在船舶制造环境中,无线信号容易受金属墙壁屏蔽和多路径效应影响,导致船舱内的无线传感器网络覆盖率下降,影响节点对环境信息的有效感知.为优化传感器节点部署以最大化网络覆盖率,本论文针对船舶制造环境中的无线传感器网络信号覆盖问题...在船舶制造环境中,无线信号容易受金属墙壁屏蔽和多路径效应影响,导致船舱内的无线传感器网络覆盖率下降,影响节点对环境信息的有效感知.为优化传感器节点部署以最大化网络覆盖率,本论文针对船舶制造环境中的无线传感器网络信号覆盖问题,提出一种基于虚拟力鲸鱼融合算法的优化方法.首先,建立了考虑金属墙壁障碍的物节点感知模型,以适应船舱环境的复杂性.其次,在鲸鱼群智能优化算法基础上,融合了虚拟力算法,并引入无限折叠迭代混沌映射(Iterative Map with Infinite Collapses,ICMIC)以提高种群多样性,增强算法的全局搜索能力和局部寻优能力,从而有效解决覆盖优化问题.仿真实验结果表明,本文所提算法在船舱复杂环境下能够显著提高最优覆盖率,且算法收敛速度优于对比算法.本文为解决复杂船舶环境中的无线传感器网络覆盖问题提供了一种创新性方法,为相关领域的研究和应用提供了参考.展开更多
磁共振无线电能传输(wireless power transfer, WPT)技术是近年来近场调控的研究重点之一,其在移动电话、植入式医疗设备以及电动汽车等诸多方面都具有重要的应用价值.对于复杂传能通道需求(例如机械臂等),通常需要引入中继线圈构造多...磁共振无线电能传输(wireless power transfer, WPT)技术是近年来近场调控的研究重点之一,其在移动电话、植入式医疗设备以及电动汽车等诸多方面都具有重要的应用价值.对于复杂传能通道需求(例如机械臂等),通常需要引入中继线圈构造多米诺耦合阵列.然而,传统的多米诺耦合阵列存在明显的局限性:近场耦合导致的多重频率劈裂,使得系统无法保持固定的工作频率;耦合阵列易受到构造误差及参数扰动影响;目前研究多数集中在单负载传输,多负载传输系统仍然亟待开发;能量传输方向难以灵活控制.近年来,光子人工微结构为拓扑物理提供了良好的研究平台,使得拓扑特性得到了广泛的研究.拓扑结构的最显著特征是具有非零的拓扑不变量以及由体边对应确定的鲁棒性边界态,这一天然特性能够免疫制造缺陷和无序扰动.不仅如此,通过调整拓扑态的波函数分布能够使能量精准局域,从而实现定向的WPT.因此,将拓扑模式用于耦合阵列WPT具有重要的科学意义.本文主要阐明了基于宇称-时间(parity-time, PT)对称的通用型双线圈和三线圈WPT的基本原理,并且介绍了不同拓扑构型下的多米诺线圈阵列能够实现鲁棒的WPT,包括一维周期性模型(SSH链组成的有效二阶PT对称和有效三阶PT对称系统)、一维非周期性模型(拓扑缺陷态、类SSH链、准周期Harper链)以及高阶拓扑模型,最后对拓扑模式在WPT的应用方向进行了展望.展开更多
文摘在船舶制造环境中,无线信号容易受金属墙壁屏蔽和多路径效应影响,导致船舱内的无线传感器网络覆盖率下降,影响节点对环境信息的有效感知.为优化传感器节点部署以最大化网络覆盖率,本论文针对船舶制造环境中的无线传感器网络信号覆盖问题,提出一种基于虚拟力鲸鱼融合算法的优化方法.首先,建立了考虑金属墙壁障碍的物节点感知模型,以适应船舱环境的复杂性.其次,在鲸鱼群智能优化算法基础上,融合了虚拟力算法,并引入无限折叠迭代混沌映射(Iterative Map with Infinite Collapses,ICMIC)以提高种群多样性,增强算法的全局搜索能力和局部寻优能力,从而有效解决覆盖优化问题.仿真实验结果表明,本文所提算法在船舱复杂环境下能够显著提高最优覆盖率,且算法收敛速度优于对比算法.本文为解决复杂船舶环境中的无线传感器网络覆盖问题提供了一种创新性方法,为相关领域的研究和应用提供了参考.
文摘磁共振无线电能传输(wireless power transfer, WPT)技术是近年来近场调控的研究重点之一,其在移动电话、植入式医疗设备以及电动汽车等诸多方面都具有重要的应用价值.对于复杂传能通道需求(例如机械臂等),通常需要引入中继线圈构造多米诺耦合阵列.然而,传统的多米诺耦合阵列存在明显的局限性:近场耦合导致的多重频率劈裂,使得系统无法保持固定的工作频率;耦合阵列易受到构造误差及参数扰动影响;目前研究多数集中在单负载传输,多负载传输系统仍然亟待开发;能量传输方向难以灵活控制.近年来,光子人工微结构为拓扑物理提供了良好的研究平台,使得拓扑特性得到了广泛的研究.拓扑结构的最显著特征是具有非零的拓扑不变量以及由体边对应确定的鲁棒性边界态,这一天然特性能够免疫制造缺陷和无序扰动.不仅如此,通过调整拓扑态的波函数分布能够使能量精准局域,从而实现定向的WPT.因此,将拓扑模式用于耦合阵列WPT具有重要的科学意义.本文主要阐明了基于宇称-时间(parity-time, PT)对称的通用型双线圈和三线圈WPT的基本原理,并且介绍了不同拓扑构型下的多米诺线圈阵列能够实现鲁棒的WPT,包括一维周期性模型(SSH链组成的有效二阶PT对称和有效三阶PT对称系统)、一维非周期性模型(拓扑缺陷态、类SSH链、准周期Harper链)以及高阶拓扑模型,最后对拓扑模式在WPT的应用方向进行了展望.
