摘要：为了解决军事物联网中传感数据在往返服务器应用层时的高通信时延消耗问题,提出一种面向低时延任务需求的多设备网内协同计算方法。该方法依托以P4交换机为核心的网络架构展开研究,采用基于P4程序的数据面编程策略来完成交换机内的数据包处理。设计了一种任务映射策略,将任务集映射至交换机网络拓扑,实现任务在网络拓扑路径上边传输边计算的协同作业模式。之后构建时延优化模型以找到最佳映射结果,并通过异构最早完成时间算法进一步对任务进行了最佳调度。实验结果表明,当单个数据包的数据大小为1 000 Byte时,该方法的输出时延与本地服务和云服务相比分别降低约54.2%和72.1%。因此,所提出的方法有效降低了时延,为满足任务的低时延需求提供了切实可行的解决方案。

摘要：针对具有加性扰动的约束连续线性时不变系统,提出一种基于变时域策略的线性系统事件触发模型预测控制方案.首先,基于最优状态轨迹与实际状态轨迹之间的偏差设计无Zeno行为的事件触发机制,以减少求解优化问题的频率.其次,为了降低实际状态趋近终端集时求解优化问题的计算复杂度,设计一种更为高效的指数收缩形式的自适应预测时域更新机制.再次,基于双模控制策略,提出自适应事件触发模型预测控制算法,并给出了保证算法可行性和闭环系统稳定性的充分条件.最后,基于质量-弹簧-阻尼系统验证了所提算法的有效性.结果表明本文方案能够在不损失控制性能的前提下有效降低系统资源消耗和求解优化问题的计算复杂度.

摘要：针对锂离子电池在工作过程中产生大量热量,从而导致温度和温差升高,进而威胁电池的性能、使用寿命和安全性的问题,提出了一种新型同心十边形结构液冷板设计方案。该方案旨在通过优化液冷板的冷却性能,有效降低电池的工作温度和温差,从而延长电池的使用寿命并提升其安全性。通过数值仿真,研究了不同结构液冷板的冷却性能,采用熵权法分析的结果表明,同心十边形液冷板在综合冷却性能方面表现最佳。为了进一步提升液冷板的冷却效果,通过单因子分析法研究了环形流道的宽度、深度、液冷板壁厚和圆心距等结构因素对电池组冷却性能的影响。采用正交试验法筛选出了3个对液冷板冷却性能影响最大的结构因素作为设计变量。以电池组的最高温度、最大温差和平均温度作为目标函数,建立设计变量与目标函数之间的响应面代理模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对液冷板结构因素进行了优化。利用熵权法确定了帕累托前沿最优解,改善其他研究在选择最优解时受主观影响的缺陷。仿真结果表明:相比于初始结构,优化后的液冷板电池组的最高温度、最大温差和平均温度分别下降了1.39、0.42、1.15℃,并且温度均匀性得到了显著改善。通过在不同放电倍率和环境温度下的验证,证明了优化结构在多种工况下的鲁棒性。该研究结果可为液冷式锂电池冷却结构的设计与优化提供有效的理论依据和实践参考。

摘要：流道非均匀设计是改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部物理场不均匀分布的最主要方式之一。已有研究设计思路主要是基于对PEMFC工作原理的定性理解确定设计方向,再在此设计方向上进行参数优化,而未能把所得结果反馈用于修正设计思路。对此提出了一种结果反馈再寻优的设计思路,首先对PEMFC结构参数进行参数分析,再对计算结果中物质输运过程进行定量分析,从而反馈确定结构设计方向。采用上述思路对单通道PEMFC流道宽度、单电池子流道高度进行了非均匀设计。结果表明:相比于对照组,采用非均匀设计的PEMFC净功率密度提升幅度为4%~6%,且PEMFC内物理场分布均匀性较好。该研究能够指导PEMFC流道结构不均匀设计方向,助力高性能、长寿命PEMFC设计。

摘要：为了解决带钢小样本数据集在深度学习中出现的模式崩溃、图像模糊和错判等问题,提出一种改进的ACGAN数据增强方法。首先,模型中引入带梯度惩罚项的Wasserstein距离作为损失函数,解决了模式崩溃和训练不稳定问题;其次,生成器网络中改进标签反卷积网络,使标签信息更好地贯穿整个生成网络,并在其末端设计了去噪结构,提高了生成图像质量;接着,判别器网络中引入级联融合思想,增强了网络判别能力;最后,将改进前后的模型在NEU带钢表面缺陷数据集和MNIST数据集上进行对比实验,结果表明:所提模型生成各类样本图像的清晰度、准确性明显提高,并且客观指标FID的平均值在NEU带钢表面缺陷数据集上下降了15.8%,在MNIST数据集下降了73%,为带钢小样本数据集的扩充提供了一种新方法。

摘要：为了实现煤矿巷道安全、高效、智能掘进,提出了“掘进就是掘模型”的学术思想,给出了“掘进就是掘模型”学术思想的内涵和体系架构,凝练了“掘进就是掘模型”的关键技术问题,即融合多源信息的多元巷道模型构建技术、基于巷道模型的智能截割技术、基于巷道模型的智能临时支护技术、基于巷道模型的智能永久支护技术、基于巷道模型的智能导航技术和基于巷道模型的机群智能并行协同控制技术。针对巷道模型构建问题,提出融合地质勘探、巷道设计、超前探测等多源数据的巷道模型构建方法,为掘进系统各子系统模型构建提供统一基准;针对基于巷道模型的智能截割问题,建立了待掘巷道模型与截割子系统模型的耦合子模型,提出了智能截割轨迹规划以及截割参数优化方法,制定了巷道智能截割策略,实现了截割子系统自适应规划截割;针对基于巷道模型的智能临时支护问题,建立了截割巷道模型与临时支护子系统耦合的临时支护子模型,提出了临时支护位姿与支护力自适应调整方法,实现了临时支护子系统安全可靠作业,提高了围岩的稳定性,为掘锚并行协同作业奠定了时空基础;针对基于巷道模型的永久支护问题,建立了临时支护巷道模型与永久支护子系统耦合的永久支护子模型,提出了受限时空下永久支护子系统内部各钻锚设备的协同控制方法,实现了永久支护子系统的高效协同控制;针对基于巷道模型的智能导航问题,建立了巷道模型与导航子系统耦合的导航子模型,提出了“惯导+全站仪”的智能掘进系统精确导航方法,提高了巷道掘进精度和成型质量;针对基于巷道模型的机群智能并行协同控制问题,建立了巷道模型与机群协同控制子系统耦合的并行协同控制子模型,制定了多机并行协同控制策略,提出了多任务多系统智能掘进系统协同控制方法,实现了智能掘进系统安全高效掘进。基于“掘进就是掘模型”的学术思想,研发了护盾式煤矿巷道掘进机器人系统,成功应用于陕煤化集团陕西小保当矿业有限公司,破解了夹矸厚、硬度大、片帮严重等复杂地质条件煤矿巷道掘进难题,有效提高了巷道掘进的安全性、高效性和智能化水平。

摘要：济南—滨州高速铁路是强化鲁北地区对外互联互通的重要线路工程。由于该铁路上跨机场高速公路,需在直线、缓和曲线及R=1400m圆曲线上设置一联200m跨度的桥梁,桥梁受力情况较为复杂。通过对比矮塔斜拉桥与连续梁加拱组合结构2个方案,发现前者施工方便、梁部受力性能好、经济性优,更适合于桥梁建设条件。采用有限元空间模型分析平面曲线对桥梁结构影响,发现平面曲线对结构的弯矩、剪力、竖向位移、斜拉索索力影响不大,对其扭矩、横向位移、支反力影响较大;设置支座横向预偏心可以削减曲线梁扭矩的峰值,降低内外侧支反力的不均匀性,减小梁部传到下部结构的弯矩,可作为节约工程材料、降低工程造价的有效措施。全桥纵向结构计算结果表明,桥梁设计方案对应的各项指标满足高速铁路桥梁施工及运营阶段要求。

摘要：针对现有网络多尺度特征提取能力不足造成路面病害因尺寸差异难以完全识别的问题,提出了一种多尺度特征增强的路面病害检测模型。构建基于混合空洞卷积的快速空间金字塔池化模块,通过堆叠不同膨胀系数的空洞卷积进一步扩大网络感受野,以实现更大范围上下文信息的捕捉,并保留更多的空间信息;设计多路径特征融合网络,通过多分支和跳跃连接实现跨层级的特征捕捉,并减少特征融合过程中的信息丢失;采用K-means聚类算法结合交叉比获得合理的瞄点框;在损失函数中,设计一种面积惩罚项并设置下降梯度,提高预测框回归精度与效率;通过引入跨通道交互的高效注意力实现模型重要通道间的交互。实验结果表明:所提模型的检测精度比原模型YOLOv5s提高了4.0%;与Faster R-CNN、CenterNet等经典模型和YOLOv8s、YOLOv7n-tiny等先进模型相比,检测精度提高了1.0%~17.9%。模型经TensorRT加速引擎优化加速后,在NVIDIA Jetson TX2与NVIDIA Jetson Nano平台上的检测速率提高近1倍,同时不影响检测精度。

摘要：移相全桥零电压零电流开关ZVZCS(zero-voltage zero-current switching)变换器因结构简单、效率高等优点,在大功率直流变换应用场合备受青睐。目前,大功率移相全桥ZVZCS变换器仍存在电流复位困难、占空比丢失严重等问题。针对上述问题,提出1种新型移相全桥ZVZCS变换器,通过在一次侧引入辅助电路,在滞后桥臂开通前将电流复位至0,保证其可以在宽负载范围内实现零电流开关;与此同时,还可以加速一次侧续流换流速度,减少占空比丢失,实现电源的优化设计。在分析了变换器的电路结构、工作原理和特性的基础上,设计1台1 kW实验样机,验证了其正确性。

摘要：现有的音频驱动人脸动画技术主要注重唇部运动与音频的同步性,忽略了对人物面部表情或头部运动的再现能力。为此,提出了一种融合音频内容、风格和情感特征的高质量人脸动画生成方法(ACSEF)。首先,设计了情感动画模块(EAM),从音频中提取隐含的情感辅助特征来估计更加准确的面部情感标志位移,然后与语音内容和说话者风格动画的面部地标位移进行融合,提高landmarks(面部地标)预测的准确性和生动性。其次,设计了一个基于U-Net模型的注意力增强解码器(AADU),使得估计的地标与图像最终解码为逼真的包含唇音同步、头部运动和面部表情的理想视频帧。实验表明,该方法既能增强面部情感表达,又可使图像更加清晰,效果优于对比基线模型。