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期刊论文 9

年份

2023 1

2022 1

2021 2

2020 1

2017 1

2008 2

2002 1

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关键词

CP）；符号间干扰（inter symbol interference， ISI）；载波间干扰（inter carrier interference 1

ICI）；最大似然估计（maximum likelihood estimation 1

MLE） 1

OFDM）；快速傅立叶变换（Fast Fourier transform， FFT）；循环前缀（cyclic prefix 1

万维网 1

内容的语义 1

双极化；法布里—珀罗腔天线；与菲涅耳带透镜集成的部分反射面；毫米波波段；高增益；宽带 1

带宽瓶颈 1

带宽需求 1

控制质量 1

模糊带宽管理 1

正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing 1

第二类共享网络 1

网络控制系统 1

联邦边缘学习；量化优化；带宽分配；训练时间最小化 1

输入无反射滤波器；平衡式带通滤波器；差模；共模；三线耦合结构 1

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检索范围：

排序：展示方式：

High-bandwidth nanopositioning via active control of system resonance

Linlin LI, Sumeet S. APHALE, Limin ZHU

《机械工程前沿（英文）》 2021年第16卷第2期页码 331-339 doi: 10.1007/s11465-020-0619-x

摘要： Typically, the achievable positioning bandwidth for piezo-actuated nanopositioners is severely limited by the first, lightly-damped resonance. To overcome this issue, a variety of open- and closed-loop control techniques that commonly combine damping and tracking actions, have been reported in literature. However, in almost all these cases, the achievable closed-loop bandwidth is still limited by the original open-loop resonant frequency of the respective positioning axis. Shifting this resonance to a higher frequency would undoubtedly result in a wider bandwidth. However, such a shift typically entails a major mechanical redesign of the nanopositioner. The integral resonant control (IRC) has been reported earlier to demonstrate the significant performance enhancement, robustness to parameter uncertainty, gua-ranteed stability and design flexibility it affords. To further exploit the IRC scheme’s capabilities, this paper presents a method of actively shifting the resonant frequency of a nanopositioner’s axis, thereby delivering a wider closed-loop positioning bandwidth when controlled with the IRC scheme. The IRC damping control is augmented with a standard integral tracking controller to improve positioning accuracy. And both damping and tracking control parameters are analytically optimized to result in a Butterworth Filter mimicking pole-placement—maximally flat passband response. Experiments are conducted on a nanopositioner’s axis with an open-loop resonance at 508 Hz. It is shown that by employing the active resonance shifting, the closed-loop positioning bandwidth is increased from 73 to 576 Hz. Consequently, the root-mean-square tracking errors for a 100 Hz triangular trajectory are reduced by 93%.

关键词： nanopositioning stage high-bandwidth resonant mode control tracking control integral resonant control

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Bandwidth-limited active suspension controller for an off-road vehicle based on co-simulation technology

FENG Jinzhi, ZHENG Songlin, YU Fan

《机械工程前沿（英文）》 2008年第3卷第1期页码 111-117 doi: 10.1007/s11465-008-0020-7

摘要： This paper presents the design process of a controller for bandwidth-limited active hydro-pneumatic suspension employed by an off-road vehicle based on co-simulation technology. First, a detailed multi-body dynamic model of the vehicle is established by using the ADAMS/View software package, which is followed by validation using a vehicle field test. Second, a combined PID and fuzzy controller is designed for the bandwidth-limited active suspension system and then programmed by means of S-functions in Matlab/Simulink, to which a data exchange interface with ADAMS/View is also defined. Third, the proposed control algorithm is implemented on the multi-body dynamic vehicle model to enable the co-simulation to run repeatedly until a more practical controller is achieved. In the end, the proposed active suspension system is compared with a conventional passive system. Simulation results show that the proposed active suspension system considerably improves both the ride and handling performance of the vehicle and therefore increases the maximum traveling speeds even on rough roads.

关键词： co-simulation technology exchange interface conventional bandwidth-limited algorithm

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一种基于模糊逻辑的带宽管理方法

李祖欣,王万良,雷必成,陈惠英

《中国工程科学》 2008年第10卷第7期页码 104-111

摘要：

在网络带宽受限的网络控制系统中，设计了一个基于一维输入输出映射关系的模糊逻辑调节器，对控制系统的带宽进行动态管理。通过调整该模糊逻辑调节器中的非线性偏移因子可以进一步改善系统的控制性能和带宽需求。同时利用线性矩阵不等式及资源受限条件来确定带宽动态分配的上下界来保证系的稳定性。另外，定义了多回路归一化控制质量和归一化带宽需求度性能衡量指标来评价网络控制系统的全局性能。在此评价方法下，提出的模糊带宽管理方法和采用固定带宽分配方法进行仿真比较。结果表明模糊带宽管理方法相对于固定带宽分配方法而言在提高系统控制性能的同时也节省了网络带宽。

关键词：模糊带宽管理网络控制系统控制质量带宽需求

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共享信息的第二类网络

李幼平

《中国工程科学》 2002年第4卷第8期页码 8-11

摘要：

基于Internet的万维网是当代共享信息的原创网络（primary web），它是一种隐含冲突的系统，难以摆脱带宽瓶颈的困扰，不支持用户数量的自由增长。提出的第二类信息共享网络（secondary web），通过广播镜像把许多网站的完整内容收存于家庭，然后按内容的语义直接提取满足个性需求的读物。第二类网络支持用户数量自由增长，是一种低成本、无冲突共享知识的新传媒，它不仅没有带宽瓶颈，而且避免了信息垃圾。作者认为，第二类网络将同万维网互补互助，共同构成二元化信息共享架构。

关键词：万维网第二类共享网络内容的语义带宽瓶颈

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Structural parameter design method for a fast-steering mirror based on a closed-loop bandwidth

Guozhen CHEN, Pinkuan LIU, Han DING

《机械工程前沿（英文）》 2020年第15卷第1期页码 55-65 doi: 10.1007/s11465-019-0545-y

摘要： When a fast-steering mirror (FSM) system is designed, satisfying the performance requirements before fabrication and assembly is vital. This study proposes a structural parameter design approach for an FSM system based on the quantitative analysis of the required closed-loop bandwidth. First, the open-loop transfer function of the FSM system is derived. In accordance with the transfer function, the notch filter and proportional-integral (PI) feedback controller are designed as a closed-loop controller. The gains of the PI controller are determined by maximizing the closed-loop bandwidth while ensuring the robustness of the system. Then, the two unknown variables of rotational radius and stiffness in the open-loop transfer function are optimized, considering the bandwidth as a constraint condition. Finally, the structural parameters of the stage are determined on the basis of the optimized results of rotational radius and stiffness. Simulations are conducted to verify the theoretical analysis. A prototype of the FSM system is fabricated, and corresponding experimental tests are conducted. Experimental results indicate that the bandwidth of the proposed FSM system is 117.6 Hz, which satisfies the minimum bandwidth requirement of 100 Hz.

关键词： fast-steering mirror structural parameter PI controller bandwidth notch filter

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一种高增益、宽频带的毫米波双极化法布里—佩罗天线

郭庆毅,黄衡

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 599-608 doi: 10.1631/FITEE.2000514

摘要：随着毫米波无线通信技术日趋成熟，以及2019年世界无线电大会（WRC-19）正式将37–43.5 GHz，47.2–48.2 GHz和66–71 GHz等频段用于国际移动通信（IMT），毫米波通信系统近期将陆续在世界范围内开展大规模商用部署。毫米波存在路径损耗大等不利的传播特性。宽带高增益毫米波天线作为通信传播和电子设备之间的接口，为补偿通信系统的路径损耗、提高数据传输提供了保障。基于部分反射表面的法布里—佩罗天线凭借其结构简单、剖面低、成本低、增益高的特点，在高频段的应用中拥有更高的灵活度和潜力。本文提出一种高增益、宽频带的毫米波双极化法布里—佩罗天线，采用宽带的双极化馈源、近似椭圆抛物面的反射地板以及全对称的集成菲涅尔环的单层部分反射表面，实现了宽带高增益的双极化毫米波法布里—佩罗天线设计，为毫米波天线应用和未来通信系统以及通信方案的创新奠定基础。所提出的天线结构由宽带双极化馈电源、准抛物面反射面和集成菲涅尔环的部分反射表面组成。宽带馈电源是一个3层介质层结构，具有垂直极化和水平极化的2个馈电端口，其辐射器是一个电磁偶极子。此馈电源采用磁电偶极子的辐射体结构实现宽带的特性，通过十字形馈电缝隙提高两个极化之间的极化隔离度，形成宽带高隔离度的毫米波双极化馈电源。设计了准抛物面的反射地板以形成法布里—佩罗腔体，从而激励多模高斯模式，实现整个腔体的宽带化。最后，采用菲涅尔环集成的部分反射表面，完成对电磁波的相位调控，实现天线的高增益特性。为验证上述设计方法和理念，对所设计的天线进行加工制造以及测量。测试结果表明，此天线的垂直极化和水平极化的峰值增益分别为18.4和17.6 dBi，两种极化的阻抗匹配带宽为14％。此外，两种极化的隔离度高达40 dB，有效避免了两个端口能量的串扰。这些性能确保所提出的双极化法布里—佩罗天线能有效应用于毫米波频段无线通信系统。

关键词：双极化；法布里—珀罗腔天线；与菲涅耳带透镜集成的部分反射面；毫米波波段；高增益；宽带

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基于联邦边缘学习的梯度量化和带宽分配优化策略 Research Article

刘沛西1,3,江甲沫2,朱光旭3,程磊4,5,蒋伟1,罗武1,杜滢2,王志勤2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第8期页码 1247-1263 doi: 10.1631/FITEE.2100538

摘要：由于边缘设备有限算力和边缘网络有限的无线资源，利用联邦边缘学习（federated edge learning, FEEL）训练机器学习模型通常非常耗时。本文研究了量化FEEL系统中训练时间最小化问题，其中异构边缘设备通过正交信道向边缘服务器发送量化后的梯度。采用随机量化对上传的梯度进行压缩，可减少每轮通信的开销，但可能会增加通信轮数。综合考虑通信时间、计算时间和通信轮数对训练时间进行建模。基于所提出的训练时间模型，描述了通信轮数和每轮延迟之间的内在权衡。具体地，分析了量化FEEL的收敛性。提出一种基于数据模型双驱动的拟合方法以得到精确的最优间隔，并在此基础上得到通信轮数和总训练时间的闭式表达式。在总带宽限制下，将训练时间最小化问题建模为量化级数和带宽分配的优化问题。本文通过交替求解量化优化子问题（通过连续凸近似方法求解）和带宽分配子问题（通过二分查找方法求解）解决这个问题。在不同学习任务和模型下，仿真结果证明了本文分析的有效性和所提优化算法性能接近最优。

关键词：联邦边缘学习；量化优化；带宽分配；训练时间最小化

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基于三线耦合结构的具有灵活带宽的紧凑型平衡式输入无反射带通滤波器 Research Article

朱雅慧1,2,蔡璟1,2,秦伟1,2,杨汶汶1,2,陈建新1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第2期页码 314-326 doi: 10.1631/FITEE.2200261

摘要：本文提出一种基于三线耦合结构的具有灵活带宽的紧凑型平衡式输入无反射带通滤波器。在差模模式下，带通响应由三线耦合结构实现，同时三线耦合结构的输入耦合馈线被输入吸收网络复用。带通滤波部分和吸收部分实现了良好的融合，有效地减小了电路尺寸，并且两部分的带宽独立可控，进而使得该滤波器的差模响应带宽具有灵活可控的特性。此外，首次对两部分的带宽比进行详细分析,以获得通带平坦度与无反射性能的良好折衷。因此，该协同设计的输入无反射差模带通响应具有易于优化的特点。同时，输入端的吸收网络还实现了宽频带内的共模噪声吸收。为了验证该设计方法，设计了一款尺寸为0.52λ×0.36λ的平衡式输入无反射滤波器，测量范围为0–7.0 GHz。测得差模响应的中心频率为2.45 GHz，3 dB相对带宽为31.4%。实测和仿真结果展现了良好的一致性，并且该滤波器具有0.43 dB的低插入损耗、较宽的差模上阻带（超过20 dB的抑制水平至2.72倍频）以及宽带的差模无反射和共模噪声吸收（吸收相对带宽为285.7%）等优点。

关键词：输入无反射滤波器；平衡式带通滤波器；差模；共模；三线耦合结构

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一种通过循环前缀再利用改善OFDM系统带宽的新型节能ICI消除技术 Article

Sandeep SAROWA, Harmanjeet SINGH, Sunil AGRAWAL, B. S. SOHI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第11期页码 1892-1899 doi: 10.1631/FITEE.1601333

摘要：作为一项非常有前景的技术，正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing, OFDM）解决了频谱分配中的带宽不足问题，引领了无线移动通信领域的发展。然而，多普勒频移和本地振荡器频率同步误差的存在会导致载波间干扰（inter carrier interference, ICI），严重影响了正交频分复用。以往文献中提出了许多ICI消除技术，例如自消除法（self-cancellation, SC），最大似然估计法（maximum likelihood estimation, MLE）和加窗法，但需要在带宽冗余和系统复杂度之间权衡。本文基于接收端循环前缀（cyclic prefix, CP）再利用，提出了一种节能且具有有效带宽的新技术来消除ICI。自消除法和最大似然估计法在发送端发送整个OFDM符号数据时会产生冗余，而本文提出的技术仅使用循环前缀数据（仅占总符号带宽的20％）来估计信道，产生与前两者类似结果的同时节省了大量带宽。仿真结果表明，该技术在误差性能方面有显著的改进；并且在实现高带宽增益的同时，能效也得到了实质性的改善。因此，该技术优于传统ICI消除技术。

关键词：正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing OFDM）；快速傅立叶变换（Fast Fourier transform， FFT）；循环前缀（cyclic prefix CP）；符号间干扰（inter symbol interference， ISI）；载波间干扰（inter carrier interference ICI）；最大似然估计（maximum likelihood estimation MLE）