟槽织构对盘式制动系统制动尖叫的影响,基于摩擦自激振动理论,建立盘式制动系统普通闸片和沟槽闸片有限元模型,采用复特征值分析法研究该盘式制动系统的摩擦自激振动特性。利用该有限元模型开展沟槽的宽度和深度的参数化分析,获得其对制动尖叫的影响规律。结果表明:制动闸片与制动盘间的摩擦自激振动是导致制动尖叫发生的主要原因,沟槽型闸片对抑制制动尖叫具有明显效果;当闸片沟槽深度在5~20 mm区间内,盘式制动系统的稳定性随沟槽深度的增大而呈现逐渐降低的趋势,表明沟槽深度越小,发生摩擦自激振动的可能性越小;在沟槽宽度5~20 mm范围内,随沟槽宽度的增大,盘式制动系统的稳定性先增大后降低,在沟槽宽度为10 mm时,系统发生制动噪声的可能达到最大。

摘要：为优化枇杷叶中总黄酮提取工艺,探明总黄酮的抗氧化活性,以枇杷叶总黄酮提取量为考察指标,以提取方式、甲醇与乙醇体积分数、料液比、提取时间、提取温度为考察因素,采用单因素和BoX-Behnken响应设计试验,同时检测枇杷叶总黄酮对DPPH·清除能力和ABTS+清除能力。乙醇超声提取效果最好,4个因素对枇杷叶总黄酮提取量的影响排序为提取时间>提取温度>料液比>乙醇体积分数,其中4个因素均有极显著影响(p<0.01),料液比与提取时间的交互作用影响极显著(p<0.01);乙醇体积分数与提取时间交互作用影响显著(p<0.05)。枇杷叶总黄酮最佳提取工艺参数:乙醇体积分数48%,料液比1∶26,提取时间66 min,提取温度63℃,实际测得枇杷叶总黄酮提取量为69.389 mg·g-1,与理论值差异小。在该工艺下,枇杷叶总黄酮对DPPH·与ABTS+最大清除率分别为34.396%、27.680%,虽然比Trolox清除率低,但仍有一定的清除能力。