We present a simple method to measure the topological charges of optical vortices with multiple singularities. Using a cylindrical lens, a vortex beam can decay into a light field distribution with multiple separated ...We present a simple method to measure the topological charges of optical vortices with multiple singularities. Using a cylindrical lens, a vortex beam can decay into a light field distribution with multiple separated dark holes, whose number just equals the topological charge of the input beam. This conclusion is then verified via experiments and numerical simulations of the propagation of vortex beams with multiple singulaxities. This method is also reliable to measure the topological charges of broadband vortex beams with different distributions of singularities, which does not resort to multiple beam interferometrie experiments.展开更多
Suppose Ω belong to R^N（N≥3） is a smooth bounded domain,ξi∈Ω,0〈ai〈√μ,μ：=（（N-1）/2）^2,0≤μi〈（√μ-ai）^2,ai〈bi〈ai＋1 and pi：=2N/N-2（1＋ai-bi）are the weighted critical Hardy-Sobolev exponents, i ...Suppose Ω belong to R^N（N≥3） is a smooth bounded domain,ξi∈Ω,0〈ai〈√μ,μ：=（（N-1）/2）^2,0≤μi〈（√μ-ai）^2,ai〈bi〈ai＋1 and pi：=2N/N-2（1＋ai-bi）are the weighted critical Hardy-Sobolev exponents, i = 1, 2,..., k, k ≥ 2. We deal with the conditions that ensure the existence of positive solutions to the multi-singular and multi-critical elliptic problem ∑i=1^k（-div（｜x-ξi｜^-2ai△↓u）-μiu/｜x-ξi｜^2（1＋ai）-u^pi-1/｜x-ξi｜^bipi）=0with Dirichlet boundary condition, which involves the weighted Hardy inequality and the weighted Hardy-Sobolev inequality. The results depend crucially on the parameters ai, bi and #i, i -- 1, 2,..., k.展开更多
针对特高压接入的输电网网架错综复杂、远景适应性差,甚至出现网架规划与开环分区决策相互独立导致资源浪费等问题,该文引入奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和特征索引技术,提出了一种考虑电磁环网开环分区和500/220kV典...针对特高压接入的输电网网架错综复杂、远景适应性差,甚至出现网架规划与开环分区决策相互独立导致资源浪费等问题,该文引入奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和特征索引技术,提出了一种考虑电磁环网开环分区和500/220kV典型供电结构的输电网多阶段规划方法。首先,提取典型供电结构的路径特征,制定了一种基于标签路径特征的典型供电结构索引策略;然后,构建了一种基于SVD的典型供电结构相似度指标,基于此,以全局典型供电结构相似程度最大为目标,建立了相似度识别规划模型;最后,提出了一种反馈调节机制及求解方法,统筹协调各阶段网架规划和开环分区之间的决策信息。与传统规划方法相比,该文方法不仅能够避免不同阶段开环分区决策导致的资源浪费,还可以减少复杂的规划评估指标计算,构建供电可靠性高、运行方式灵活、远景适应性强的网架结构。基于湖南某地区实际电网算例验证了该文方法的准确性和有效性。展开更多
现有多视角聚类算法存在:1)在学习低维表征的过程中无法准确捕获或忽略嵌入在多视角数据中的高阶信息和互补信息;2)未能准确捕获数据局部信息;3)信息捕获方法缺少对噪声点鲁棒性等问题.为解决上述问题,提出一种自适应张量奇异值收缩的...现有多视角聚类算法存在:1)在学习低维表征的过程中无法准确捕获或忽略嵌入在多视角数据中的高阶信息和互补信息;2)未能准确捕获数据局部信息;3)信息捕获方法缺少对噪声点鲁棒性等问题.为解决上述问题,提出一种自适应张量奇异值收缩的多视角聚类(multi-view clustering based on adaptive tensor singular value shrinkage,ATSVS)算法.ATSVS首先提出一种符合秩特性的张量对数行列式函数对表示张量施加低秩约束,在张量奇异值分解(tensor singular value decomposition,t-SVD)过程中能够根据奇异值自身大小进行自适应收缩,更加准确地进行张量秩估计,进而从全局角度精准捕获多视角数据的高阶信息和互补信息.然后采用一种结合稀疏表示和流形正则技术优势的l_(1,2)范数捕获数据的局部信息,并结合l_(2,1)范数对噪声施加稀疏约束,提升算法对噪声点的鲁棒性.与11个对比算法在9个数据集上的实验结果显示,ATSVS的聚类性能均优于其他对比算法.因此,ATSVS是一个能够有效处理多视角数据聚类任务的优秀算法.展开更多
缆索索力是评判缆索承载能力和服役寿命的重要指标。基于声弹效应的超声导波缆索索力测定方法,在检测缆索缺陷的同时,真实反映缆索整体应力情况,是一种极具潜力的缆索索力测定方法。然而,在采用超声导波进行索力测定过程中,受缆索结构影...缆索索力是评判缆索承载能力和服役寿命的重要指标。基于声弹效应的超声导波缆索索力测定方法,在检测缆索缺陷的同时,真实反映缆索整体应力情况,是一种极具潜力的缆索索力测定方法。然而,在采用超声导波进行索力测定过程中,受缆索结构影响,导波波形复杂,难以准确提取声时测量需要的特征点。针对此问题,提出基于多分辨奇异值分解的桥梁缆索索力导波测定方法。该方法基于二分递推原理,构建一种新型二分递推矩阵,结合多分辨奇异值分解(MRSVD),采用滑窗处理方法对信号进行分段处理,获取一种新的回波声时定位特征量-奇异相关值(SCV),该特征量能够有效表征窗内信号与直达波信号之间的相关性。通过构建奇异相关值谱,实现缆索端部回波声时的高精度提取。为验证方法有效性,选用φ5-55丝平行钢丝索试件,在0~500 k N索力范围内开展缆索索力测定实验。实验结果表明,对于规格为φ5-55丝带锚头平行钢丝索,在不同索力条件下,该方法在降低噪声干扰同时,能有效提取缆索端部回波声时实现导波波速测量,并进行索力测定,索力测定结果与实际测量索力之间相对误差在10%以内,与互相关法相比,该方法在声时提取精度和抗干扰方面均表现出优势,为桥梁缆索索力测定提供新的特征提取途径。展开更多
针对观测器估计精度偏低及高速列车系统的强耦合、受外界扰动、参数时变等问题,提出一种基于补偿函数观测器的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法(Compensating Function Observer-Fractional Order Non-singular Fast Terminal Sliding ...针对观测器估计精度偏低及高速列车系统的强耦合、受外界扰动、参数时变等问题,提出一种基于补偿函数观测器的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法(Compensating Function Observer-Fractional Order Non-singular Fast Terminal Sliding Mode Control,CFO-FONFTSMC),以提高高速列车速度控制的鲁棒性和控制精度.首先,建立高速列车纵向多质点动力学模型,设计高精度的补偿函数观测器对系统的总扰动进行实时估计并补偿;然后,设计一种带状态负指数控制律的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法,用于对列车的运行曲线进行跟踪控制,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明系统在有限时间内的收敛性;最后,以CRH3型高速列车参数和合肥站-蚌埠南站的实际线路为实例,分别跟踪理想运行曲线和节能优化运行曲线进行实验验证.仿真结果表明:所提算法跟踪理想运行速度曲线的平均误差为0.01377 km/h,跟踪带干扰的节能优化运行速度曲线的平均误差为0.0364 km/h,相较于基于扩张状态观测器的滑模和非奇异快速终端滑模控制方法,所提方法具有最小的跟踪误差和更高的跟踪精度,验证了其有效性和可行性,可为列车速度跟踪控制领域的研究提供参考.展开更多
本文基于多窗谱分析—奇异值分解(MTM-SVD)方法对长江中下游降水和热带太平洋海表面温度(SST)进行不同时间尺度信号的分离和时空重构,研究了年际时间尺度上与厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)相关的热带太平洋SST强迫对长江中下游降水的影响及...本文基于多窗谱分析—奇异值分解(MTM-SVD)方法对长江中下游降水和热带太平洋海表面温度(SST)进行不同时间尺度信号的分离和时空重构,研究了年际时间尺度上与厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)相关的热带太平洋SST强迫对长江中下游降水的影响及可能机制。结果表明,长江中下游地区降水和热带太平洋SST存在着准两年(2.4年)和准四年(3.7年)的协同变化周期,且这两个年际主导模态分别与El Niño的中太平洋(CP)型和东太平洋(EP)型有关。与两类El Niño事件相关的SST强迫会引发不同的东亚大气环流异常响应,均有利于长江中下游地区降水偏多。在准两年周期上,CP El Niño成熟期会引发东亚—太平洋型大气遥相关;在准四年周期上,EP El Niño成熟期会产生经向偶极型分布的东亚大气活动中心。此外,两类El Niño事件成熟期均会激发西北太平洋异常反气旋环流。上述大气环流系统变化共同增强了从南海向长江中下游地区的水汽输送,造成该地区在两类El Niño成熟期间降水偏多。对2002年中国降水事件的个例分析表明,准两年和准四年周期变率对同期长江中下游地区降水变化的相对贡献存在差异。准四年周期变率有利于2002年春季长江中下游降水的偏多,而准两年周期变率起到减少的作用;2002年秋季的情况与之相反。本研究结果有助于深化对热带太平洋多时间尺度SST强迫影响长江中下游降水年际变化机制的认识,并提高长江中下游地区降水预测的准确性。展开更多
基金Supported by the National Basic Research Program of China under Grant No 2012CB921900the National Natural Science Foundation of China under Grant Nos 61377035 and 11404264the Fundamental Research Funds for the Central Universities under Grant No 3102014JCQ01085
文摘We present a simple method to measure the topological charges of optical vortices with multiple singularities. Using a cylindrical lens, a vortex beam can decay into a light field distribution with multiple separated dark holes, whose number just equals the topological charge of the input beam. This conclusion is then verified via experiments and numerical simulations of the propagation of vortex beams with multiple singulaxities. This method is also reliable to measure the topological charges of broadband vortex beams with different distributions of singularities, which does not resort to multiple beam interferometrie experiments.
基金supported partly by the National Natural Science Foundation of China (10771219)the Science Foundation of the SEAC of China (07ZN03)
文摘Suppose Ω belong to R^N（N≥3） is a smooth bounded domain,ξi∈Ω,0〈ai〈√μ,μ：=（（N-1）/2）^2,0≤μi〈（√μ-ai）^2,ai〈bi〈ai＋1 and pi：=2N/N-2（1＋ai-bi）are the weighted critical Hardy-Sobolev exponents, i = 1, 2,..., k, k ≥ 2. We deal with the conditions that ensure the existence of positive solutions to the multi-singular and multi-critical elliptic problem ∑i=1^k（-div（｜x-ξi｜^-2ai△↓u）-μiu/｜x-ξi｜^2（1＋ai）-u^pi-1/｜x-ξi｜^bipi）=0with Dirichlet boundary condition, which involves the weighted Hardy inequality and the weighted Hardy-Sobolev inequality. The results depend crucially on the parameters ai, bi and #i, i -- 1, 2,..., k.
文摘针对特高压接入的输电网网架错综复杂、远景适应性差,甚至出现网架规划与开环分区决策相互独立导致资源浪费等问题,该文引入奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和特征索引技术,提出了一种考虑电磁环网开环分区和500/220kV典型供电结构的输电网多阶段规划方法。首先,提取典型供电结构的路径特征,制定了一种基于标签路径特征的典型供电结构索引策略;然后,构建了一种基于SVD的典型供电结构相似度指标,基于此,以全局典型供电结构相似程度最大为目标,建立了相似度识别规划模型;最后,提出了一种反馈调节机制及求解方法,统筹协调各阶段网架规划和开环分区之间的决策信息。与传统规划方法相比,该文方法不仅能够避免不同阶段开环分区决策导致的资源浪费,还可以减少复杂的规划评估指标计算,构建供电可靠性高、运行方式灵活、远景适应性强的网架结构。基于湖南某地区实际电网算例验证了该文方法的准确性和有效性。
文摘现有多视角聚类算法存在:1)在学习低维表征的过程中无法准确捕获或忽略嵌入在多视角数据中的高阶信息和互补信息;2)未能准确捕获数据局部信息;3)信息捕获方法缺少对噪声点鲁棒性等问题.为解决上述问题,提出一种自适应张量奇异值收缩的多视角聚类(multi-view clustering based on adaptive tensor singular value shrinkage,ATSVS)算法.ATSVS首先提出一种符合秩特性的张量对数行列式函数对表示张量施加低秩约束,在张量奇异值分解(tensor singular value decomposition,t-SVD)过程中能够根据奇异值自身大小进行自适应收缩,更加准确地进行张量秩估计,进而从全局角度精准捕获多视角数据的高阶信息和互补信息.然后采用一种结合稀疏表示和流形正则技术优势的l_(1,2)范数捕获数据的局部信息,并结合l_(2,1)范数对噪声施加稀疏约束,提升算法对噪声点的鲁棒性.与11个对比算法在9个数据集上的实验结果显示,ATSVS的聚类性能均优于其他对比算法.因此,ATSVS是一个能够有效处理多视角数据聚类任务的优秀算法.
文摘缆索索力是评判缆索承载能力和服役寿命的重要指标。基于声弹效应的超声导波缆索索力测定方法,在检测缆索缺陷的同时,真实反映缆索整体应力情况,是一种极具潜力的缆索索力测定方法。然而,在采用超声导波进行索力测定过程中,受缆索结构影响,导波波形复杂,难以准确提取声时测量需要的特征点。针对此问题,提出基于多分辨奇异值分解的桥梁缆索索力导波测定方法。该方法基于二分递推原理,构建一种新型二分递推矩阵,结合多分辨奇异值分解(MRSVD),采用滑窗处理方法对信号进行分段处理,获取一种新的回波声时定位特征量-奇异相关值(SCV),该特征量能够有效表征窗内信号与直达波信号之间的相关性。通过构建奇异相关值谱,实现缆索端部回波声时的高精度提取。为验证方法有效性,选用φ5-55丝平行钢丝索试件,在0~500 k N索力范围内开展缆索索力测定实验。实验结果表明,对于规格为φ5-55丝带锚头平行钢丝索,在不同索力条件下,该方法在降低噪声干扰同时,能有效提取缆索端部回波声时实现导波波速测量,并进行索力测定,索力测定结果与实际测量索力之间相对误差在10%以内,与互相关法相比,该方法在声时提取精度和抗干扰方面均表现出优势,为桥梁缆索索力测定提供新的特征提取途径。
文摘针对观测器估计精度偏低及高速列车系统的强耦合、受外界扰动、参数时变等问题,提出一种基于补偿函数观测器的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法(Compensating Function Observer-Fractional Order Non-singular Fast Terminal Sliding Mode Control,CFO-FONFTSMC),以提高高速列车速度控制的鲁棒性和控制精度.首先,建立高速列车纵向多质点动力学模型,设计高精度的补偿函数观测器对系统的总扰动进行实时估计并补偿;然后,设计一种带状态负指数控制律的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法,用于对列车的运行曲线进行跟踪控制,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明系统在有限时间内的收敛性;最后,以CRH3型高速列车参数和合肥站-蚌埠南站的实际线路为实例,分别跟踪理想运行曲线和节能优化运行曲线进行实验验证.仿真结果表明:所提算法跟踪理想运行速度曲线的平均误差为0.01377 km/h,跟踪带干扰的节能优化运行速度曲线的平均误差为0.0364 km/h,相较于基于扩张状态观测器的滑模和非奇异快速终端滑模控制方法,所提方法具有最小的跟踪误差和更高的跟踪精度,验证了其有效性和可行性,可为列车速度跟踪控制领域的研究提供参考.
文摘本文基于多窗谱分析—奇异值分解(MTM-SVD)方法对长江中下游降水和热带太平洋海表面温度(SST)进行不同时间尺度信号的分离和时空重构,研究了年际时间尺度上与厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)相关的热带太平洋SST强迫对长江中下游降水的影响及可能机制。结果表明,长江中下游地区降水和热带太平洋SST存在着准两年(2.4年)和准四年(3.7年)的协同变化周期,且这两个年际主导模态分别与El Niño的中太平洋(CP)型和东太平洋(EP)型有关。与两类El Niño事件相关的SST强迫会引发不同的东亚大气环流异常响应,均有利于长江中下游地区降水偏多。在准两年周期上,CP El Niño成熟期会引发东亚—太平洋型大气遥相关;在准四年周期上,EP El Niño成熟期会产生经向偶极型分布的东亚大气活动中心。此外,两类El Niño事件成熟期均会激发西北太平洋异常反气旋环流。上述大气环流系统变化共同增强了从南海向长江中下游地区的水汽输送,造成该地区在两类El Niño成熟期间降水偏多。对2002年中国降水事件的个例分析表明,准两年和准四年周期变率对同期长江中下游地区降水变化的相对贡献存在差异。准四年周期变率有利于2002年春季长江中下游降水的偏多,而准两年周期变率起到减少的作用;2002年秋季的情况与之相反。本研究结果有助于深化对热带太平洋多时间尺度SST强迫影响长江中下游降水年际变化机制的认识,并提高长江中下游地区降水预测的准确性。
