摘要：针对传统的C语言程序设计课程教学中存在着学习完成度不高、学生兴趣不足、对学生无法个性化教学等问题,基于元宇宙技术进行了混合式C语言程序设计课程教学的设计,对C语言程序设计课程内容进行了全面规划,课程内容突出了实用与互动性,对混合式教学的流程进行了阐述,并对具体课程内容进行了详细的案例说明.基于元宇宙技术的混合式C语言程序设计课程教学为学生提供了沉浸式的学习氛围,极大地增强了学生对于编程的兴趣以及参与程度.教学反馈的数据分析表明,运用元宇宙技术之后,学生的学习活动频次、累计学习时长以及完成任务的质量都有了显著的提升,说明基于元宇宙技术的C语言程序设计课程教学模式是有发展前景的教学模式.

摘要：为了解决电荷泵输出电压不可调的问题,设计了一种输出电压可控的电荷泵电路,该电路由高频振荡电路、负压产生电路、基准电路和反馈模块组成。与传统的电荷泵相比,输出电压更灵活,输出电压波纹更小,整体电路在东部0.18μm CMOS工艺下完成。仿真结果表明,在输入电流为100μA下,室温时,输出电压波纹在3 mV以内。在-40~125℃范围内,工艺角输出波纹在5 mV以内。该电荷泵电路在输出电压为-3~0 V工作稳定,已应用到轨对轨运放项目中。

摘要：针对图像压缩加密耗时长、解密图像色彩失真等问题,提出一种快速安全的通用图像加密算法.压缩网络利用双线性插值和全连接层进行压缩预处理,防止彩色信息丢失,卷积层用于提高压缩率、降低算法时间复杂度.加密部分设计选择置乱方式,混沌序列对像素块与块内像素点进行动态选择置乱,结合异或操作进行像素扩散,提高算法随机性.改进双线性插值卷积神经网络,利用双线性与卷积层得到图像轮廓特征,用全连接层获取颜色信息进行图像重构.算法可实现对灰度图和RGB格式彩色图像的压缩、加解密和还原一体化.实验结果表明,所提算法各种加密指标接近理想数值,拥有良好的加密安全性和抗攻击能力,加密时间大幅缩短.在图像处理常用的500幅测试集(BSD500)上,采样率为0.25,0.10,0.04和0.01的峰值信噪比分别可达29.01 dB,25.69 dB,23.75 dB和21.45 dB,优于FCLBCNN,有效地解决了重构图像色彩失真问题,具有更好的加密效果和更广的适用性.

摘要：针对一类离散时变多智能体系统,通过引入虚拟领导者产生期望轨迹的方法,将虚拟领导者和所有智能体组成固定的拓扑结构,在此基础上,提出一种离散时间迭代学习控制算法.该算法对多智能体系统中的每个智能体都设计一个控制器,各控制器都是利用上一次迭代时,该智能体与虚拟领导者之间的跟踪误差和该智能体与相邻智能体之间的跟踪误差,通过拓扑结构中通信权值的组合不断修正上一次的控制律,从而获得理想控制律.同时,基于范数理论严格证明所提出算法的收敛性,并给出算法在λ-范数意义下的收敛条件.该算法能够使离散时变多智能体的输出随着迭代次数的增加在有限时间区间内完全跟踪期望轨迹.理论分析和仿真结果都表明了所提出算法的有效性.

摘要：针对一类具有任意初始状态的部分非正则多智能体系统,提出一种迭代学习控制算法.该算法将具有固定拓扑结构的多智能体编队控制问题转化为广义上的跟踪问题,即让领导者跟踪给定的期望轨迹,而跟随者要始终保持预定队形对某一智能体进行跟踪,并将该智能体作为自身的领导者.同时,为了使每个智能体在任意初始状态下都能按照期望队形进行编队,对每个智能体的初始状态设计迭代学习律,并从理论上对算法的收敛性进行严格证明,给出算法收敛的充分条件.所提出的算法对于各个智能体在任意初始位置条件下均能实现在有限时间区间内系统的稳定编队.最后,通过仿真算例进一步验证了所提出算法的有效性.

摘要：针对基于博弈论的无线自组网络拓扑控制算法存在个别“瓶颈节点”负载不均衡、冗余链路多、生存时间短的问题,提出了一种多目标融合的网络拓扑控制算法。首先通过分析网络的连通性、节点发射功率、剩余能量、节点度、链路质量和链路长度对节点负载的影响,设计了一种改进的综合效用函数;建立多目标融合的网络拓扑控制势博弈模型,并证明该模型是序数势博弈且存在纳什均衡解;在维持网络k-连通的基础上,再采用最小路集算法对博弈后的网络拓扑链路进行优化,剔除冗余链路。仿真实验及对比分析结果表明,所提算法在保证网络连通性的前提下,实现了网络负载均衡,消除了冗余链路,生存时间相较于分布式能耗均衡拓扑控制算法、能量平衡拓扑控制博弈算法和节能容错拓扑控制博弈算法分别提升了25.4%、92.6%、36.8%。

摘要：为使剪切散斑干涉能适用于物体大变形的测量,选用双波长激光照射和彩色相机,用傅里叶变换法对干涉图进行频谱分离,用红色波长相位减去绿色波长相位,得到合成波长相位,经频域滤波和相位解包裹,得到连续相位.理论计算表明合成波长相位条纹数是单波长相位条纹数的0.189倍.合成波长参与计算可以有效减小相位条纹密度,解决剪切散斑干涉在物体离面位移测量中由于变形条纹过于密集而导致欠采样的问题,同时降低对干涉条纹滤波和相位解包裹难度,增强图像处理可靠度,提高了测量准确度.给出了合成波长与单波长相位幅度的比较以及相同外力下二者相位条纹密度的对比,实验验证了所提方法的有效性、准确性和可靠性,实现了剪切散斑干涉对复合材料大变形的测量,扩展了剪切散斑干涉工程应用的范围,为新型剪切散斑干涉测量系统的设计提供了参考.

摘要：为了高效地利用网络资源,均衡网络拓扑能耗,剔除网络拓扑冗余链路,以降低节点负载及最大化的延长网络的生命周期。通过势博弈和最优刚性子图的概念,综合考虑节点的剩余能量、节点的负载及网络拓扑链路的冗余性,作者设计了一种基于最优刚性子图的势博弈无线传感器网络拓扑优化算法(PGOSG)。首先,根据节点间通信的功率变化,构造节点的功率集合作为博弈的策略集,利用势博弈理论以均衡能耗均衡为目标构建势博弈函数,并使其收敛至纳什均衡点,进而构建初步的网络拓扑结构。然后,利用最优刚性图全局链路数较少,且不损坏网络拓扑结构的特性,在上一步构建的网络拓扑结构上,利用最优刚性子图逐层剔除网络拓扑中的冗余链路,得到最终的网络拓扑结构。仿真实验分析了PGOSG算法的网络拓扑图、链路通信质量、网络鲁棒性以及网络生命周期,并将其与现有的DEBA算法进行了对比。从仿真结果可知:在拓扑结构上,PGOSG算法在网络的通信链路上剔除了网络中的冗余链路,降低了网络中部分节点的负载。在能耗均衡上,PGOSG算法在博弈阶段制定了节点数据转发规则有效地利用了网络资源,均衡了节点能耗,避免了节点间冗余转发。因此,提出的算法能够剔除网络中的冗余链路,降低节点的负载和链路权值,延长网络生存时间。

摘要：为提高逆向工程中点云数据精简与重构的精度和效率,改进B样条曲面拟合在曲率精简和曲面重构中的应用问题.对逆向工程中的3维扫描技术、3维设计、点云数据的精简及模型重构做了深入细致的应用研究.提出一种基于B样条曲面过渡/微调精简算法,将该研究应用于叶轮的逆向制造中,通过3维扫描获得曲面重构点云数据,将点云数据合理拼合封装与精简,进行曲面重建和3维再设计,同时分析产品的光顺性和精度,并利用快速成型机打印出产品模型样件.研究结果表明该方法既高效提高了曲面建模效率,又改善了逆向建模精度.

摘要：由于永磁直线同步电机直接驱动负载,负载突变、摩擦力和推力波动等各种干扰也将无缓冲地直接作用于电机动子上,如果不加以考虑,将会严重影响伺服系统的精度.为了克服不确定性扰动给永磁直线同步电机位置伺服系统带来的不良影响,提出一种鲁棒反步控制策略.首先,对永磁直线同步电机的数学模型进行分析,将负载阻力、推力波动和摩擦力等作为总干扰;然后,设计一种观测器对总干扰进行估计,将干扰的估计值引入到反步控制律中,起到对扰动进行补偿的作用,并利用Lyapunov函数分析系统的稳定性;最后,通过与不带扰动补偿的反步控制进行仿真比较,结果表明所提出的控制策略能够有效消除不确定性扰动对系统的影响,增强伺服系统的鲁棒性,提高电机位置的跟踪精度.