基于神经网络的灰色预测模型及其在中国粮食总产量预测中的应用

在单变量灰色预测模型中,不同模型的建模机理是影响因变量模拟和预测结果的重要因素之一.为了充分挖掘不同模型的优点,提出了基于神经网络的灰色耦合预测技术.设计了详细的建模步骤,开发了用于构建新模型的算法,介绍了模型的评估标准,并通过数值示例对模型的性能进行了测试.最后,新模型被用于预测中国的粮食产量.新模型的平均相对误差为1.29%,而GM(1,1),GEM(1,1)和DGM(1,1)的平均相对误差分别为6.74%,2.35%和6.75%.结果表明,新灰色耦合模型具有良好的预测效果,验证了灰色耦合结构有效性.     

固体异质结界面结构预测方法及AutoInterface程序实现

预测材料异质结的界面原子结构对于理解界面对性能的影响至关重要.目前,从理论上预测材料界面结构仍具有极大挑战,主要是缺乏普适有效的理论计算方法.本文介绍了本课题组在异质结界面结构预测方面取得的最新进展.结合马氏体相变唯象理论、图论和随机表面行走算法,提出了界面结构的一种有效预测方法,可以实现自动化的计算预测.通过GaP/TiO2半导体异质结等展示了该方法的有效性和在催化等领域的应用前景.     

缺口件多轴疲劳寿命预估新方法

局部应力应变法(LSSM)以危险点处的局部应力应变历程进行寿命评价,忽略了非比例附加强化及缺口附近应力梯度对疲劳损伤的影响.论文通过分析裂纹萌生面(临界面)上剪应力和正应力分布状态,提出一种计算缺口件多轴疲劳损伤影响区的数学计算方法,建立考虑法向正/剪应力梯度与非比例附加强化效应的寿命预估模型.首先,基于能量法和临界面理论,借助坐标变换原理将应变能密度最大的材料平面定义为临界面,建立确定裂纹萌生方向的计算方法.其次,以临界面上特定路径为积分方向,将缺口件三维问题转化为线性问题,简化计算过程.综合考虑峰值应力和等效应力场强对多轴疲劳寿命的贡献度,建立表征缺口件多轴疲劳损伤演化过程的损伤参量.最后,通过TC4合金和Q345钢多轴疲劳试验验证论文模型的可行性和精确度,并与LSSM法、FS模型、SWT模型进行对比分析.     

局部拓扑信息耦合促进网络演化

为了研究局部拓扑信息耦合对网络演化的促进作用,该文提出一种局部拓扑加权方法,用于表征节点间联系的紧密性及拓扑信息的耦合程度,并从演化模型的宏观统计和实际网络数据测试两方面验证了局部拓扑信息耦合促进网络演化的有效性。首先将该加权方法应用于BA模型,提出TwBA模型及局域世界模型TwLW。仿真实验表明,TwBA的度分布随连边数目的增多,迅速从指数分布转变为幂律分布,验证了现实网络加速增长产生幂律分布的现象,并基于此提出一种加速演化的TwBA模型,其在不同的加速率下呈现出幂律分布;而TwLW则展现了从广延指数分布到幂律分布变化的形式。然后将加权方法拓展到链路预测方法,提出3个加权相似性指标。实际网络数据测试表明,该方法能够大幅度地提高基本算法的预测精度,部分甚至高于全局性指标。     

基于预测极性动态变换的分支预测框架研究

针对动态分支预测错误率在时间上分布不均匀且高错误率比较集中的特点,该文提出一种可动态变换预测极性的分支预测方法。该方法对未经极性变换的原始动态分支预测错误率进行自适应监测,筛选出原始动态分支预测错误率高于阈值的预测错误高峰期,进而调整预测错误高峰期内分支预测器的预测极性,使经过极性变换的最终动态分支预测错误率在程序运行过程中始终低于设定的阈值。该文同时研究了全局监测、按组监测和局部监测3种分支预测错误率监测方式。实验结果表明,相同硬件资源下该方法比Gshare和Bi-Mode分支预测方法具有更高的分支预测精度。     

面向终端个性化服务的模糊垂直切换算法

在异构无线网络中,针对终端不同类型的应用在服务质量(QoS)需求上的差异,该文提出一种面向终端个性化服务的模糊垂直切换算法。该算法从以下两个方面提高切换性能：首先在网络发现阶段,通过预测候选网络在切换时刻的负载状态,对候选网络进行筛选;然后在切换判决阶段,根据每类应用对QoS参数的不同需求范围设计不同的隶属度函数。仿真结果表明,该算法能有效降低切换阻塞率,提高系统吞吐量,并能根据终端的应用类型合理地选择切换网络,满足了终端的个性化服务需求。     

基于局域预测的动载天线伺服控制策略研究

针对中小涌浪的扰动,研究了一种基于少量数据的局域预测方法,应用于海面小型漂浮式动载天线跟踪卫星的方位和俯仰伺服控制中.以天线系统的少量位置数据为基础,采用局域预测算法预测天线的位置,计算天线指向将偏离卫星的偏差值,进行天线指向偏离卫星的补偿控制;基于天线位置间相关性,研究了局域预测算法并进行仿真验证;根据天线系统的组成设计了天线方位伺服控制器,并通过matlab仿真和半实物仿真验证了局域预测伺服控制策略的可行性、可靠性和鲁棒性.     

联合时空特征的视频分块压缩感知重构

为了提高视频压缩感知(CS)重构算法的率失真性能,该文提出利用视频的时空特征进行联合重构。为了不引入过多的复杂度,采集端以固定采样率对帧内各块进行测量;重构端则在最小全变差(TV)重构模型的基础上,分别加入利用时空自回归(AR)模型和多假设(MH)模型所形成的正则化项,以提高预测-残差重构的性能。另外,考虑到视频源的统计特性在时空域中是动态变化的,讨论了5种不同的帧间预测模式对重构精度和重构计算复杂度的影响。仿真实验表明,所提出的重构算法能够以一定的计算复杂度为代价有效地改善视频重构质量,且在关键帧采样率高于非关键帧的情形下,帧间预测模式的改善也可一定程度上提高视频重构质量。     

雨衰减预测中的降雨率调整因子概念

利用ITUR数据库地面视距链路和地空链路雨衰减数据,分析了传统雨衰减预报中所使用的基于柱状雨胞模型的雨衰减物理模型导出的路径调整因子与实测数据之间的矛盾.在此基础上,基于指数雨胞建立的雨衰减物理模型,通过理论分析导出了降雨率调整因子的概念.利用降雨率调整因子,可以解释实测数据的主要特征,表明：基于指数雨胞的雨衰减物理模型是合理的,利用降雨率调整因子的概念,可为发展新的地面视距链路和地空链路雨衰减预报模式和方法提供理论依据.     

不均匀多导体传输线的瞬态分析

针对越来越严重的信号畸变和线间耦合问题,应用时域有限差分法（Finite Difference Time Domain,FDTD）建立了不均匀多导体传输线的仿真模型,并通过MATLAB编程对不均匀多导体传输线两端的电压响应进行了仿真分析.在此基础上,理论说明了各端口瞬态响应的波形特点.结果表明了时域有限差分法用于分析多导体传输系统电磁兼容问题的正确性和有效性,为电磁干扰的预测提供了有价值的参考信息.