输入饱和系统的结构MBC策略研究

对基于市场机制控制(Market-Based Control,MBC)系统中控制变量存在的饱和效应进行了研究。根据结构力学与状态空间理论的模拟关系,将塑性力学中的参变量变分原理、对偶互补关系以及相应的二次规划方法应用到控制系统中,提出了输入饱和系统的结构MBC策略。将提出的控制策略应用于一座20层钢框架结构,并与输入饱和系统的非线性最优控制进行了对比,来验证本文方法的优势。结果表明:当控制系统存在饱和状态时,采用本文提出的输入饱和系统的结构MBC策略比最优控制效果好;相比最优控制策略,MBC策略对结构的位移响应具有更好的控制效果,并且MBC策略对于结构上部加速度的控制效果要好于最优控制;MBC策略在整个时程中所消耗的时间比最优控制快,更适合应用于多维、高层结构。     

捷联惯导姿态算法的测试输入研究

总结了经典圆锥运动、广义圆锥运动、规则进动运动、随机角运动、温和环境等捷联姿态算法的测试输入及各自评价姿态算法性能的标准。推导出了不同频率的圆锥运动的角速率，并考查了其不可交换性误差特性，证明在此输入下算法的性能可以由经典圆锥运动来反映。提出了沿参考坐标系方向的圆锥运动，推导出了机体的角速率，并对其不可交换性误差进行了仿真研究。最后给出了在此输入下姿态算法的评价方法。沿参考坐标系方向的圆锥运动是一种新的更为普遍的测试输入。     

基于概率支持向量机的可靠性分析与设计方法

结构可靠性设计是现代结构设计中能够考虑不确定性因素影响的重要方法之一。针对结构可靠性设计中较为复杂的隐式多概率约束条件问题,本文提出了一种有效的代理模型方法。该方法基于多输入多输出支持向量机方法,并引入分类错误概念,可以同时对多个概率约束条件进行建模,同时对概率约束条件进行了相对保守的结构可靠性分析,得出非零失效概率的两者差值在1%~10%。将该可靠性评估方法嵌入可靠性设计优化框架内,形成了偏于安全的结构可靠性设计方法。文中还提出了一种新偏导数计算方法,用于可靠性优化设计。最后将所提方法应用于减速器可靠性分析和优化设计中,验证了其计算精度和效率。     

基于交互式多模型滤波的船体变形惯性测量方法

基于惯性测量单元的匹配滤波算法是测量船体变形的发展趋势,然而在实际航行中,船体变形模型参数是未知或存在不确定性,模型参数的这一特性对滤波估计结果影响较大。针对此问题,利用"速度+角速度"匹配算法分析了模型参数未知对滤波估计效果的影响,引入交互式多模型卡尔曼滤波方法,利用不同模型参数的似然函数进行概率分配。最后通过仿真对提出的方法进行了验证,结果表明,与传统卡尔曼滤波相比,估计精度提高了5%~10%,收敛时间提高了1倍,动态变形角的收敛时间在10 s以内,静态变形角的收敛时间在5s以内,提高了系统的环境适应性。     

部分输入未知条件下结构参数识别法研究

深入研究了输入信息测试不完备条件下的结构参数识别问题,从理论上论证了部分输入未知时动力复合反演问题补偿算法的实质,指出了全量补偿算法在严格意义上的适用条件,提出了更为简便的二阶段识别法,使部分输入未知条件下结构参数识别的理论进一步完善,并可为工程应用提供指导。数值算例验证了理论上的正确性。     

一致输入作用下土层的地震反应分析

假定土层为线性粘弹性介质,在频域内采用有限元法分析了均匀土层中有限土域的取值范围对计算精度的影响。在一致输入作用下,主要探讨了土层地震反应随不同侧向人工边界、迫振频率、阻尼和土层长深比的变化规律。在此基础上,得到直接有限元法进行土层地震反应分析的经验计算范围。最后对一河谷地形的土层进行地震反应分析,计算表明在进行土层地震反应分析时,采用本文土层范围取值来确定土域的计算范围可以得到满意的结果。为在应用直接有限元法进行土层地震反应计算时,确定有限土域范围提供依据。     

自由空间光通信中的混合空时编码

在分析了大气对光信号的影响之后,利用脉冲位置调制(PPM)的正交性构造了一种适合于强度调制/直接检测式光通信的正交空时编码,并将其引入分层空时编码的首层以增加第一层信息符号的分集度;其次采用分组干扰抑制的方法消除其它层对信号的干扰,利用空时分组码(STBC)和分层空时编码的译码方法并结合最大似然判决准则恢复出原始信号.最后,利用仿真实验进一步验证了该方法的可行性.结果表明:在自由空间光通信中,混合空时编码方案的性能明显优于传统BLAST码方案的性能.     

创造条件 做好“传感器”的实验

新课程把传感器编入教材,给中学物理教学带来了全新的时代气息.物理教学由概念辨析到实际应用,由抽象模型到元器件,由繁难运算到设计操作,学生第一次感到物理有用,物理神奇,物理好学.在"传感器"一章的教学中要达到以上教学效果就要做好实验.     

核密度估计算法结合近红外光谱技术鉴别三叶青产地

三叶青是我国珍稀中药材,具有多种疗效,但不同产地的三叶青有效成分含量差异悬殊,为防止三叶青以次充好,其产地鉴别尤为重要。以浙江、云南、安徽、广西和湖北五个产地的三叶青为研究对象,利用傅里叶变换近红外光谱分析仪(Fourier transform near infrared spectroscopy, FT-NIR)收集4 000~10 000 cm-1范围内的近红外光谱,由于三叶青近红外光谱数据还未完善,因此在其产地鉴别上,应对鉴别算法提出更高的要求,即在实现三叶产地鉴别的同时,还要能够有效地识别出其他或未知新产地的三叶青。针对这一问题,本文结合三叶青近红外光谱数据的特点,对算法共做了三方面改进：①从距离的角度估计样本的概率密度;②以训练样本可信度的方式计算带宽参数;③在未知新产地的识别上,提出一种基于训练集样本的概率密度函数的识别方法。结果表明,该算法对训练集样本的识别精度达到了100%,且在140组预测集样本中,只有3组样本识别出错,并能够100%地识别出未知新产地的三叶青,说明基于核密度估计的改进算法在三叶青产地鉴别上,不仅鉴别精度高,且能够有效识别出其他或未知新产地的三叶青。     

Indoor gigabit 2×2 imaging multiple-input–multiple-output visible light communication

We propose and experimentally demonstrate a 2 x 2 imaging multiple-input-multiple-output （MIMO） Ny quist single carrier visible light communication （VLC） system based on spectral efficient 64/32-ary quadrature amplitude modulation, as well as pre- and post-equalizations. Two commercially available red-green- blue light-emitting diodes （LEDs） with 3 dB bandwidth of I0 MHz and two avalanche photodiodes with 3 dB bandwidth of i00 MHz are employed. Due to the limited experiment condition, three different colors/ wavelengths are transmitted separately. The achieved data rates of red, green, and blue LED chips are 1.5 , 1.25, and 1.25 Gb/s, respectively. The resulting bit error ratios are below the 7% pre-forward error correction limit of 3.8 × 10-3 after 75 cm indoor transmission. To the best of our knowledge, this is the first experimental investigation of imaging MIMO system, and it is the highest data rate ever achieved in MIMO VLC system.