基于STDP规则的忆阻神经网络在图像存储中的应用

忆阻器是具有记忆和类突触特性的非线性电路元件,将忆阻器与STDP学习规则相结合,提出了基于STDP学习规则的忆阻神经网络,并将它应用于二值图像的叠加和灰度图像的存储与输出。首先将忆阻器作突触,通过实验证实在特定形状动作电位下,可实现STDP学习规则;构建了4×4的忆阻交叉阵列神经网络;用16×16的忆阻交叉阵列神经网络实现二值图像的叠加。最后用N×N的忆阻神经网络实现了灰度图像的存储与输出。通过MATLAB仿真实验证实了该方案的有效性,该忆阻神经网络具有仿生特性,有望解决模式识别、人工智能中出现的复杂问题。     

专栏评述

◎评《基于STDP规则的忆阻神经网络在图像存储中的应用》从1971年华裔科学家蔡少棠教授在理论上预言了忆阻器的存在,到2008年美国惠普公司实验室的斯坦·威廉斯和同事制造出忆阻实物模型,证实了忆阻现象在纳米尺度的电子系统中确实存在,这一过程历经     

准光学栅格振荡器阵列的分析与设计

运用感应电动势法（ＥＭＦ）对准光栅格阵列进行分析，给出了平面栅格的等效电路模型。结合有源器件的等效电路模型，采用节点分析法对栅格的完整等效电路模型求解环路增益。在Ｗｉｎ９５平台下，编制了平面栅格振荡器阵列的辅助设计程序，设计计算结果与国外文献报道吻合得较好。     

基于等效弹簧的Hybrid-Ⅲ50%仿真假人胸腔结构刚度特性数值仿真

利用LS-DYNA开展整车正面碰撞FRB50和偏置碰撞ODB64仿真分析时,Hybrid-Ⅲ50%仿真假人向前俯冲阶段和回弹阶段的胸压变形曲线与试验结果一致性较差。为此,提出一种基于等效弹簧的Hybrid-Ⅲ50%仿真假人胸腔结构刚度特性数值仿真方法。首先,开展假人在碰撞工况下的受力分析,得到胸腔结构的简化力学模型,并利用弹簧模型等效模拟简化力学模型的刚度特性;其次,通过假人胸部摆锤标定仿真计算,对胸腔结构等效刚度的弹簧K值和阻尼值进行修正;最后,将修正过弹簧刚度和阻尼系数的假人模型应用于整车正面碰撞FRB50和偏置碰撞ODB64仿真分析,并与试验结果对比。结果表明:等效弹簧模拟胸腔结构的刚度模型,各工况下的仿真胸压变形曲线与试验曲线有较好的一致性,可为今后的碰撞假人胸部仿真及损伤评估提供参考。     

某SUV行李架的降阻降噪协同优化

以安装行李架后的某款SUV汽车模型为研究对象,基于协同优化算法,寻找最优的低阻低噪方案。先将降阻和降噪作为单独的2个子学科进行研究,分别寻找出影响气动阻力和气动噪声的关键因素,利用网格变形技术对行李架造型的关键部位进行参数化建立模型。然后通过CFD数值仿真模拟软件对选取的样本点进行计算,同时建立可靠的Kriging响应面模型。最后基于2个子学科的近似模型,构建协同优化模型寻找最优的低阻低噪方案并进行仿真验证分析。研究结果表明:相较于原始汽车模型,单目标优化后的整车模型阻力与噪声分别降低了1.97%和17.99%;协同优化后的整车模型阻力与噪声分别降低了1.60%和14.92%,优化结果与仿真结果的误差分别为0.17%和3.67%,均在工程实际应用可接受误差范围内。     

一种新型缺陷地结构带阻滤波器

提出了一种新型缺陷地结构的带阻滤波器.该单元在现有各种形状的基础上,采用新的缺陷地结构,实现了带阻特性.该单元结构简单,易于加工,性能优越,可进一步减小滤波器尺寸.文中对新型缺陷地结构单元的带阻特性进行了分析,并建立仿真模型,从理论和实验中得到最佳的性能.实现了有较宽阻带的周期性缺陷单元.能够有较宽的阻带.最终设计出实际带阻滤波器,并对产品进行了实际测量,得出与仿真相似的结果.     

基于Matlab的SAW模态耦合模型的仿真研究

谐振型的声表面波(SAW)传感器的设计需对谐振器进行数学模型建立。为此,提出了一种新的基于模态耦合模型的SAW谐振器模型,并分别给出了单端口SAW谐振器和双端口SAW谐振器主要模型参数的建立过程。借助新模型成功地对R433.92型单端口SAW谐振器和F3810型双端口SAW谐振器进行仿真,并且借助两种谐振器的等效电路对仿真结果进行实验验证。仿真和实验结果表明:采用新模型对谐振型SAW传感器仿真是可行的。     

并联型有源电力滤波器(APF)的Simulink建模与仿真

提出了并联型有源电力滤波器的一种数值建模与仿真方法,仿真软件采用MATLAB仿真软件中的Simulink;使用本方法能将有源电力滤波器的工作过程及有关波形准确直观地显示出来.仿真结果表明,适当选择参数,有源电力滤波器的补偿电流几乎可以实时跟踪谐波电流,能很好地满足补偿要求.该仿真方法为有源电力滤波器实验装置向成型产品的转化提供了一定的理论参考.     

基于忆阻器神经网络的辐射效应诊断系统设计

航天事业是我国群策群力发展的重要事业,航天器作为执行航天任务的主体,其可靠性至关重要。随着集成电路工艺技术和人工智能的迅速发展,使用传统集成电路实现神经网络将会耗费大量的硬件资源,忆阻器是一种可与传统集成电路集成的新型器件且可以用于神经网络计算。针对集成电路中静态随机存取存储器的辐射故障问题,设计了一种卷积神经网络,对集成电路辐射效应进行诊断,基于忆阻器对神经网络的运算层进行设计,通过设计的卷积神经网络对集成电路的故障数据集实现了分类诊断。     

关于戴维南等效电路的求取方法

在电路分析中,常常会遇到较复杂的电路,而有时又只须计算某一支路的电压或电流。对于这种情形,应用戴维南等效电路,可以简化一个复杂网络中不需要研究的有源部分,即可将一个复杂网络中不需要进行研究的有源部分作为一个有源二端网络 N 看待,用戴维南等效电路来代替,以利于对其余部分的分析计算。戴维南定理给我们指出了求取含源二端网络最简等效电路普遍适用的方法,在电路分析中应用十分广泛,也是学生在学习《电路分析基础》这门课程中必须牢固掌握的重点内容。所以     

接收天线等效电路的严格推导

从场的观点出发,利用反应概念并结合互易定理严格证明了接收天线可以等效为传统基于开路电压的等效模型,并指出了当电场分别与接收模式下和发射模式下的电流作反应时,将得到不同的等效电路参数;结合偶极子天线的数值例子,说明了传统的开路电压模型在接收系统的分析中更为方便、合理。     

基于动力总成液阻悬置的参数识别

针对直接节流盘式液阻悬置件,通过材料实验确定了液阻悬置中橡胶材料的本构模型,并建立了液阻悬置的结构模型和液体模型。利用液固耦合有限元分析方法对集总参数模型的相关参数进行识别,在阐明了液阻悬置件减振机理的同时,也获得了液阻悬置件的性能参数。此方法对分析液阻悬置件结构参数与等效参数之间的关系十分有效,为液阻悬置件精准的设计开发与结构优化奠定了基础。     

一种改进的油中气隙放电等效电路模型

传统的气隙放电等效电路模型不能准确模拟放电发展特征,为此,在仿真研究等效电路模型中不同参数及元件对放电波形影响的基础上,提出了一种改进的等效电路模型。该模型引入1个受控电流源表示空间电荷对放电的重要影响,并通过2个受控开关分别控制正负半周时的放电时间,2个电压源分别代表正负半周放电过后的残余电压。此外,还将检测回路中的保护电阻等元件引入改进电路模型中,使之更接近真实局部放电环境。Simulink的仿真结果表明:改进电路模型仿真波形不同于传统等效电路模型模拟的锯齿波,可以更真实地模拟气隙放电波形,为深入分析和理解局部放电的发展特性提供了参考。     

管路主动减振系统作动器设计

为提高管路主动减振系统中动磁式直线电机的减振效果，课题组提出了适用于不同情况的作动器的设计思路。以等效磁路法为基础，得到了作动器的电磁特性；利用有限元软件Ansoft Maxwell模拟仿真得出相关参数，并与公式计算的结果进行对比，确认设计具有合理性。应用此方法可以根据实际需求设计不同性能参数的作动器。     

一类新型的准光学功率合成系统

本文提出并发展一类新型的毫米波准光学功率合成系统,它分为多振荡器的合成结构与多器件振荡的合成结构.应用导波场论和有源微波电路的本征函数近似分别对两种结构的特性进行研究,导出合成条件、策动点阻抗,耦合输出性质等,所进行的实验工作取得了与理论预期的结果.     

新中国成立以来建设先进文化的基本经验

以线性机械弹簧和斜支撑弹簧为元件,构建了支撑系统力学模型。在仿真计算的基础上,设计并制作与力学模型相对应的支撑系统。通过测试确定系统阻尼比、固有频率等力学参数,综合利用时频域分析、相轨迹分析和庞克莱分析等方法,对支撑系统在不同激励条件下的响应规律进行了实验分析。研究结果表明实验测试结果和数值仿真结果一致,该力学模型存在典型的非线性力学特性,如稳态周期解、暂态混沌、分岔、混沌等,为其进一步推广到工程实际提供了理论和实验支撑。     

音箱低频特性辅助分析软件的研究与开发

音箱的箱体参数对音箱的低频特性影响很大,为了减小音箱设计与制作过程中的盲目性,有必要研制与开发一套相关的软件对音箱的低音特性进行仿真.就音箱类比等效线路模型的建立、分析方法、开发软件的选取、界面的设计以及仿真结果作了初步的探讨.     

基于阵中单元模型的反射阵列天线远场分析方法

针对反射阵列天线远场分析的传统技术采用周期模型等效实际阵列环境的不足,提出一种基于阵中单元模型的远场分析方法。该方法以场叠加原理和等效原理为基础,借助电场积分方程从局域子阵单元上的表面电/磁流计算出单元的阵中方向图,再进行总场合成。数值实验显示,利用该方法得到的反射阵列天线的远场方向图与商用软件FEKO的全结构仿真结果之间有良好的吻合度。该方法为突破大型平面/共形阵列天线的计算受限于计算机硬件的难题提供了一种解决方案。     

微燃气轮机环型回热器数值模拟及实验研究

基于层流的假设运用计算流体动力学方法对微型燃气轮机环型回热器交错波纹原表面通道两侧流体耦合换热与流动特性进行数值模拟及实验研究.结果表明,数值计算结果和实验结果之间的误差在允许的范围内.在此基础上,通过改变通道结构进一步研究其传热及流动特性,为回热器设计提供参考.     

三极管极间电容对放大电路高频特性影响的教学探讨

引导学生应用电路分析基础知识对晶体管的混合π型等效电路进行化简,等效和公式推导得出三极管极间电容对三种基本放大电路高频特性的不同影响。