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期刊信息/Journal information
山西大学学报（自然科学版）
山西大学
山西大学学报（自然科学版）

山西大学

杨斌盛

季刊

0253-2395

xbbjb@sxu.edu.cn

0351-7010455

030006

太原市坞城路92号

山西大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Shanxi University(Natural Science Edition)CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊反映校内外、数学与计算机科学、物理学、化学、生命与环境科学等自然科学领域的基础研究和应用研究的最新研究成果，报道成果形式主要有研究论文，研究综述和研究简报。读者对象，广大自然科学技术领域的研究人员。
正式出版
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    基于小波降噪和时序数据图像化的表面肌电信号识别

    菅小艳韩素青杨红菊
    103-111页
    查看更多>>摘要：表面肌电信号(sEMG)是人体肌肉收缩时发出的信号,能很好地反映人体肌肉功能,因此被广泛应用在临床、假肢控制、康复评估等领域.由于受采集器、佩戴位置和环境等因素的影响,电脑接收的信号包含随机噪声,严重影响信号的分析和研究.因此,本文提出了一种基于新的小波阙值降噪和时序数据图像化的表面肌电信号识别方法.首先,本文采集五种基本上肢运动的sEMG,并采用小波分解对其降噪.提出了一种新的阈值函数以弥补传统小波分解任务中软阈值函数的失真现象和硬阈值函数会产生振荡的缺陷,并在理论上证明了该函数在阈值处的连续性和与原小波系数的无偏差性.然后,受计算机视觉中卷积神经网络成功应用的启发,本文利用短时傅里叶变换将时序数据转换成图像数据.随后,在原始数据集和不同阈值函数降噪后的数据集上的实验表明,本文方法降噪后的数据集上分类性能更优;在降噪后的数据集上,使用二维卷积神经网络(Two Dimensional Convolutional Neural Networks,2DCNN)模型在四个动作的数据上准确率最高、一个次高.说明本文方法可以有效提高sEMG的识别率,具有较好泛化能力.

    表面肌电信号小波降噪时序数据图像数据短时傅里叶变换

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    时间约束下最优时变后向超路近似算法设计

    邢治乐张淑蓉
    112-121页
    查看更多>>摘要：时变最短路径设计是网络优化的一类重要问题.特别是针对结构复杂的网络,通常采用时变超图作为网络拓扑结构,所以在时变超图中研究路径优化问题受到广泛关注.时变后向超图(TVBH)是一类特殊的时变超图.文章主要是研究了在TVBH中构建满足时间约束的给定源点与所有网络节点间的最优时变后向超路(TV-B超路)问题.由于该类问题是NP(Non-deterministic Polynomial)完全的,文章利用时间离散的方法设计了伪多项式时间算法,并进一步提出了有效近似算法得到了(1+ε)近似解.最后通过实例仿真表明了利用近似算法能够显著降低运算复杂性.

    时变后向超图时间约束下的最优超路近似算法伪多项式时间算法时间离散

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    具有Markov切换的随机基因表达调控模型

    闫博伦唐若诗邱志鹏
    122-133页
    查看更多>>摘要：建立了一类具有白噪音和Markov切换共同驱动的基因协作表达模型.首先通过随机比较原理构建了模型的随机吸引集,结论表明环境噪音影响下系统的解最终一致有界.其后通过构造合适的Lyapunov函数证明了所研究模型拥有唯一遍历的平稳分布,且系统的解是遍历的.最后,进行了一些数值模拟来佐证所得结果,并在数值上发现所研究模型存在双稳态现象,这对细胞分化等生物学领域的研究有重要意义.

    布朗运动保序系统Markov链随机吸引集平稳分布

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    特征标的正规原核与次正规原核

    王蕾
    134-139页
    查看更多>>摘要：对于一个给定的不可约复特征标,一般而言它的正规原核和次正规原核是不相同的,研究它们何时重合是一个很基本的问题.2001年,Isaacs 和 Navarro 利用 Hall 子群的拟本原特征标构造了一类不可约复特征标.本文将证明这类特征标的正规原核和次正规原核是相同的,从而加强了 Isaacs 和 Navarro 的结论,并给出了若干应用.

    π-可分群正规原核次正规原核Bπ-特征标Nπ-特征标

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    具时滞和收获项的捕食-食饵系统Hopf分支分析

    吕堂红王菲周林华
    140-154页
    查看更多>>摘要：针对一类具有Leslie-Gower功能反应函数的捕食-食饵系统,以时滞τ1、τ2为分支参数,利用比较定理,分析系统边界平衡点的全局稳定性,并利用规范型理论以及对特征根实部正负的判断,剖析系统正平衡点的局部稳定性以及正平衡点处发生Hopf分支的条件和分支方向.最后根据全局分支理论,将局部Hopf分支的稳定性结论延拓至全局,并经数值模拟证实结果.

    时滞Leslie-Gower捕食-食饵系统Hopf分支稳定性周期解

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    一种可解释的相对贫困识别与预警模型

    史颖丁天琪祁晓博亓慧...
    155-165页
    查看更多>>摘要：构建相对贫困人口识别体系和监测预警机制,增强监测预警机制的针对性和有效性,是相对贫困长效治理的必要条件.由于相对贫困识别的理论和算法研究相对较少,本文提出了一种可解释的相对贫困识别与预警模型,即IEWRP模型.该模型以2018-2020年中国家庭追踪调查问卷(CFPS2018)数据为研究对象,运用方差分析技术对原始数据集进行特征选择.然后通过Gradient Boosting构建IEWRP模型,并与决策树(Classification and Regres-sion Tree,CART)、XGBoost、LightGBM等机器学习算法进行实验对比.最后,结合SHapley Additive exPlanation模型对影响相对贫困识别的相关特征的必要性和重要度进行了可解释性分析,识别出影响相对贫困识别的主要特征.实验结果显示,IEWRP模型的预测准确率、精确率、召回率、F1值、AUC(Area Under Curve)值分别为89.4%、90.6%、95.3%、92.9%、0.95,在准确率、精确率、F1值、AUC值四个方面分别提升了0.15%、0.28%、0.09%、0.23%.

    GradientBoosting模型SHAP模型相对贫困预测特征分析

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    利用试探粒子检验极端Dilaton黑洞下的弱宇宙监督假设

    唐浩
    166-170页
    查看更多>>摘要：Penrose提出的弱宇宙监督假设仍未被完全证明.本文采用了Wald提出的假想实验对极端Dilaton黑洞进行了检验.当黑洞吸收了具有特定质量和电荷量的试探粒子后有可能导致视界被破坏并出现裸奇点,因而此类粒子的存在与否可用于检验弱宇宙监督假设.计算结果表明,对于极端Dilaton黑洞不存在合适的试探粒子,从而支持了弱宇宙监督假设.

    事件视界弱宇宙监督假设奇点黑洞

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    铁磁共振下均匀磁化强度的惯性动力学

    屈川南雪萌李再东
    171-178页
    查看更多>>摘要：本文通过惯性Landau-Lifshitz-Gilbert方程研究了铁磁体中的磁化强度动力学.在相同的初值条件,通过施加两种不同的电流,对该方程进行了理论分析和数值模拟.结果表明:当给定两种不同电流时,极角、极角速度、方向角和方向角速度振动的总体趋势都随着时间逐渐趋于平稳,并没有因外加电流不同而受到影响.此外,施加沿z轴方向的电流时,发现在长时间尺度上由惯性项所引起的各个磁化分量的进动振荡几乎是一条直线.最后,使用外加正弦含时电流,发现除正常的进动共振峰外,还存在惯性效应导致的章动共振峰.

    磁化强度动力学惯性Landau-Lifshitz-Gilbert方程章动

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    高能重离子碰撞中带电粒子分布性质的研究

    王佳琪李保春
    179-186页
    查看更多>>摘要：本文使用修正后的参与者夸克模型研究了高能重离子碰撞中带电粒子的分布,分析了其中所反映的系统性质.基于多个碰撞能量的 Au + Au、Cu + Cu、Pb + Pb以及Xe + Xe碰撞的比对分析,修正模型能够有效地构建出实验中不同碰撞中心度的带电粒子横动量谱的标度特征,计算出了系统的温度T,幂指数n和修正参数a0.研究发现:在多数情况下,中心碰撞的n比边缘碰撞得更大,a0不为1且在不同碰撞中心度下无明显变化.研究还表明:温度与碰撞中心度正相关,碰撞系统的非平衡度随着碰撞能量的增大而升高.这些性质对于理解高能核碰撞过程和其中的带电粒子生成具有重要的参考价值.

    高能重离子碰撞粒子分布性质参与者夸克模型碰撞过程

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    栅场板对AlGaN/GaN HEMT击穿特性的调控

    王进军徐晨昱杨嘉伦刘宇...
    187-193页
    查看更多>>摘要：栅场板对提升AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)击穿电压的物理机理以及相关理论问题缺乏深入的研究.本文通过在传统的AlGaN/GaN HEMT结构中引入栅场板来调控器件内部的电场分布以提高器件的击穿电压,并基于Silvaco TCAD软件对器件进行了建模.通过模拟计算研究了栅场板长度、厚度以及绝缘介质材料对器件沟道电场分布及击穿电压调制作用.结果表明:沟道电场峰值随栅场板长度增加而降低,但是当栅场板长度增加到某一数值继续增长的时候,反而会引起沟道电场峰值降低;栅场板厚度对沟道电场的分布几乎没有影响;栅场板下绝缘介质介电系数越大,沟道峰值电场强度越小;栅场板长度为2.00 µm时,器件击穿电压高达800 V.

    AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管击穿特性峰值电场栅场板

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