Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Journal of Zhejiang University SCIENCE C

ISSN 1869-1951(Print), 1869-196x(Online), Monthly

2014 Vol.15 No.1 P.1-80

<<< CONTENTS >>>

Computer & Automation

Quantitative evaluation of model consistency evolution in compositional service-oriented simulation using a connected hyper-digraph

Lin-jun Fan, Yun-xiang Ling, Xing-tao Zhang, Jun Tang

DOI: 10.1631/jzus.C1300089 Downloaded: 3044 Clicked: 7473 Cited: 0 Commented: 0(p.1-12) <Full Text>

Activity-based simulation using DEVS: increasing performance by an activity model in parallel DEVS simulation

Bin Chen, Lao-bing Zhang, Xiao-cheng Liu, Hans Vangheluwe

DOI: 10.1631/jzus.C1300121 Downloaded: 3052 Clicked: 8542 Cited: 2 Commented: 0(p.13-30) <Full Text> <PPT> 1899

Chinese summary <152> 基于活跃度的DEVS仿真优化方法：在并行DEVS仿真中依靠活跃度模型提高性能

研究目的：研究如何用模型活跃度提高仿真性能，包括对模型的活跃度进行量化，将多范式建模方法用于构造领域活跃度模型等，以及构造支持活跃度模型的建模与仿真框架问题。
创新方法：已有的仿真性能优化方法专注于对性能运行结果的“盲”挖掘，而忽略了模型本身可以提供的性能信息。本文利用活跃度的概念在建模阶段就提取模型的性能信息，用于在仿真阶段指导计算资源的分配。此外，利用活跃度元模型和模型变换方法，研究在任意领域进行活跃度建模的方法，基于DEVS仿真引擎提出仿真中活跃度模型异质的解决方法。
研究手段：利用CPU占用率和内存使用量来量化模型的活跃度，解决了活跃度模型的计算问题。设计了增强式活跃度建模方法，提供了一系列特定接口对特定领域上的模型活跃度进行构造。提出了资源敏感型的建模与仿真框架，为活跃度建模定义了一整规范，选择DEVS作为通用仿真形式化方法，方便用户构造各种类型的领域活跃度模型。
重要结论：对如何利用活跃度进行仿真性能优化进行了研究，利用计算机资源占用的方法量化了模型的活跃度，提供了一种在特定领域中定义活跃度的增强式活跃度建模方法，利用活跃度元模型和模型变换方法解决了仿真异质问题，设计了资源敏感型建模与仿真框架为在仿真应用中构造和使用活跃度模型提供了标准规范。

关键词组：DEVS；活跃度追溯；活跃度增强式建模；资源敏感

Exponential stability of nonlinear impulsive switched systems with stable and unstable subsystems

Xiao-li Zhang, An-hui Lin, Jian-ping Zeng

DOI: 10.1631/jzus.C1300123 Downloaded: 3359 Clicked: 7632 Cited: 2 Commented: 0(p.31-42) <Full Text>

Chinese summary <126> 有稳定和不稳定子系统的非线性脉冲切换系统的指数稳定性

研究目的：对一类同时包含稳定和不稳定子系统的切换非线性系统的稳定性及鲁棒稳定性进行研究。旨在针对在切换时刻包含非线性脉冲,且每个子系统都具有非线性级联形式的切换非线性系统,给出其稳定的充分条件,为此类系统的稳定性问题研究提供理论依据。
重要结论：将在切换线性系统切换时刻的非线性脉冲处理方法和手段推广至切换非线性系统中。在应用非线性系统的Lyapunov函数处理非线性脉冲时,适当地利用了矩阵不等式的相关方法。当不稳定子系统和稳定子系统的活跃时间小于一定比例,并且在切换时刻存在满足相应界的非线性脉冲时,切换非线性系统仍能保持其指数稳定性。在不确定性满足相应界的条件下,切换非线性系统也能保持其鲁棒指数稳定性。

关键词组：平均驻留时间,脉冲,指数稳定性,鲁棒性

Adaptive dynamic programming for linear impulse systems

Xiao-hua Wang, Juan-juan Yu, Yao Huang, Hua Wang, Zhong-hua Miao

DOI: 10.1631/jzus.C1300145 Downloaded: 3074 Clicked: 7120 Cited: 1 Commented: 0(p.43-50) <Full Text> <PPT> 1886

Chinese summary <45> 线性脉冲系统的自适应动态规划方法

研究目的：针对线性脉冲系统最优控制，研究了基于自适应动态规划的递归方法。通过神经网络逼近最优目标函数，得出最优控制率。求解过程适用于一般脉冲系统，无需初始稳定控制器，为此类系统的最优控制提供理论依据。
创新要点：目前自适应动态规划方法研究局限于连续和离散系统，对脉冲系统研究较少。本文研究了线性脉冲系统的最优控制问题，运用自适应动态规划思路，完成了脉冲系统相关理论证明，证实了方法的收敛性。通过神经网络逼近最优目标函数，当迭代稳定后，神经网络获得稳定参数，同时获得最优脉冲控制率。
方法提亮：线性脉冲系统的最优目标函数是一个状态二次型，但其中的P矩阵表现为跳跃的脉冲形式。基于此发现，以迭代学习为基础的自适应动态规划方法适用于最优脉冲求解。本文提出的方法避免了直接迭代的矩阵求逆，大大降低了运算量。
重要结论：线性脉冲系统的最优目标函数表现为状态二次型，可通过自适应动态规划方法迭代求解，求解过程稳定。通过神经网络逼近最优目标函数，可避免矩阵求逆，大大降低计算量。

关键词组：脉冲系统；自适应动态规划；最优控制；神经网络

Electrical Engineering

Design and analysis of an underwater inductive coupling power transfer system for autonomous underwater vehicle docking applications

Jian-guang Shi, De-jun Li, Can-jun Yang

DOI: 10.1631/jzus.C1300171 Downloaded: 5853 Clicked: 17204 Cited: 11 Commented: 0(p.51-62) <Full Text> <PPT> 2106

Chinese summary <291> 用于AUV接驳系统的水下感应式电能传输系统的设计与分析

研究目的：针对海水和高压环境，设计了一种稳定、高效的感应式电能传输装置，并在原型系统的基础上，对不同参数下系统的传输能力和效率进行分析，评估系统的电路损耗、线圈损耗和涡流损耗，探讨功率增大时系统效率的变化趋势和提高系统性能的方法。
创新方法：设计适用于AUV接驳系统的耦合线圈，并详细分析各设计参数对系统性能的影响。然后从损耗的角度对系统效率进行评估和预测，通过分析损耗的来源和特点，提出提高系统效率的方法。
研究手段：建立系统简化模型后，采用MATLAB编程进行数值运算，避免了繁琐的化简过程（且实际化简结果也十分复杂，难以找到规律）。用MATLAB编程运算的另一大优点是可以有效的对各设计参数进行分析，得到直观的图形结果。通过分析损耗来评估系统效率，对系统的损耗来源做全面的分析对比，有利于找到提升系统效率的方法。采用瞬态电路仿真对电路中的半导体元件和线圈的损耗进行分析，并且，采用ANSYS瞬态电磁场仿真对系统的涡流损耗进行分析。通过仿真和试验结果的对比验证了仿真手段的有效性。仿真方法也可以为新系统的参数设计提供参考。
重要结论：1. 采用次级串联谐振方式，线圈间的耦合系数对系统输出功率有影响，但对系统的效率影响很小。2. 可以通过降低频率或者采用更合适的线缆减小线圈损耗；电路损耗主要来自开关管和二极管的半导体损耗，通过选择更合适的元器件或者采用软开关降低半导体损耗；当腔体直径远小于线圈直径时，腔体中的涡流损耗很小，且海水中的涡流损耗相较于其他损耗也比较小。3. 通过调整线圈的电感和增大输入电压可以提高系统输出功率。并且通过增大电压的方式在系统功率升高的同时，系统效率也随之提高。

关键词组：接驳系统电能传输，水下无线电能传输，感应式电能传输，耦合系数，效率，损耗，涡流

Electronic Engineering

An enhanced framework for providing multimedia broadcast/multicast service over heterogeneous networks

Yi-han Xu, Chee-Onn Chow, Mau-Luen Tham, Hiroshi Ishii

DOI: 10.1631/jzus.C1300205 Downloaded: 3986 Clicked: 8884 Cited: 7 Commented: 0(p.63-80) <Full Text> <PPT> 2135

Chinese summary <170> 一种适用于在异构网络中提供多媒体广播/多播业务的增强型架构

研究目的：多媒体广播多播服务（MBMS）因其节省网络资源的特性，已被视为有效利用此类资源的候选方案。另一方面，下一代移动网络（NGMN）的发展趋势将是融合多种无线接入技术（RAT），从而优化网络的整体性能。垂直切换的性能将直接影响移动用户的体验。与传统的垂直切换问题相比，我们面临的问题是如何在异构网络间无缝式地传输广播/多播服务，这有更高研究价值，同时更具挑战性。
创新方法：提出了一个新的网络实体：媒介独立广播多播服务中心，它是基于对多媒体广播多播服务（MBMS）和媒介独立信息服务（MIIS）的扩展和增强为移动用户提供异构网络中广播/多播业务的无缝切换服务。此外，提出了选择最佳目标网络和最佳小区传输模式的方案。这两项方案都是是基于一种负载感知的网络容量估计算法。
研究手段：本文提出的选择最佳目标网络和最佳小区传输模式的算法是基于一种负载感知的网络容量估计算法。该算法平衡了小区间的数据流量（如图14），从而提高了系统的性能（如图11）。同时，最重要的是提高了带宽利用率，这一性能也是提出MBMS的初衷（如图15）。
重要结论：仿真实验表明，本文提出的方案具有在异构网络中提供无缝式多媒体广播多播服务的能力，在丢包率、吞吐量、切换时延、小区负载、带宽利用率和峰值信噪比等性能方面均有很大提高。

关键词组：IEEE 802.21, 媒介独立广播多播服务中心，多媒体广播/多播服务，媒介独立信息服务，异构网络，网络资源管理