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).

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering

ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online), monthly

2017 Vol.18 No.3 P.303-444

<<< CONTENTS >>>

Regular Papers

Posture control of a 3-RPS pneumatic parallel platform with parameter initialization and an adaptive robust method

Guo-liang Tao, Ce Shang, De-yuan Meng, Chao-chao Zhou, Guo-liang Tao, Ce Shang, De-yuan Meng, Chao-chao Zhou

DOI: 10.1631/FITEE.1500353 Downloaded: 3135 Clicked: 6519 Cited: 0 Commented: 0(p.303-316) <Full Text> <PPT> 2121

Chinese summary <168> 含參數初值整定和自适應魯棒方法的3-RPS氣動并聯平台位姿控制

概要：本文讨論了關于氣缸驅動的3-RPS并聯平台的一(yī)種控制方法。研究對象使用氣動比例方向閥控制各驅動氣缸，并建立了系統的運動學和動力學模型，采用基于反步法和在線參數辨識的自适應魯棒控制器作爲主要控制方式。同時爲了滿足對系統未建模部分(fēn)和參數估計誤差導緻的幹擾，将直接自适應快速補償集成與控制器的設計中(zhōng)。爲了避免因爲在平台運動過程等實際工(gōng)況中(zhōng)負載變化對性能造成的影響，提出了一(yī)種參數初值整定模式，提升了控制算法的适應性。通過采用這些方法，并聯平台位姿軌迹跟蹤性能的頻(pín)響和精度均有了提升，并且負載和約束内力對平台控制性能造成的不良影響也得到了消除。不同工(gōng)況下(xià)的實驗顯示了所設計的控制方法的良好性能，使整體(tǐ)平均相對誤差減小(xiǎo)到1%以内。

關鍵詞組：參數初值整定；自适應魯棒控制；并聯機構；氣缸

BORON: an ultra-lightweight and low power encryption design for pervasive computing

Gaurav Bansod, Narayan Pisharoty, Abhijit Patil

DOI: 10.1631/FITEE.1500415 Downloaded: 4017 Clicked: 6303 Cited: 0 Commented: 0(p.317-331) <Full Text>

Chinese summary <23> BORON：面向普适計算的超輕量低功耗加密設計

概要：我(wǒ)們提出一(yī)種超輕量，緊湊且低功耗的分(fēn)組密碼：BORON。BORON是一(yī)種替換、互換網絡，運行于64位純文本上，支持128位或80位密鑰長度。針對128位密鑰和80位密鑰，BORON的緊湊結構分(fēn)别需要1939個和1626個等效門（gate equivalents, GE）。BORON包含移位、循環移位和異或操作。其的獨特設計有助于在較少的回合内産生(shēng)大(dà)量的活動S-box，從而挫敗針對加密的線性或差分(fēn)攻擊。BORON在硬、軟件平台上均具有較好的性能。與輕量加密LED相比，BORON具有更低的功耗水平；與現有SP網絡加密相比，BORON具有更高的吞吐量。本文還展示了BORON的安全性分(fēn)析及其作爲超輕量緊湊型加密的性能。BORON可适用于将引腳面積和功率耗散作爲關鍵參數的應用。

關鍵詞組：輕量密碼；SP網絡；分(fēn)組密碼；物(wù)聯網；加密；嵌入式安全

Efficient vulnerability detection based on an optimized rule-checking static analysis technique

Deng Chen, Yan-duo Zhang, Wei Wei, Shi-xun Wang, Ru-bing Huang, Xiao-lin Li, Bin-bin Qu, Sheng Jiang

DOI: 10.1631/FITEE.1500379 Downloaded: 2349 Clicked: 5817 Cited: 0 Commented: 0(p.332-345) <Full Text> <PPT> 1674

Chinese summary <19> 基于改進規則檢查靜态分(fēn)析技術的高效脆弱性檢測方法

概要：靜态分(fēn)析是保障軟件開(kāi)發質量的一(yī)種重要方法。通過與軟件開(kāi)發過程集成并進行交互式應用可進一(yī)步提升靜态分(fēn)析工(gōng)具的作用優勢。然而，靜态分(fēn)析工(gōng)具的交互式應用具有高性能和快速響應等要求。爲此，本文以基于規則檢查技術的靜态分(fēn)析工(gōng)具作爲研究對象，提出一(yī)種改進的規則檢查算法，旨在提升靜态分(fēn)析工(gōng)具的性能。該方法首先采用一(yī)種領域描述語言構造脆弱性規則的特征對象表達式，然後基于特征對象表達式的運算結果，對脆弱性規則進行過濾。由于一(yī)個代碼文件通常隻包含與部分(fēn)脆弱性規則相關的錯誤，通過規則過濾可有效提高規則檢查算法的效率，進而提升靜态分(fēn)析的性能。爲了對方法可行性及有效性進行評估，方法實現過程被集成到開(kāi)源靜态分(fēn)析工(gōng)具PMD中(zhōng)并基于擴展後的PMD進行了實驗分(fēn)析。實驗結果表明提出的方法可在不損失靜态分(fēn)析檢測能力和精度的情況下(xià)獲得平均28.7%的性能提升。

關鍵詞組：基于規則的靜态分(fēn)析技術；軟件質量；軟件驗證；性能改進

A quality requirements model and verification approach for system of systems based on description logic

Qing-long Wang, Zhi-xue Wang, Ting-ting Zhang, Wei-xing Zhu

DOI: 10.1631/FITEE.1500309 Downloaded: 2534 Clicked: 6195 Cited: 0 Commented: 0(p.346-361) <Full Text> <PPT> 1692

Chinese summary <20> 一(yī)種基于描述邏輯的體(tǐ)系質量需求建模與驗證方法

概要：在體(tǐ)系頂層設計問題中(zhōng)，體(tǐ)系質量需求分(fēn)析的關鍵是體(tǐ)系需求的建模以及自動驗證，需要合适的建模方法來描述體(tǐ)系質量需求以及驗證質量需求是否滿足體(tǐ)系的能力需求。針對體(tǐ)系質量需求建模和驗證問題，本文提出一(yī)種基于描述邏輯的體(tǐ)系質量需求建模與驗證方法。首先，爲解決體(tǐ)系功能和非功能需求的描述問題，通過添加模糊構造子擴展統一(yī)建模語言（Unified Modeling Language, UML）中(zhōng)的類和關系并定義了基于元模型的領域特定建模語言以實現體(tǐ)系質量需求中(zhōng)模糊和不确定概念的建模。随後提出了基于雲模型的體(tǐ)系質量需求評估方法實現了對體(tǐ)系質量需求的評估。然後，提出了模型轉換算法将模糊UML構建的體(tǐ)系需求模型轉換爲描述邏輯本體(tǐ)模型，并通過使用描述邏輯本體(tǐ)推理工(gōng)具實現需求模型的自動化驗證。最後，通過一(yī)個案例驗證和演示了本文方法的正确性和可行性。

關鍵詞組：體(tǐ)系；雲模型；描述邏輯；需求驗證

Corpus-based research on English word recognition rates in primary school and word selection strategy

Wen-yan Xiao, Ming-wen Wang, Zhen Weng, Li-lin Zhang, Jia-li Zuo

DOI: 10.1631/FITEE.1601118 Downloaded: 2372 Clicked: 5567 Cited: 1 Commented: 0(p.362-372) <Full Text> <PPT> 1569

Chinese summary <28> 基于語料庫的小(xiǎo)學英語認識率及教材選詞策略研究

概要：詞彙是語言學習中(zhōng)的基礎任務之一(yī)，是語言學習者發展聽(tīng)、說、讀、寫語言技能的重要前提，在教材課文選擇中(zhōng)要覆蓋哪些詞彙，是教材編寫中(zhōng)的基本問題。針對這個問題，本文利用網絡爬蟲等技術構建英文網頁語料庫（English webpage corpus, EWC），并進行詞頻(pín)分(fēn)析；将EWC與英國國家語料庫（British National Corpus, BNC）進行詞頻(pín)對比分(fēn)析，發現詞頻(pín)分(fēn)布具有一(yī)定的時效性。通過我(wǒ)國目前小(xiǎo)學英語教材詞彙表與EWC，BNC，SUBTLEX-US，CBBC詞頻(pín)表的對比分(fēn)析，給出了小(xiǎo)學生(shēng)在一(yī)般閱讀時的英語詞彙認識率，分(fēn)析結果表明，小(xiǎo)學生(shēng)對一(yī)般語域和特定語域的詞彙認識率都相對較低。通過這些定量分(fēn)析，本文爲我(wǒ)國小(xiǎo)學英語教材編寫提出了一(yī)些詞彙選擇方面的策略。

關鍵詞組：語料庫；小(xiǎo)學英語；認識率；詞頻(pín)；覆蓋率

Adaptive green traffic signal controlling using vehicular communication

Erfan Shaghaghi, Mohammad Reza Jabbarpour, Rafidah Md Noor, Hwasoo Yeo, Jason J. Jung

DOI: 10.1631/FITEE.1500355 Downloaded: 3065 Clicked: 6990 Cited: 1 Commented: 0(p.373-393) <Full Text> <PPT> 1682

Chinese summary <21> 采用車(chē)載通信的自适應綠色交通信号控制

概要：爲了解決當今大(dà)都市生(shēng)活不可預測的交通擁堵問題，使用自适應交通信号控制的重要性無論怎樣強調都不爲過。作爲智能交通系統（intelligent transportation systems, ITSs）的一(yī)個組成部分(fēn)，一(yī)種能夠取代傳統儀器爲自适應交通信号控制系統（traffic signal controlling systems, TSCSs）提供信息來源的車(chē)載局域網（vehicular ad hoc network, VANET）技術最近引起了學術界高度關注。同時，基于ITSs的VANET方法也有一(yī)些弱點：（1）VANET的基礎數據類型與同步算法獲得的信号不兼容；（2）從網絡服務質量（quality of service,QoS）的角度看，車(chē)輛密度信息采集與傳輸過程的效率不高。爲減少上述問題，本文提出了一(yī)種方法，通過減少車(chē)輛在十字路口的等待時間，提高了自适應TSCS的工(gōng)作效率，從而進一(yī)步減少污染物(wù)排放(fàng)。爲實現上述目的，通信使用了車(chē)輛對車(chē)輛（vehicle-to-vehicle,V2V）和車(chē)輛對基礎設施（vehicle-to-infrastructure,V2I）的結合。V2V通信方案包含了集群車(chē)輛密度的計算程序，而V2I通信用于轉移計算密度信息和優化行動信息給路邊的交通控制器。流量評估所需的主要交通輸入數據爲交叉路口主要交通車(chē)輛隊列的長度。除了采用傳統Webster方法的簡單自适應TSCS以外(wài)，本文還将所提出的方法與目前流行的基于VANET相關的MC-DRIVE進行了比較。評價結果顯示了所提出的方法在流量和網絡QoS标準基礎上的優越性。

關鍵詞組：車(chē)載局域網；智能交通系統；集群；自适應交通信号控制；交通控制器；燃料消耗量

Dynamic stability enhancement of interconnected multi-source power systems using hierarchical ANFIS controller-TCSC based on multi-objective PSO

Ali Darvish Falehi, Ali Mosallanejad

DOI: 10.1631/FITEE.1500317 Downloaded: 2678 Clicked: 6993 Cited: 1 Commented: 0(p.394-409) <Full Text>

Chinese summary <21> 使用基于多目标粒子群算法多層自适應模糊推理系統晶閘管控制串聯電容器補償技術的互聯多源電力系統動态穩定性增強器

概要：在互聯有電力系統中(zhōng)，載荷條件變化引起的結線功率交流與頻(pín)率動态振蕩的抑制已成爲自動發電控制（automatic generation control, AGC）的重要職責。爲緩解因負載變化導緻的系統振蕩，柔性交流輸電系統（flexible AC transmission systems, FACTSs）可視爲一(yī)種實用有效的解決方案。本文采用了一(yī)種隸屬于FACTSs族的晶閘管可控串聯補償器（thyristor-controlled series compensator, TCSC），來增強互聯電力系統多源的整體(tǐ)動态性能。爲此，我(wǒ)們使用一(yī)種分(fēn)層自适應神經模糊推理系統控制器－晶閘管可控串聯補償器（hierarchical adaptive neuro-fuzzy inference system controller-TCSC, HANFISC-TCSC）在多區域互聯電力系統中(zhōng)解決了兩個重要的問題，即低頻(pín)振蕩和結線功率交換的偏差。爲實現這一(yī)目标，使用多目标優化技術有其必然性。由于多目标粒子群優化算法（Multi-objective particle swarm optimization,MOPSO）在解決非線性目标問題上具有較高性能，已被用于這一(yī)優化問題中(zhōng)。本文對所提出的HANFISC-TCSC效能進行了精确評估，并在兩個不同的互聯電力系統（即雙區域水柴油熱和三區域水熱發電系統）中(zhōng)，将其與傳統的MOPSO-TCSC算法進行了對比。兩個電力系統中(zhōng)仿真結果表明都可明确證實，與傳統MOPSO-TCSC算法相比，HANFISC-TCSC具有更高性能。

關鍵詞組：分(fēn)層自适應神經模糊推理系統控制器；晶閘管控制串聯電容器補償技術；自動發電控制（AGC）；多目标粒子群優化算法；電力系統動态穩定性；相互聯系的多源電力系統

A new variable-mode control strategy for LLC resonant converters operating in a wide input voltage range

Hui-pin Lin, Xiao-guang Jin, Liang Xie, Jin Hu, Zheng-yu Lu

DOI: 10.1631/FITEE.1600029 Downloaded: 2396 Clicked: 6206 Cited: 0 Commented: 0(p.410-422) <Full Text> <PPT> 1848

Chinese summary <21> 一(yī)種新穎的用于寬輸入電壓範圍的LLC諧振變換器的變模态控制策略

概要：本文提出了一(yī)種新穎的适用于LLC諧振變換器的混合模态控制策略，可以使得LLC諧振變換器輸入寬電壓範圍。這種控制策略結合了全橋LLC諧振變換器，半橋LLC諧振變換器，變頻(pín)控制和變脈寬控制的優點。在這種控制策略下(xià)，不同的輸入電壓決定了不同的電路工(gōng)作模态。當輸入電壓很低的時候，電路采用了全橋電路和變頻(pín)控制（FB_VF模态）。當輸入電壓升高到一(yī)定值，電路切換到全橋電路和移相控制（FB_PS模态）。當輸入電壓進一(yī)步上升時，電路切換到半橋電路和變頻(pín)控制（FB_VF模态）。這種電路模态的切換是由數字信号處理器（digital signal processor, DSP）來實現的，不需要外(wài)加輔助電路，隻需要修改一(yī)下(xià)軟件。從輕載到重載下(xià)，LLC諧振變換器的原邊MOSFET可以實現零電壓開(kāi)通（zero-voltage switching,ZVS），副邊二極管可以實現零電流關斷（zero-current switching, ZCS）。本文用一(yī)個額定功率300 W，輸出電壓450 V的LLC，輸入電壓20 V到120 V的諧振變換器的樣機驗證了這個優化的控制策略。實驗結果顯示，在這種控制策略下(xià)，變換器的最大(dà)工(gōng)作效率可以達到95.7%，并且輸入電壓範圍擴大(dà)了3倍。

關鍵詞組：串并聯諧振變換器；全橋；半橋；變頻(pín)；移相；寬範圍輸入電壓

A novel ternary half adder and multiplier based on carbon nanotube field effect transistors

Sepehr Tabrizchi, Nooshin Azimi, Keivan Navi

DOI: 10.1631/FITEE.1500366 Downloaded: 3377 Clicked: 6065 Cited: 0 Commented: 0(p.423-433) <Full Text> <PPT> 1808

Chinese summary <147> 基于碳納米管場效應管的新型三元半加器及乘法器

概要：多值邏輯（multiple-valued logic, MVL），例如三元邏輯，在近年來是大(dà)量研究項目的研究對象。MVL可以降低必要操作的數目、減小(xiǎo)芯片面積。碳納米管場效應管（CNTFETs）被認爲是矽晶體(tǐ)管可行的替代方案。将CNTFETs與MVL結合，可以得到更快、更靈活的獨特設計方案。本文利用微納技術和三元邏輯設計出了新型的半加器和乘法器。微納技術和三元邏輯的采納降低了元件功耗和面積，提升了元件運行速度。我(wǒ)們利用斯坦福CNTFET模型和HSPICE軟件對本文設計器件進行了仿真，并将仿真結果與相關研究結果進行了對比。

關鍵詞組：碳納米管場效應管設計；三元；半加器；乘法器；多值邏輯

Parameter estimation in exponential models by linear and nonlinear fitting methods

Ping Yang, Chao-peng Wu, Yi-lu Guo, Hong-bo Liu, Hui Huang, Hang-zhou Wang, Shu-yue Zhan, Bang-yi Tao, Quan-quan Mu, Qiang Wang, Hong Song

DOI: 10.1631/FITEE.1601683 Downloaded: 2292 Clicked: 5856 Cited: 0 Commented: 0(p.434-444) <Full Text> <PPT> 1965

Chinese summary <159> 采用線性和非線性拟合方法進行指數模型參數估計

概要：本文探讨了通過線性和非線性拟合方法估計指數模型中(zhōng)的未知(zhī)參數。基于多元函數極值定理及泰勒級數展開(kāi)，從理論上證明了：在實驗測量數據中(zhōng)包含噪聲的情況下(xià)，通過線性拟合方法所得到的參數估計值并不能保證指數模型的殘差平方和達到最小(xiǎo)。通過數值仿真對線性和非線性拟合方法的結果進行了對比，仿真結果顯示：線性方法隻能獲得未知(zhī)參數的次優估計，但非線性方法給出更準确的結果。利用水下(xià)圖像和成像距離(lí)數據對水體(tǐ)光譜衰減系數進行了估計，結果證實非線性拟合方法能夠對參數估計準确度有明顯的提升。

關鍵詞組：指數模型；參數估計；線性最小(xiǎo)二乘法；非線性拟合