基于拥塞控制与RS编码的自适应有效Internet视频传输

提出一种自适应拥塞控制与自适应RS(reed-solomon)编码差错修复相结合的有效Internet视频传输新方案. 针对Internet共享信道的QoS波动特性而设计的一个带有速率控制参数可调的自适应拥塞控制机制的视频流协议AVSP, 使视频传输具有对网络状况波动的快速反应特性和一定的TCP友好性. 在不增加系统总带宽的前提下, 与拥塞控制相结合的可变参数自适应RS编码MPEG视频传输差错修复, 有效地增强了Internet分组丢失差错环境下视频传输的鲁棒性.     

基于负磁导率电磁材料的WPT效率提升研究

为提高无线电能传输(wireless power transfer, WPT)系统的传输效率,提出一种由六边形双层螺旋线圈阵列构成的蜂巢结构的负磁导率人工电磁材料(negative permeability metamaterials, NPM).通过对NPM基本单元的参数优化,将其负磁导率工作频率调节至6.78 MHz.仿真表明了该NPM的磁场再聚焦及增强特性,实验测得NPM在6.2～6.7 MHz频段处其磁导率为负.搭建了一个两线圈结构的WPT系统,验证了该NPM的传输效率提升性能及在WPT系统中的结构、位置特性.结果表明:两层结构的NPM在WPT系统的中间位置具有最优的效率提升效果,可将传输距离为30 cm的WPT系统的传输效率从1%提升到12.5%.     

端到端可伸展视频在因特网中鲁棒传输的解决方法

提出了一种端到端的方法解决可伸展视频在因特网上鲁棒传输的问题. 传统方案由于没有同时考虑媒体本身的特性、网络信道状况以及优化的数据封装等因素, 所以在易发生信息错误的环境下(例如网络丢包)不能得到全局优化而保证高质量的视频传输. 针对可伸展视频的特点, 给出了一种端到端的网络自适应的拥塞控制和非均衡的错误控制因特网视频传输方案, 该方案根据网络状况动态调整发送速率, 具有抗网络噪声的特性. 考虑到多媒体传输的要求, 描述了媒体拥塞控制来平滑媒体流的发送速率和预测网络可用带宽的方案. 在数据包的层次上, 提出了具有非均衡数据交织封装的错误保护方案, 很好地减轻了网络丢包对接收视频的影响, 并且进一步发展了可伸展视频在因特网传输中的率失真理论, 从而给出了最优的比特分配方案, 可以在信源码流和错误控制之间优化地分配可用网络带宽资源. 大量的实验结果表明该方案能很好地解决可伸展视频在因特网中的传输问题.     

无源数据传输系统的改进型Manchester码

针对能量传输效率和位定时信息提取的要求,提出了一种基带码型即改进型Manchester码。文中给出了该码的编码方法,分析能量传输效率、功率谱及AWGN信道非相干解调的误码性能,提出了解码方法并实测出系统关键节点的电压波形。该编码的能量传输效率比Manchester码高55%,同时具备位定时信息易于提取的优点,可以在非相干解调中充分利用其位定时信息解决接收端内部震荡器不稳定造成的采样时刻误差累积问题。     

基于窗口的实时友好流媒体传输控制

随着互联网的发展、流媒体应用的日益丰富, 这些面向音视频的应用以其大数据量、实时性要求高等特性对网络的可用资源提出了巨大的挑战. 传统基于UDP的实时媒体传输服务不具有TCP友好性, 在瓶颈链路上很容易造成严重的资源不公平占用, 甚至出现严重的拥塞, 造成数据交付延迟、吞吐量下降、丢弃概率增加等等服务质量恶化的负面影响. 在TCP流占主要成分的Internet, 要实现实时流媒体传输必须保证其能同TCP流共同公平友好地分享链路资源, 才能保证网络的高效稳定的运行. 提出了一种基于窗口的传输控制方法, 它在改善了传统AIMD慢收敛性的基础上, 不仅具有很好的拥塞控制能力, 同时还具有良好的TCP友好性. 在采用RED拥塞控制链路上, 与多个TCP流竞争时它表现出了高效的网络资源利用率、平稳的传输速率以及低的突发性等诸多良好的性能.     

基于协作波束形成的中继阻塞混合无线物理层安全传输

针对双向无线协作通信系统的安全传输(信息论安全)问题,提出一种基于多节点协作波束形成的中继与阻塞混合机制来提高物理层信息传输的安全性.其基本思想是:在协作传输阶段,系统中的一部分协作节点进行分布式波束形成来帮助发送方发送信息给合法用户,同时另一部分协作节点发送干扰信号阻塞窃听者的侦听,从而显著改善系统在协作广播阶段的安全性能.基于这一机制,针对窃听者的瞬时信道状态信息已知与否,本文提出两种不同的协作波束形成方法和优化方案,这两种方案在数学上均归结为解决一个或一系列的二阶凸锥规划问题,从而可以通过内点法有效地求解.仿真结果和对比实验验证了在中继节点数目较多时本文提出的混合安全机制和波束形成方法相对于单纯的协作中继机制或单纯的协作阻塞机制而言显著地提高了系统的物理层安全性能.     

基于动态调谐实现感应耦合无线电能传输系统的最大功率传输

感应耦合无电能传输技（ICWPT）是一崭新的研究领域,近年来受了广泛关注.本文主要研究了其四种基本拓扑构（SS,SP,PS和PP）的最大能量传输特性.通过建立高频下四种拓扑构的等效电路并推最大能量传输下级回路谐振补偿电容的表达式,发现SP,PS和PP三种拓扑构中该谐振补偿电容均随负载电阻的变化而变化,这一弊端不利于该三种拓扑构的实际应用.为此本文又设计了一种控电感电路,通过触发角的调节可以实现实时动态调谐控制,保证系统最大能量的传输.最后仿真和实验果表明了上方法是有效、可靠的,决了谐振补偿电容随负载变化的问,为种拓扑构的灵活应用供了有效的保障.     

一种最优抗扰自适应控制

针对含未知干扰系统研究了具有最优抗扰性能的自适应控制问题.利用对象参数的先验知识和量测数据构成可实时更新的非空模型集合,以系统的整体性能指标为辨识准则,在模型集内优化选取最优标称模型,完成对象模型的在线最优辨识.然后根据-1优化设计方法以闭环系统整体性能为指标,在线设计最优闭环控制器.上述两方面结合起来给出了一种最优自适应控制策略.由于辨识准则与控制目标是一致的,文中的方法能够有效地解决自适应系统的性能优化问题和辨识与控制的相互配合等问题,且能给出可验算的性能指标.     

空间智能桁架的传感器作动器位置优化和分散化自适应模糊振动控制

提出了作动器和传感器配置优化和分散化自适应控制方法以解决桁架系统的振动控制问题.建立了主动杆的机电耦合方程,提出了不依赖于控制方法的优化准则,采用遗传算法得到了作动器和传感器在大型空间智能桁架系统中的最优位置.而且设计了一种分散化自适应模糊振动控制器来控制大型空间智能桁架系统.推导了大型空间智能桁架系统考虑剩余模态影响的动力学方程,利用滑模控制方法改进了自适应模糊控制方案,并以T字型桁架结构为例进行了验证性实验.实验结果表明,遗传算法对于作动器和传感器的配置优化是可靠的、有效的,自适应模糊控制器能有效地抑制大型空间智能桁架系统的振动,且没有控制溢出和观测溢出问题.     

页岩气纳米孔真实气体传输模型

页岩富含纳米孔,纳米孔气体传输不同于宏观流体流动.基于滑脱流动和克努森扩散两种传输机理,分别以分子之间碰撞频率和分子与壁面碰撞频率占总碰撞频率的比值作为滑脱流动和克努森扩散的权重系数,耦合这两种机理,建立了理想气体传输模型.同时考虑高压条件下真实气体分子间相互作用力和气体分子自身体积对气体传输的影响,建立了页岩纳米孔真实气体传输模型.模型可靠性通过分子模拟结果验证.结果表明:纳米孔真实气体传输模型能够更合理地描述所有的气体传输机理,包括连续流动、滑脱流动和过渡流动;真实气体效应对气体传输的影响可高达23%,其受压力、温度、纳米孔尺度和气体类型的控制;在室内实验条件下模拟页岩纳米孔气体传输时,用氦气代替甲烷,低估了甲烷的传输能力65.09%;用氮气代替甲烷,高估了甲烷的传输能力106.27%.     

基于增益矩阵的二阶集群系统鲁棒分布式立体编队控制

本文研究解决了在三维空间内针对二阶集群系统的鲁棒分布式编队生成与保持控制问题,所设计的基于增益矩阵的控制方法仅需测量局部坐标系下智能体间的相对位置信息而不依赖于交互通信.首先设计了二阶集群系统的立体编队生成控制策略,通过构造李雅普诺夫函数证明了全局稳定性,并利用凸优化求解得出增益矩阵.所设计的生成控制律对扰动、输入饱和等具有较好的鲁棒性,同时在生成过程中引入了启发式的避碰算法.在此基础上,设计了带有期望距离的编队保持控制策略,使得集群系统能够保持固定大小的队形.然后,将所设计的控制律进行改进,拓展并应用于领航者-跟随者网络下的二阶集群系统立体编队控制.最后,通过相关的仿真实验验证了理论结果的正确性.     

基于两级模糊控制的交叉路口多相位控制

用模糊控制方法对交叉路口的交通信号进行控制,提出一种面向城市交叉路口的交通信号两级模糊控制系统.该系统能够分散处理交通信息参数,有效减少模糊规则数,易于提取模糊规则,实现相位顺序、绿信比和周期均随着交通状况的变化而自适应变化;并利用混沌优化对模糊控制器的隶属度函数进行优化搜索,从而提高交叉路口的通行效率,减少车辆的延误...     

智能机器人可变参数群体控制模型的多目标优化方法

近年来,针对自组织群体智能机器人的研究一直是智能机器人研究的热点问题.在这些研究中,提升群体机器人控制模型的泛用性一直是一个热点问题.为了提升群体机器人控制模型的泛用性,提高群体机器人在不同类型的环境下的功能表现,使用可配置的控制模型,利用仿真的方法求解控制模型在不同环境下的参数配置,是一种较为常见的方法.本研究提出了一种基于规则系统模型的多目标群体智能机器人控制模型优化方法,并针对该方法测试了多种不同的多目标优化方法的表现.使用包含凸障碍、非凸障碍以及通道型障碍的多个不同的仿真场景验证了该模型的效能.仿真验证结果表明该方法在各种环境下均具有较好的表现.     

基于实用动态安全域的最优暂态稳定紧急控制

对计及紧急控制措施的实用动态安全域做了大量的仿真研究, 发现了一些重要的安全域临界面迁移规律, 据此提出了一种电力系统最优暂态稳定紧急控制的新方法. 该方法把实用动态安全域与紧急控制措施联系起来, 用紧急控制措施所引起的实用动态安全域临界面沿其外法线方向的迁移距离来表示紧急控制措施的有效性, 通过选择不同的措施控制安全域临界面的推移, 使扩展后的实用动态安全域能涵盖当前系统运行点, 保证系统不会发生暂态失稳现象. 在此基础上, 把控制措施量化为一成本指标, 建立了最优暂态稳定紧急控制的数学模型. 在10机39节点新英格兰系统上的测试结果表明了这种方法的有效性和实用性.     

无线传感器网络中PPM节能调制方案

节能问题是近年来正在兴起的无线传感器网络研究中的关键问题.文中对一种很有节能研究价值的调制方式—脉冲位置调制（PPM）在无线传感器网络中的应用进行考察,据此设计了两种调制节能方案：单模式PPM和多模式PPM;借助广泛使用的理想化系统模型和集成了收发模块能耗及电池非线性特点的实际系统模型,对两种调制方案的电池能耗进行评估和比较;并进一步将两种方案以调制级数为参数进行优化,使其电池能耗最小.理论和数值分析结果表明,多模式方案比单模式方案更节能;虽然两种调制方案各有不同的优化特点,但两者优化后的节能性在各个传输距离上都有很大的提高.     

高阶效应对超短光孤子脉冲传输特性的影响及其抑制方法

采用时域和频域复合控制方法,建立了光脉冲的传输方程,研究了高阶效应条件下飞秒和短皮秒光孤子系统中抑制孤子自频移(SSFS)和定时抖动影响的可行性和有效性采用变分法分析了高速啁啾高斯准孤子在高阶色散、自陡峭效应和自频移条件下的传输演化特性针对高阶效应对孤子传输特性的影响和产生定时抖动机理,采用时频复合控制方法,消除了自陡峭和受激Raman散射效应的影响,稳定了孤子中心频率,有效抑制了由高阶效应产生的系统定时抖动.设计了160Gb/s长距离高速孤子传输系统并对传输特性进行了数值模拟,所得结果与理论分析完全一致,结果对高速长距离通信系统的设计有指导意义.     

基于微分进化的多UAV紧密编队滚动时域控制

多无人机(UAV)协同控制可在一定程度上提高单UAV执行任务的效率,而多UAV紧密编队是多UAV协同控制中的一个关键性技术难题.在构建多UAV紧密编队非线性模型的基础上,利用滚动时域控制方法,将UAV紧密编队问题转化为滚动时域内的一系列在线优化问题,然后采用微分进化策略在每个滚动时域内进行控制量的优化求解.此外,还给出了基于Markov链的微分进化算法数学描述及收敛性证明,且从理论角度分析了所设计多UAV滚动时域控制器的稳定性.仿真实验结果验证了文中所提出方法的可行性和有效性.     

结构包含密集模态时主动振动控制中作动器/传感器的优化配置

分析了已有的作动器/传感器配置方法的不足,针对包含密集模态的挠性结构,分析其可控/可观度的特殊性,提出了针对密频系统的作动器/传感器优化配置准则.通过可控性Gram阵的分块解析形式,避免了求解高阶Lyapunov矩阵方程,并利用了轻阻尼疏频系统自然平衡的条件,降低了求解可控度,即可控性矩阵奇异值的计算量.在此基础上用遗传算法寻优,得到元件的优化配置方式.最后通过算例与另外两种基于可控度的优化配置方法对比,证明依本文方法配置密频系统的作动器/传感器,振动控制效果最优.     

应用于热光伏电池的一维Si/SiO_2光子晶体滤光器研究

光谱控制方法被广泛应用于热光伏系统以提高系统的热电转换效率.针对锑化镓(GaSb)电池热光伏系统的光谱控制要求,选用Si和SiO2设计了8层一维光子晶体滤光器结构;重点结合滤光器与高温辐射源辐射光谱功率分布和GaSb电池量子效率的匹配,对设计结构加以改进优化得到最佳匹配滤光器结构;采用光学镀膜技术加工了滤光器结构,并测试其光谱特性,根据测试结果计算滤光器的光谱控制效率、系统转化效率和能量密度.最后,测试了滤光器的抗高温性能.     

线性菲涅尔系统空管预热模型分析及变占空比跟随控制应用研究

通过分析影响线性菲涅尔集热效率的关键因素,建立线性菲涅尔系统光热效率模型,基于该模型提出了一种适用于线性菲涅尔系统空管预热的变占空比跟随控制方法.通过实时数据计算每个预热周期内系统的聚光占空比,实现线性菲涅尔系统恒速率预热控制.通过MATLAB模拟不同时刻及不同辐照(DNI)下预热过程系统聚焦占空比,并将该方法应用于敦煌熔盐菲涅尔示范电站空管预热.实验结果表明,该控制方法能够很好地实现线性菲涅尔系统集热管空管恒速率预热控制.与常规定占空比预热方式相比,在满足真空集热管温升速率要求的前提下,该方法能够有效缩短系统整体预热时间,实现最大效率太阳资源利用.