沈阳师范大学学报(自然科学版)

运筹学与控制论

  • 一类积分时滞切换系统的指数稳定

    刘玉忠;薄彤;

    主要对一类积分时滞切换系统的指数稳定问题进行研究。首先,在积分时滞系统上加入切换的概念。通过构建出一类特殊的限定时滞上界和下界的Lyapunov-Krasovskii函数的方法来处理积分时滞切换系统的指数稳定性问题。在积分项的处理上,运用了Cauchy-Schwarz不等式以及Jensen不等式进行放缩,使系统得到更小的保守性结果,进而得到积分时滞切换系统的指数稳定性条件。与此同时,利用平均驻留时间的方法,给出了积分时滞切换系统切换律的设计方案,处理了在任意切换下的积分时滞切换系统的指数稳定性。最后,将单时滞积分时滞切换系统的指数稳定性研究推广到带有多时滞的积分时滞切换系统中,使得积分时滞切换系统的指数稳定性研究更具有一般性,从而在控制工程的理论基础方面取得新成果。

    2019年03期 v.37;No.127 193-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 145K]
  • 基于扇形区域极点配置的静态输出反馈H_∞控制

    姚波;谷美萱;王福忠;何新;

    针对线性定常系统,研究了扇形区域内极点配置的静态输出反馈H_∞控制问题。设计能够达到H_∞性能指标且符合区域极点配置要求的静态输出反馈控制器,以解决外部的扰动和区域对极点的限定问题;利用求解线性矩阵不等式组的方法,将具有H_∞指标约束和区域极点配置要求的静态输出反馈控制器设计问题转化成求一组线性矩阵不等式的可行解问题,借助MATLAB-LMI工具箱进行有效求解,得到了符合要求的可靠控制率,完成了扇形区域内H_∞静态输出反馈控制器的设计(其中的H_∞控制器为次优H_∞控制器)。所得结论不仅能使极点配置在给定的扇形区域内,也能够使闭环系统保持稳定性且达到给定的H_∞性能指标,从而保证了系统的性能,实现了期望的闭环极点。最后的数值仿真验证了本文结果的有效性和可行性。

    2019年03期 v.37;No.127 198-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
  • 执行器饱和不确定多智能体系统的一致性

    景丽;李宏宇;

    研究了无向图下一类执行器饱和不确定多智能体系统的一致性问题,提出一致性控制算法。根据Lyapunov稳定性理论,选取合适的Lyapunov函数,得到多智能体系统可以达到领航-跟随模型下半全局一致性条件。采用凸组合的方法,处理执行器饱和项。借助椭球域和多面体对系统进行吸引域估计。给出数值仿真算例,并运用MATLAB线性矩阵不等式和Simulink工具箱进行仿真,结果表明文中结论有效。

    2019年03期 v.37;No.127 203-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 522K]
  • 带有维修区间与退化效应的单机排序问题

    赵玉芳;葛秋利;

    讨论带有安装时间、维修区间和退化效应的单机排序问题。在排序中,工件是成组加工的,且在组内工件加工是不可中断的。在每组间需要维修活动与安装时间,其中安装时间是之前工件实际加工时间之和的线性函数。假设维修活动使机器恢复到最初的状态,维修活动的长度是前一组工件实际加工时间的线性函数。工件的实际加工时间与工件所在的组、工件在组内的位置有关,工件在加工过程中会产生退化效应,退化率为非减函数。考虑了工件的实际加工时间与组和位置有关、只与位置有关2个问题,分别给出了2个问题的多项式算法,并给出了数值例子。目标是找到工件的最优排序与维修活动的数量、极小化最大完工时间,并证明了该问题在多项式时间内是可解的。

    2019年03期 v.37;No.127 210-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K]

计算数学

  • 分数阶反应扩散模型在图灵斑图中的应用及数值模拟

    张荣培;王语;

    斑图是在空间或时间上具有某些规律性的非均匀宏观结构,是可以用反应扩散系统描述其图案形成的数学模型之一。反应扩散系统中,稳定状态会在某些条件下失稳,产生空间定态图纹,即图灵斑图。分数阶反应扩散系统可以用来描述反常扩散运动。通过分数阶拉普拉斯算子的谱分解进行线性稳定性分析,研究系统模型的图灵不稳定性,详细阐述分数阶图灵斑图的数学机制和二维分数阶Gierer-Meinhardt模型下斑图的形成机理。在数值计算中,采用了高效、高精度的数值格式,空间离散采用傅里叶谱方法,离散结果具有谱精度。时间离散采用四阶龙格库塔指数时间差分方法。在数值模拟方面,以分数阶Gierer-Meinhardt模型为例,发现系统可以通过控制分数阶阶数的变化生成斑图,并验证了之前的理论结果。

    2019年03期 v.37;No.127 215-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1872K]
  • 一类非线性偏微分方程的n-孤子解

    李伟;

    微分方程包含线性和非线性微分方程。微分方程研究的主体是非线性微分方程,特别是非线性偏微分方程。很多意义重大的自然科学和工程技术问题都可归结为非线性偏微分方程的研究。另外,随着研究的深入,有些原来可用线性偏微分方程近似处理的问题,也必须考虑非线性的影响。从传统的观点来看,求偏微分方程的解是十分困难的。经过几十年的研究和探索,人们已经找到了一些构造解的方法。借助Cole-Hope变换,A=0且B=0为Af+B=0的解,获得了(2+1)维Burgers方程和Kdv方程的n-孤子解。这种方法可以求解一系列的偏微分方程。

    2019年03期 v.37;No.127 219-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 120K]

材料科学

  • 基于增量型极限学习机的材料力学性能预测

    吴迪;曹培智;张国英;焦兴强;

    高Co-Ni二次硬化钢是一种多元系合金,其力学性能受材料成分及热处理工艺等条件影响。传统的数学模型很难对材料力学性能进行预测。采用增量型极限学习机(I-ELM)建立高Co-Ni二次硬化钢材料模型,根据模型预测的结果研究微量元素Co和时效温度对高Co-Ni二次硬化钢材料力学性能的影响,并且在多项性能指标方面对高Co-Ni二次硬化钢数据的I-ELM模型与BP神经网络模型进行比较。实验结果表明,在对较少样本数据的模型训练时,高Co-Ni二次硬化钢的I-ELM模型预测结果与实验数据基本吻合,I-ELM模型的拟合精度和训练速度均优于BP神经网络模型,为今后高Co-Ni二次硬化钢的材料研究提供参考。

    2019年03期 v.37;No.127 223-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K]
  • 金属间化合物MgZn_2、Mg_2Y和Mg_3Zn_3Y_2弹性性质的第一性原理计算

    高岩;毛萍莉;刘正;王峰;

    为了研究稀土元素对镁锌合金性能的影响,利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对MgZn_2、Mg_2Y和Mg_3Zn_3Y_2的结构稳定性和力学性能进行了计算和分析。计算了3种结构的弹性常数,并进一步得到了体模量B、剪切模量G、杨氏模量E和泊松比ν等。计算结果表明:MgZn_2具有最强的抵抗变形能力和塑性,Mg_3Zn_3Y_2具有最强的刚度和抵抗剪切变形能力。进一步分析表明,MgZn_2、Mg_2Y为延性相,而Mg_3Zn_3Y_2为脆性相。此外,硬度和熔点的计算结果表明,3种金属间化合物中,Mg_3Zn_3Y_2的硬度最大,MgZn_2的熔点最高。

    2019年03期 v.37;No.127 228-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K]

环境生物学

  • 稻蟹生态种养对水稻根际微生物区系的影响

    佟德利;许璐;于鑫;贺海升;张颖;

    稻蟹生态种养模式以水稻生产为主体,同时适量放养蟹苗,在取得显著经济效益的同时,亦能改善稻田生态系统环境。本研究以水稻不同生育期根际土壤为研究对象,采用平板计数法和MPN法研究稻蟹生态种养对水稻根际微生物区系及主要生理类群细菌的影响。结果表明:水稻各生育期根际土壤微生物均以细菌为主要类群,全生育期内稻蟹种养生产田细菌、真菌、放线菌总量分别为为常规稻田的1.65,0.48,1.00倍;稻蟹种养生产田氨化细菌、反硝化细菌、嫌气性纤维素分解菌、好气性自生固氮菌、亚硝酸细菌分别是常规稻田的9.28,6.44,5.22,3.65,3.00倍;稻蟹种养生产田主要微生物物种增加,改变了微生物多样性格局,细菌多样性指数最高出现的时间提早出现20 d。

    2019年03期 v.37;No.127 232-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 127K]
  • 环境条件对植物有机酸影响研究进展

    王兰兰;宋晓卉;杨笛;李琦;李萌;王佳钰;刘静华;邵妍;

    全球环境变化日趋严重,环境变化在很大程度上会影响植物生长发育。有机酸是植物体内重要的代谢产物,具有重要的代谢功能,因此研究不同环境条件对植物有机酸的影响及其对环境因素的内在响应机制具有一定意义。目前,有关不同环境条件下植物形态、生长发育等研究相对广泛,但关于植物体内有机酸对环境变化的响应机理有待深入探究,综述了高浓度CO_2、水分胁迫、盐碱胁迫、重金属胁迫条件下植物有机酸种类、内源含量、分泌量的变化及其内在响应机制,为未来环境条件下的植物生长和作物栽培等生产实践提供理论依据,并展望有待深入的研究方向。

    2019年03期 v.37;No.127 236-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 122K]
  • 辽宁地区蜜源蜂蜜的10种重金属残留含量分析

    钟钰;周健南;徐宜宏;顾俊杰;李晓东;于丽;

    为摸清辽宁省蜜源蜂蜜中的铅、镉、铬、砷、锰、铁、钴、汞、铜、锌10种重金属含量,采集2017—2018年出产的朝阳荆条蜜、向日葵、大连刺槐蜜、本溪苕条蜜4个品种蜂蜜,采用微波消解-电感耦合等立体质谱技术对蜂蜜中的10种金属元素含量进行调查。结果表明辽宁省蜂蜜中上述10种重金属含量均符合国家标准及欧美国家限量指标。其中锌、铜、铁等人体必需的微量元素含量适当,可以起到补充、调节人体微量元素的作用,大连地区出产的蜂蜜中铜、锰、铬等矿物质元素含量略高于朝阳、本溪等内陆地区。但砷、铬等元素含量偏高平均值达到0.053和0.088 mg/kg;最高含量达到0.088和0.14 mg/kg,从总体数据看砷、铬含量偏高具有普遍性,建议蜂农采蜜时远离公路、工矿等环境容易受到污染的地区。建议保持现有蜜蜂养殖、采蜜环境,提高蜂蜜的绿色生产加工技术,推动辽宁蜜蜂特色产业持续健康发展。

    2019年03期 v.37;No.127 240-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 395K]

理论与应用研究

  • 网络构建技术在药物重定位研究中的应用

    杨光;海渤煜;

    药物重定位就是老药新用,是指对已知的药物发掘其新的药效。对已知的药物重定位是研发药物策略中风险最低、效益最好的策略之一,也是解决新药开发中存在的投入高、成功率低问题的有效方法之一。老药新用的研究方法不断完善、不断推陈出新,并且计算机技术的飞速发展,推动了药物重定位的研究进入一个新的发展阶段。到目前为止,计算预测分析和实验筛选过程是老药新用研究的主要的2大方面,其中计算预测分析方法又分为3种主要的重定位方法:网络模型、小分子和药物靶标。在老药新用研究中越来越受关注的是网络模型。疾病关联网络、药物关联网络和蛋白质互作网络是网络模型中主要应用的3大网络,针对网络模型中3大网络的构建进行综述。

    2019年03期 v.37;No.127 244-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K]
  • 酉空间上一类析取矩阵的构造及紧界分析

    张丽华;牛美芳;

    析取矩阵主要用来检测样本空间中的阳性样本,也称为问题样本,而且每个析取矩阵都是一个(0,1)矩阵。目前有许多文献利用有限域上的几何空间(简称有限几何空间)来构作d~z-析取矩阵,其中辛空间中的结果较多。在这些文献中,有一些是利用有限几何空间中的子空间之间的包含关系来构作d~z-析取矩阵的,并且讨论了试验效率(d~z-析取矩阵的行数与列数之比)及z的紧界。用酉空间F■的(m,s)-型子空间标识d~z-析取矩阵的行,(r,s-1)-型子空间标识d~z-析取矩阵的列,利用它们之间的包含关系构作了一类新的d~z-析取矩阵。通过求包含在一个(m,s)-型子空间中的、d个(m-1,s-1)-型子空间里的、(r,s-1)-型子空间个数的最大值,给出了d和z的取值范围及z的紧界。由于(r,s-1)-型子空间中的s-1与(m,s)-型子空间中的s相差较小,所以本文能够相对较快地得到了d和z的的取值范围及z的紧界

    2019年03期 v.37;No.127 250-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 142K]
  • 一类Monge-Ampère系统非平凡径向凸解的存在性

    杨洋;薛春艳;

    对一类由n个方程组成的Monge-Ampère系统,证明其非线性项为一般函数时该Monge-Ampère系统解的存在性。首先,在径向解的支撑下,通过一个巧妙的变换将Monge-Ampère系统转化为一个与之等价常微分方程系统;其次,在适当的Banach空间中,构造相应的非负锥和全连续算子;最后,利用锥上的不动点指数理论,在单位球内研究常微分方程系统正解的存在性。进一步得到了原Monge-Ampère系统非平凡径向凸解的存在性,并证明了在非线性项为超线性或次线性情况下,原Monge-Ampère系统至少存在一个非平凡径向凸解。

    2019年03期 v.37;No.127 254-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K]
  • 含时线性势的量子经典对应

    张治国;封文江;郑伟;陈皓;

    在量子力学中,Bohr对应原理指出,在大量子数近似下量子力学应过渡到经典力学;Heisenberg对应原理指出,在经典近似下量子力学中的矩阵元对应经典物理量的Fourier系数;由Heisenberg对应原理,所有可能的矩阵元之和将给出经典运动方程的解。因此,HCP提供一种从量子力学的经典极限得到经典方程的解的方法。HCP的思想应用到含时线性系统,得到含时哈密顿谐振子的经典精确解。含时线性势(TLP)的精确波函数,通过假定某种形式的波函数,可以直接从薛定谔方程中导出波函数。将HCP应用到含时线性系统,利用试探波函数方法,得到了含时线性势的薛定谔方程的一般解。根据Heisenberg对应原理,由量子矩阵元得到含时哈密顿谐振子的经典精确解。

    2019年03期 v.37;No.127 259-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 131K]
  • 高粱不同杂交品种不同时期抗性生理生化指标的比较

    李玥莹;于树滨;张炜彤;高华晨;陈欲;

    以国内22种高粱品种为试材,分别在其苗期、拔节期、抽穗期、成熟期获取高粱叶片,并测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性以及丙二醛(MDA)的含量。结果表明:辽粘3在苗期和拔节期的CAT活性和苗期的MDA含量均最高;辽杂19在苗期的POD活性和SOD活性均最高;辽杂36在抽穗期的MDA含量和POD活性均最高,成熟期的CAT活性最高;辽2297在拔节期SOD活性最高,在抽穗期的SOD活性最低;辽糯7在抽穗期的CAT活性和成熟期的POD活性均最高;003B在成熟期的SOD活性最高;P01B在拔节期和成熟期的MDA含量均最高;9544·7037在抽穗期的SOD活性最高;NK1在拔节期的POD活性最高。辽粘6在苗成熟期的MDA含量最低;0-01在苗期、拔节期和成熟期的POD活性均最低;LB-16在抽穗期的MDA含量最低;凡B-34在苗期的SOD活性最低。综上可以看出,辽粘3、辽杂19、辽糯7和辽杂36在其生长时期的抗逆性较强,辽粘6、0-01、LB-16和凡B-34的抗逆性最弱,其余8个品种的抗逆性相当。

    2019年03期 v.37;No.127 264-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 125K]
  • 基于Spring MVC及MyBatis框架的在线教育平台的设计与实现

    刘杰;孙浩;郭东旭;吴雨洽;

    现代互联网发展和科技发展促使人们追求更高品质和更多元化的教育。从互联网环境来看,我国互联网普及度快速增长,K12教育发展土壤肥沃。针对于此,提出基于JavaScript开发技术和腾讯云Linux服务器,对整个框架进行规划优化后,在该系统的设计中采用了Mybatis+Spring MVC+Mysql+Redis这样一个优化构造。系统在Myeclipse平台环境下进行开发,运用了腾讯云服务器和腾讯云的视频技术,大大提高了视频传输的质量,同时运用了电子白板的技术,使教师在教学过程中更能生动、形象、具体的进行授课任务。实现了教师与学生之间的实时、快速便捷、有效沟通,促进了学生在网络发达的便利条件下与教师零距离、更高效、更愉快的学习知识。

    2019年03期 v.37;No.127 268-273页 [查看摘要][在线阅读][下载 1928K]
  • 基于Python的深度学习语音识别

    孙可;刘忠武;吴雨洽;郭东旭;

    随着信息化时代的快速到来以及计算机技术的不断完善发展,语音识别在众多领域都得到了应用,同时语音识别有着广阔的发展前景。当下,在对语音识别的研究方面,研究人员大多以线性系统理论为基础,采用隐马尔可夫模型(HMM)、动态时间规整(DTW)、矢量量化(VQ)等技术。随着研究的深入,发现以线性系统理论为基础的方法和语音的非线性过程特性不能很好的融合,采用非线性理论研究成为了语音识别的重要突破口。人工神经网络(ANN)等非线性理论成为了研究语音识别的热点。采用Python语言进行深度学习与语音识别相结合的方法进行研究,希望能够使语音识别在速度、准确度等方面得到较好的效果。介绍了Python在深度学习语音识别中的使用。通过实验结果可以看出,DNN-HMM方法在准确率方面比GMM-HMM方法有所提高。

    2019年03期 v.37;No.127 274-277页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K]
  • 基于并行约束延迟LMS的高速FPGA信息采集

    赵永翼;丁建楠;

    在实际的信号传输过程中,原始信号受噪声的影响,噪声源特性未能在不同的环境中提前预测。传统的滤波器系数在设计的阶段已被固定,不可再根据应用调整。传统数字信号处理器实现的自适应滤波器处理速度低、抗干扰性差,导致FPGA信息采集速度比较慢。为了自动消除系统中的非目标带谐波,自适应滤波器根据随机信号的统计描述和模型来预测信号趋势。同时,为了降低资源消耗,提高运行速度,提出了一个并行约束延迟最小均方算法,采用数据转移的方法实现步长因子的更新,理论分析和实验结果表明,与传统方法相比,该方法对于FPGA的高速信息采集方面具有更大的优越性。

    2019年03期 v.37;No.127 278-283页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K]
  • 基于OBE教学理念的《信号与系统》课程改革

    张志美;程立英;李柳;吴丽娟;

    OBE教学模式秉承以学生为中心、成果导向、持续性改进的三大理念,突出学生的知识-能力-素质三维度的教学目标,提高学生培养的质量。《信号与系统》是电子电气类专业本科生的一门重要的专业课程,针对传统专业课教学重教轻学的现状,采用OBE教学理念,进行课程教学改革探究。以期望成果和能力培养为导向设计教学目标、课程改革思路,教学过程设计以及考核评价机制。课堂教学转变原来课堂以理论讲授为主的方式,重点落在明确每堂课知识和能力目标,激发学生来分析问题、解决问题,在知识学习过程中强化探究过程,引导学生有目标地学习,做到学什么,怎么学心中有数。考核评价改变以往一考定高低的现状,侧重教学过程多角度阶段性的考核,注重教学考核的反馈作用,正向激励学生学习的积极性,进一步提高教学质量。

    2019年03期 v.37;No.127 284-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
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