控制科学前沿讲座

控制科学前沿讲座（共8篇）

篇1：控制科学前沿讲座

控制科学前沿讲座心得

自控0805 李昌辉

学号200841172

本学期学院为我们开设了科技前沿讲座，主讲老师也是大家莫名已久的四位老师，总的来说，通过对这门课或者说是讲座的学习，我对自动化这对个专业的一些问题有了更深的了解，相信在毕业后对专业的后续学习有了自己的方向和目标。

这四年，我们的专业学习始终围绕着一个词，那就是“控制”，根据课程不同，控制的具体表现也略有不同，但所表达的意义都是相同的。听过这个讲座，使我不禁想到要去给这个专业定一个性质。为此我专门查阅了一些资料，再根据自己的学习体会加以了一定的概括：控制科学与工程是一个覆盖面宽、层次跨度大的一门学科，它由控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、系统工程制导导航与控制、检测技术与自动化装置五个二级学科组成。特别的是，王友清老师研究的有关生命控制科学，更使我们的眼界扩大。我们知道，我们所学习的课程都属于哲学这个大范畴，它具有指导人们认识自然，改造自然的普遍意义。这个意义在哲学上叫做规律，具体到个体学科我们可以叫它原理。在这个意义上，控制科学是以控制论、信息论、系统论为其方法基础的。以上阐述的内容可能大家认为比较简单肤浅，或者说早就知道的，但是通过听取科技前沿讲座，使我更加清楚明了，发自内心的理解了掌握了其含义。这里要特别感谢靳其兵老师，靳老师课上的思考问题为我指出了这点上的不足。

上面说了自动控制也属于哲学，那么它也要作为原理为我们指导实践形成方法论。由于控制工程是控制论一般原理在工程系统中的具体体现，所谓事实其实，我们就必须从工程系统的角度进行技术的集成，这也必然涉及到各行各业的技术和工业背景。想到此处，我忽然了解，控制工程从来就不是控制科学的专利，它也应该且必须在与各种工程领域的结合和各种相关技术的集成中得到发展。这点是我学习此讲座最大的收获。

列宁在补充马克思哲学时，指出：“实践永远比认识更重要”，但我们在学习的过程中两手都要抓，要“软硬兼施”。控制科学作为一门通用的学科，四位老师林林总总，由浅入深的为我们开拓思维，放宽视野。这门学科包含的内容软硬俱全，软可以软到控制数学，在抽象层面上以逻辑研究一般规律，这就令我想到了当时学习时使我印象至深的能控性、能观性、稳定性等等。硬可以硬到完全与硬件打交道，用元器件、集成电路搭建控制器，与传感器和执行机构组合成一个实实在在的控制系统。

我们学院是信息学院，专业又是自动化，这就不禁令我想到“自动化”和“信息化”这两个概念。唯物哲学观喜欢用联系与矛盾的观点看问题，也就是说两者既有联系，也有区别与特点。它们的联系是：研究工作的时代相同，理论基础相似，基本工具也相同，领域相互交融。二者的区别是：首先，研究对象明显不同。其次，我查阅了不少的资料，据我个人认为两者的科学界的出发点不同，角度不同。

以上内容就是此门课程给我的主要心得，当然还有很多其他收获，在此就不足为道了。最后再谢谢四位老师的精彩讲座。希望今后能有机会与您有更深方面的接触与学习。

篇2：控制科学前沿讲座

由于时间限制和我们有限的知识水平，老师们都从大处着眼，为我们大概介绍了他们的研究方向和内容，同时还简单向我们介绍这些研究将来的实际意义，以及和我们模具锻压专业的联系。总体来说，也许理论上逻辑上的很专业的知识，我们没有学到多少，但老师们利用不到两个小时的时间，就基本上将一个新的领域在我们的脑海中勾勒了出来，使我们这些只知在学校死啃书本的同学也有机会现实了一回，真正了解到与百姓的生活有直接联系的科学研究。

各位老师不仅在学术领域给我们打开了新的窗户，使我们眼前一亮，也为我们介绍他们在工作学习中切身的体会及经验，提前向我们预警就业道路及工作生涯可能遇到的问题。 还记得当时有个老师在讲课前放了一段用纯英文介绍的视频，我记得当时老师说那个视频是他在欧美开一个会议时的开场视频，我很有感触，不仅是对专业上的，还有对英语上的，那个视频里的英语我大部分听不懂，原来自己的英语水平这么的有限，中国在走向世界，专业上已有相当的技术，语言上岂能落下?

赵长财老师，系燕山大学机械工程学院教授、博士生导师，现任燕山大学产业集团副董事长、中国机械工程学会高级会员...职务。同时兼任沈阳重型机器集团公司、天津天锻压力机有限公司...多家企业特聘技术顾问。曾获得了秦皇岛市“三育人”先进个人、秦皇岛市“人民满意公仆”...荣誉称号。拥有这么多成就的他给我们讲授课程，坐在下面听课的我感到很自豪，很自豪。在这次课上他简单介绍了金属管材成形新工艺及理论，管、板类零件内高压成形新工艺及其理论研究，液压机现代设计理论研究中一些前沿上的东西，由于世界能源的紧张和环保问题的日趋严重,汽车工业面临着严峻的挑战:一方面是提高燃气的热效率,减少废气排放;另一方面是减轻汽车自身重量,提高行驶速度,降低能耗。这两方面要求促使人们不得不改进传统工艺,创造出适应新经济时代要求的新工艺。在汽车工业中管材液压成形作为一个非常重要的成形技术已得到了广泛应用,主要用于生产汽车动力系统、排气系统、汽车底盘以及一些结构件。汽车用排气管件大多为形状比较复杂、轴线有很大变化的零件。传统成形工艺除铸造成形外,主要采用冲压两个半壳而后组焊成形,或采用管坯进行数控弯曲、扩管、缩管加工而后组焊成形。这样制造的零件模具费用高、生产周期长、成本高,不适应当前汽车行业在减轻自重、降低成本、提高市场竞争力等方面的要求。而采用内高压技术制造排气管件可以较精确地控制零件的尺寸精度,便于在后续工序中与其他零件进行装配,且能够进一步减轻系统重量,减少焊缝数量,内表面光滑,排气阻力小,使成形后的产品质量和寿命得到进一步提高。听不太懂，但乐于听他为我们讲解那些专业在实际中的应用，喜于他与他的团队那些成就(他领导了燕山大学GM科研团队)。

郭宝峰老师20 年起任燕山大学科技处处长;20 年1月起担任燕山大学科学技术研究院院长。在讲授过程中提到了团队的力量，他始终认为，不论是完成的科研成果还是在研的科研项目，不论是获得的奖励还是发表的论文，都是团队奋斗的结晶，而他个人只不过在其中做了应做的那一部分本职工作而已。他还鼓励我们工科学生要有意识地提高自己的人文素养。“人是应当全面发展的”，他说。 很喜欢他的课，不仅因为他在材料加工工程和精密成形技术 领域有这么多成就，还因为他的那些人生的态度。

金淼教授，“金老师为人随和，上课认真，讲课内容丰富，能够调动同学的学习积极性，会在课堂上讲一些工厂的实际例子来帮助我们理解书本内容，注意理论联系实际。对于学生们提出的问题，能够做到讲解耐心细致，是一个很有魅力的好老师!”的确，听他的一节课，我确实感到了这一点，在他的课件中讲授了方形拉深筋力特性的数值模拟研究的一些专业知识以及应用，板料在拉深筋中的变形是一相当复杂的过程，他以弹塑性有限元数值模拟为手段，系统地研究了板料在通过方形拉深筋时的变形特点和受力状态，并对方形拉深筋力能参数的构成特点及变化规律进行了深入分析。拉深筋是以汽车覆盖件为代表的复杂及难成形零件拉深模具的重要组成部分之一，是拉深工艺的重要控制手段。拉深筋在冲压生产中的应用虽已有很长的历史，但有关拉深筋的研究工作却不多见，严重地制约了拉深筋的设计和调整工作。目前，拉深筋的设计与调整还主要依赖于设计人员和调整工人的经验，老师以方形拉深筋为对象利用数值模拟的手段对板料通过方拉深筋进行详细研究，获得板料在方形拉深筋中的变形及受力特点，方形拉深筋力能参数的构成及变化规律等大量信息，为拉深筋的设计和调整提供理论依据。听不懂一些东西，但是很喜欢他的PPT上举的那些应用的例子。 高士友教授， 在研材料先进制备、成形与加工的科学基础，高性能金属材料激光制备与成形关键科学问题 等这些专业的东西。我真的听得有点晕头转向了，老师介绍了很多专业问题的求解，说实在的，没怎么听懂，但老师大概要表达的意思，我觉得还是领会了一些。有一点可以肯定——高士友老师绝对是专家。

官英平教授，在研镁合金板料拉深成形过程控制技术的研究，镁合金非轴对称零件温热拉深成形过程控制技术的研究，这些东西对我而言很难懂，却让我看到一种对专业追求的那种精神。

学科前沿讲座课程已经结束了，通过几次的讲座学习，我在其中收获了很多，不但了解到很多关于材料成型技术在现代社会的众多应用，还了解到许多成型技术的前沿领域，这为我们以后的就业和发展奠定了基础，最起码对未来有了初步的认识，不再有那么多迷茫。众多知名教授或院士为我们讲解了很多前沿领域的技术应用，尤其是其中一们老师还是秦皇凫燕大方华机械科技有限公司的老总，主要产品是汽车专用工装及精密模具的设计与制造，他为我们略微讲了他们创业时的艰辛，为了保证轿车精密塑料件的性能、质量与可靠性，注射成型出质量较高、符合产品设计要求的塑料制品，必须对塑料材料、注塑设备与模具及注塑工艺不断进行改进。模具设计得合理与否会直接影响塑料制品的收缩率，由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收缩率求得的，而收缩率则是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值，它不仅与模具的浇口形式、浇口位置与分布有关，而且与工程塑料的结晶取向性(各向异性)、塑料制品的形状、尺寸、到浇口的距离及位置有关。影响塑料收缩率的主要有热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩与弹性回复等因素，而这些影响因素与精密注塑制品的成型条件或操作条件有关。因此，在设计模具时必须考虑这些影响因素与注塑条件的关系及其表观因素，如注塑压力与模腔压力及充模速度、注射熔体温度与模具温度、模具结构及浇口形式与分布，以及浇口截面积、制品壁厚、塑料材料中增强填料的含量、塑料材料的结晶度与取向性等因素的影响。上述因素的影响也因塑料材料不同、其它成型条件如温度、湿度、继续结晶化、成型后的内应力、注塑机的变化而不同。因此种.种，他们的探索路是艰辛的。他还为我们带来了他们做的产品，车门玻璃导轨，那是知识的产品，高端科技的产品，虽然那个东西看起来没什么特殊的，但在老师的讲解中它便深深吸引了我，就这样一种高端产品，产生的效益却是可观的，而且还走向了世界。这是科学的力量。虽然我的知识水平达不到研究高端产品的层次，我却被这种精神感染，为我们的老师能有这样的成就自豪。

知识的海洋是无穷无尽的，老师们在其中游得很尽兴。也许将来我们也可以不要那么浮夸，

篇3：控制科学前沿讲座

1. 纳米技术正迅速改变物质产品生产方式

近年来, 纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。令人欣喜的是, 我国在纳米研究和开发上与发达国家基本处在同一起跑线上。中国科学院北京真空物理实验室已能自如地操纵原子, 成功地排列“中国”二字和中国地图。触角敏锐的香港安信纳米科技控股先人一步, 致力于投资研发纳米技术应用于生物医药工程, 其研究的纳米速效抗菌颗粒, 已通过香港大学、中国科学院、中国医学科学院、北京大学等权威机构的验证。这种纳米抗菌材料的诞生, 开创了纳米技术在生物医药领域实现产业化的先河。

2. 纳米技术的研究范畴

“纳米”在物理学中是长度单位, 1纳米=10-9米。如果做个比较, 一纳米只有3个原子那么长。所谓纳米材料, 是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度 (1～100 nm) 调制的各种固体超细材料, 它包括零维的原子团簇 (几十个原子的聚集体) 和纳米微粒;一维调制的纳米多层膜;二维调制的纳米微粒膜 (涂层) ;以及三维调制的纳米相材料。纳米材料包括纳米微粒与纳米固体:纳米微粒通常>1 nm, 需用电子显微镜才能看到;纳米固体系纳米结构材料。尺寸为1～100 nm的纳米微粒凝聚而成的块体、薄膜、多层膜和纤维, 又分为晶态、准晶态和非晶态三类。

纳米技术是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工业化, 以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性的技术体系。从1982年扫描隧道显微镜发明至今, 纳米材料与纳米科技问世已有20多年的历史, 大致完成了材料创新、性能开发阶段, 现在正步入完善工艺和全面应用阶段。纳米科技以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界, 它是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术, 是现代科学 (混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学) 和现代技术 (计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术) 结合的产物, 纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术。

篇4：控制科学前沿讲座

这场讲座不仅吸引了大批中国传媒大学的师生，许多外校的同学也慕名而来，现场座无虚席，甚至有许多同学站着听完了讲座。苑利博士的讲座信息量大，深入浅出，幽默诙谐中却处处充满了对非物质文化遗产的深刻剖析与精辟理解，在座的听众无不拍案叫绝，现场气氛十分热烈。这让原本定为三个小时的讲座不得不延长了一个小时。

讲座分为讲解和现场提问两个环节。讲座过程中苑利博士向我们讲述了中国非物质文化遗产的现状及保护，让听众了解了那些不为人知的文化现象背后的奥秘，而苑利博士走遍全国对非物质文化遗产的实地探访也让听众们感受到了中国非物质文化遗产的浓郁地域色彩与独特魅力，苑利博士还举了大量鲜活有趣的例子：钻木取火的正确方式是什么？哈尼族的蘑菇房长什么样？“入窑一色，出窑万彩”的钧窑为何如此金贵…一妙语连连风趣幽默的讲解使活动现场气氛十分活跃。

三小时的讲解环节结束后，苑利博士也与在场学生进行了互动，同学们踊跃提问，表达了对非物质文化遗产的独特见解，苑利博士精辟的解答也使大家意识到作为新的一代肩上所应承担的文化传承责任。

篇5：控制科学前沿讲座

班级：自动化0803

这学期学院为我们开设了控制科学与工程学科的讲座，通过对这门课的学习，使我对自动化这个专业的一些问题有了更深的了解，让我对专业的学习有了明确的方向和目标。

控制科学与工程学科的性质

控制科学与工程是一个覆盖面宽、层次跨度大的一级学科，它由控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、系统工程、制导·导航与控制、检测技术与自动化装置五个二级学科组成。控制科学是以控制论、信息论、系统论为其方法论基础的，因此它首先是一门科学，它研究的是人们实现有目的行为的一般原理和方法，在这个意义上，控制科学对于人们认识自然、改造自然具有普遍的意义，控制科学的精髓是它的概念和方法，特别是作为其核心的模型、控制、反馈、优化等概念和方法。

控制工程是控制论一般原理在工程系统中的具体体现，因此必须从工程系统的角度进行技术的集成，必然涉及到各行各业的技术和工艺背景。因此，控制工程从来就不是控制学科的专利，它应该也必须在与各工程领域的结合和各种相关技术的集成中得到发展。

控制科学与工程作为一门通用的技术学科，这一学科包含的内容软硬俱全，软可以软到控制数学，在抽象层面上以数学和逻辑为工具研究控制系统的一般规律，如能控性、能观性、最优性、稳定性、离散系统状态变迁等，硬可以硬到完全与硬件打交道，用元器件、集成电路搭建控制器，与传感器和执行机构组合成一个实实在在的控制系统。

自动化和信息化的关系及其对推动工业化的作用

自动化，顾名思义是指实现过程或系统的自动运行，但它比用机械取代人的肢体劳动即机械化有着更深更广的含义，其核心就是用控制论、系统论和信息论的思想去实现有目的的行为的过程。

“信息化”的提出在60年代，它是培养、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力，并使之造福于社会的历史过程。信息资源是信息化的基础．开发利用信息资源是信息化的核心。

“自动化”与“信息化”并不是同一回事，但是，两者既有联系，也有区别与特点。“自动化”与“信息化”两者的联系是：研究工作的时代相同，研究工作的理论基础相似，研究工作的基本工具相同，研究问题的领域交融。两者的区别是：首先，研究的对象明显不同。其次，研究“自动化”与“信息化”两者的科学技术界的出发点不同，角度不同。再次，内涵与特点不同。

“自动化”与“信息化”双方既互为依托，同时也相互促进。在信息时代里，自动化就成了在机械化时代自动化的基础上的信息时代的自动化。在计算机用于自动化之前，自动化的功能目标是以省力为目的，代替人的体力劳动。随着计算机和信息技术的发展，计算机和信息技术作为自动化技术的重要手段，自动化的视野大大扩展，自动化的功能目标不再仅仅是代替人的体力，而且可以代替人的部分脑力劳动。目前，国际上很多著名的工业自动化企业（厂商）纷至沓来，将他们信息技术用于企业产品设计、制造、管理和销售的全过程，以提高企业在“全球化”的形势之下的市场应变能力和竞争能力。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。因此，从提高企业自动化系

统工作层次的角度看，信息化的确是促进了自动化的提高，而且可以说，信息化是更高层次的自动化。

篇6：学科前沿讲座

专业班级： 光信13-3_

姓 名： 朱家兴_

学 号： _10134425__

任课教师： 张国营

2016年 11月 11 日

量子计算与量子计算机

【摘要】量子计算的强大运算能力使得量子计算机具有广阔的应用前景。该文简要介绍了量子计算的发展现状和基本原理，列举了典型的量子算法，阐明了量子计算机的优越性，最后预测了量子计算及量子计算机的应用方向。

【关键词】量子计算；量子计算机；量子算法；量子信息处理 1.引言

在人类刚刚跨入21世纪的时刻！科技的重大突破之一就是量子计算机的诞生。德国科学家已在实验室研制成功5个量子位的量子计算机，而美国LosAlamos国家实验室正在进行7个量子位的量子计算机的试验【1】。它预示着人类的信息处理技术将会再一次发生巨大的飞跃，而研究面向量子计算机以量子计算为基础的量子信息处理技术已成为一项十分紧迫的任务。2.子计算的物理背景

任何计算装置都是一个物理系统。量子计算机足根据物理系统的量子力学性质和规律执行计算任务的装置【2】。量子计算足以量子计算目L为背景的计算。是在量了力。4个公设（postulate）下做出的代数抽象。Feylllilitn认为，量子足一种既不具有经典耗子性，亦不具有经典渡动性的物理客体（例如光子）。亦有人将量子解释为一种量，它反映了一些物理量（如轨道能级）的取值的离散性。其离散值之问的差值（未必为定值）定义为量子。按照量子力学原理，某些粒子存在若干离散的能量分布。称为能级。而某个物理客体（如电子）在另一个客体（姻原子棱）的离散能级之间跃迁（transition。粒子在不同能量级分布中的能级转移过程）时将会吸收或发出另一种物理客体（如光子），该物理客体所携带的能量的值恰好是发生跃迁的两个能级的差值。这使得物理“客体”和物理“量”之问产生了一个相互沟通和转化的桥梁；爱因斯坦的质能转换关系也提示了物质和能量在一定条件下是可以相互转化的因此。量子的这两种定义方式是对市统并可以相互转化的。量子的某些独特的性质为量了计算的优越性提供了基础。3.量子计算机的特征

量子计算机，首先是能实现量子计算的机器，是以原子量子态为记忆单元、开关电路和信息储存形式，以量子动力学演化为信息传递与加工基础的量子通讯与量子计算，是指组成计算机硬件的各种元件达到原子级尺寸，其体积不到现在同类元件的1%。量子计算机是一物理系统，它能存储和处理关于量子力学变量的信息【3】。量子计算机遵从的基本原理是量子力学原理：量子力学变量的分立特性、态迭加原理和量子相干性。信息的量子就是量子位，一位信息不是0就是1，量子力学变量的分立特性使它们可以记录信息：即能存储、写入、读出信息，信息的一个量子位是一个二能级（或二态）系统，所以一个量子位可用一自旋为1/2的粒子来表示，即粒子的自旋向上表示1，自旋向下表示0；或者用一光子的两个极化方向来表示0和1；或用一原子的基态代表0第一激发态代表1。就是说在量子计算机中，量子信息是存储在单个的自旋’、光子或原子上的。对光子来说，可以利用Kerr非线性作用来转动一光束使之线性极化，以获取写入、读出；对自旋来说，则是把电子（或核）置于磁场中，通过磁共振技术来获取量子信息的读出、写入；而写入和读出一个原子存储的信息位则是用一激光脉冲照射此原子来完成的。量子计算机使用两个量子寄存器，第一个为输入寄存器，第二个为输出寄存器。函数的演化由幺正演化算符通过量子逻辑门的操作来实现。单量子位算符实现一个量子位的翻转。两量子位算符，其中一个是控制位，它确定在什么情况下目标位才发生改变；另一个是目标位，它确定目标位如何改变；翻转或相位移动。还有多位量子逻辑门，种类很多。要说清楚量子计算，首先看经典计算。经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行交换的机器，其算法由计算机的内部逻辑电路来实现【4】。经典计算机具有如下特点：

a其输入态和输出态都是经典信号，用量子力学的语言来描述，也即是：其输入态和输出态都是某一力学量的本征态。如输入二进制序列0110110，用量子记号，即10110110>。所有的输入态均相互正交。对经典计算机不可能输入如下叠加Cl10110110>+C2I1001001>。

b经典计算机内部的每一步变换都将正交态演化为正交态，而一般的量子变换没有这个性质，因此，经典计算机中的变换（或计算）只对应一类特殊集。

相应于经典计算机的以上两个限制，量子计算机分别作了推广。量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述，如二能级系统（称为量子比特），量子计算机的变换（即量子计算）包括所有可能的幺正变换。因此量子计算机的特点为：

c量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态，其相互之间通常不正交；

d量子计算机中的变换为所有可能的幺正变换。得出输出态之后，量子计算机对输出态进行一定的测量，给出计算结果。由此可见，量子计算对经典计算作了极大的扩充，经典计算是一类特殊的量子计算。量子计算最本质的特征为量子叠加性和相干性。量子计算机对每一个叠加分量实现的变换相当于一种经典计算，所有这些经典计算同时完成，并按一定的概率振幅叠加起来，给出量子计算的输出结果。这种计算称为量子并行计算，量子并行处理大大提高了量子计算机的效率，使得其可以完成经典计算机无法完成的工作，这是量子计算机的优越性之一。

4.量子智能计算

自Shor算法和Grover算法提出后，越来越多的研究员投身于量子计算方法的计算处理方面，同时智能计算向来是算法研究的热门领域，研究表明，二者的结合可以取得很大的突破，即利用量子并行计算可以很好的弥补智能算法中的某些不足【5】。

目前已有的量子智能计算研究主要包括：量子人工神经网络，量子进化算法，量子退火算法和量子免疫算法等。其中，量子神经网络算法和量子进化算法已经成为目前学术研究领域的热点，并且取得了相当不错的成绩，下面将以量子进化算法为例。

量子进化算法是进化算法与量子计算的理论结合的产物，该算法利用量子比特的叠加性和相干性，用量子比特标记染色体，使得一个染色体可以携带大数量的信息。同时通过量子门的旋转角度表示染色体的更新操作，提高计算的全局搜索能力。

目前量子进化算法已经应用于许多领域，例如：工程问题、信息系统、神经网络优化等。同时，伴随着量子算法的理论和应用的进一步发展，量子进化算法等量子智能算法有着更大的发展前景和空间。

5.量子计算的应用

1.量子叠加态的计算魅力。在经典物理学中，物质在确定的时刻仅有确定的一个状态。量子力学则不同，物质会同时处于不同的量子态上。因为处于叠加态，这就意味着，量子计算一次运算就可以处理210=1024个数（从0到1023被同时处理一遍）【6】。以此类推，量子计算的速度与量子比特数是2的指数增长关系。一个64位的量子计算机一次运算就可以同时处理264=***709551616个数。如果单次运算速度达到目前民用电脑CPU的级别（1GHz），那么这个64位量子计算机的数据处理速度将是世界上最快的“天河二号”超级计算机（每秒33.86千万亿次）的545万亿倍。

量子力学叠加态赋予了量子计算机真正意义上的“并行计算”，而不像经典计算机一样只能并列更多的CPU来并行。因此在大数据处理技术需求强烈的今天，量子计算机越来越获得互联网巨头们的重视。

2.肖尔算法――RSA加密技术的终结者。1985年，牛津大学的物理学家戴维・德意志提出了量子图灵机模型的概念。随后贝尔实验室的彼得・肖尔于1995年提出了量子计算的第一个解决具体问题的思路，即肖尔因子分解算法。

我们今天在互联网上输入的各种密码，都会用到RSA算法加密。这种技术用一个很大的数的两个质数因子生成密钥，给密码加密，从而安全地传输密码。由于这个数很大，用目前经典计算机的速度算出它的质数因子几乎是不可能的任务。但利用量子计算的并行性，肖尔算法可以在很短的时间内通过遍历算法来获得质数因子，从而破解掉密钥，使RSA加密技术不堪一击。

量子计算机会终结任何依靠计算复杂度的加密技术，但这不意味着从此我们会失去信息安全的保护。量子计算的孪生兄弟――量子通信，会从根本上解决信息传输的安全隐患。

6.量子计算机的应用前景

目前经典的计算机可以进行复杂计算，解决很多难题。但依然存在一些难解问题，它们的计算需要耗费大量的时间和资源，以致在宇宙时间内无法完成【7】。量子计算研究的一个重要方向就是致力于这类问题的量子算法研究。量子计算机首先可用于因子分解。因子分解对于经典计算机而言是难解问题，以至于它成为共钥加密算法的理论基础。按照Shor的量子算法，量子计算机能够以多项式时间完成大数质因子的分解。量子计算机还可用于数据库的搜索。1996年，Grover发现了未加整理数据库搜索的Grover迭代量子算法。使用这种算法，在量子计算机上可以实现对未加整理数据库Ⅳ的平方根量级加速搜索，而且用这种加速搜索有可能解决经典上所谓的NP问题。量子计算机另一个重要的应用是计算机视觉，计算机视觉是一种通过二维图像理解三维世界的结构和特性的人工智能。计算机视觉的一个重要领域是图像处理和模式识别。由于图像包含的数据量很大，以致不得不对图像数据进行压缩。这种压缩必然会损失一部分原始信息 参考文献

1.王书浩，龙桂鲁.大数据与量子计算

2.张毅，卢凯，高颖慧.量子算法与量子衍生算法 3.Deutsch D，Jozsa R.Rapid solution of problems by quanturm computation[C]//Proc Roy Soc London A，1992，439：553-558

4.吴楠，宋方敏。量子计算与量子计算机

5.苏晓琴，郭光灿。量子通信与量子计算。量子电子学报，2004，21（6）：706-718

6.White T.Hadoop： The Defintive Guide，California：O’Reilly Media，Inc.2009：12-14

篇7：学科前沿讲座心得

08营销一班

汤申萍

0806100117 在科学技术和信息技术的带动下，经济全球化的进程逐步加快，企业面临的竞争已演变为价值链与价值链之间的竞争，为了提高供应链管理对我绩效，要做到拥有高效运行机制的同时建立一个科学合理的供应链及其管理系统。因此，供应链优化势在必行。

今天企业面临的最大挑战之一，就是要对从未有过的需求变数做出快速的反应。很多原因导致了产品和技术的生命周期缩短，企业间的竞争压力也导致产品的频繁变化。为了应对这个挑战，企业需要集中力量做到比以前更敏捷，以便在更短的时间内对产量和种类的变化做出反应。一条快速的供应链能够是企业更加快速的发展。

供应链的定义是：供应链是围绕核心企业，将供应商、制造商、分销商、零售商，直至最终客户连成一个整体的功能网链结构，通过对信息流、物流，资金流的控制，从采购原材料开始，制成中间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中。供应链管理的基本概念使供应商、制造商、分销商、零售商和最终 用户形成整体的功能网链；包括所有加盟企业（节点企业）；从原材料供应开始，直至最终产品；通过供应商到用户的物料链、信息链和资金链，实现增值链，即使相关企业都有收益（多赢）。

首先，供应链管理把产品在满足客户需求的过程中对成本有影响的各个成员单位都考虑在内了，包括从原材料供应商、制造商到仓库再经过配送中心到渠道商。不过，实际上在供应链分析中，有必要考虑供应商的供应商以及顾客的顾客，因为它们对供应链的业绩也是有影响的。

其次，供应链管理的目的在于追求整个供应链的整体效率和整个系统费用的有效性，总是力图使系统总成本降至最低。因此，供应链管理的重点不在于简单地使某个供应链成员的运输成本达到最小或减少库存，而在于通过采用系统方法来协调供应链成员以使整个供应链总成本最低，使整个供应链系统处于最流畅的运作中。

第三，供应链管理是围绕把供应商、制造商、仓库、配送中心和渠道商有机结合成一体这个问题来展开的，因此它包括企业许多层次上的活动，包括战略层次、战术层次和作业层次等。

尽管在实际的物流管理中，只有通过供应链的有机整合，企业才能显著地降低成本和提高服务水平，但是在实践中供应链的整合是非常困难的，这是因为：首先，供应链中的不同成员存在着不同的、相互冲突的目标。比如，供应商一般希望制造商进行稳定数量的大量采购，而交货期可以灵活变动；与供应商愿望相反，尽管大多数制造商愿意实施长期生产运转，但它们必须顾及顾客的需求及其变化并作出积极响应，这就要求制造商灵活地选择采购策略。因此，供应商的目标与制造商追求灵活性的目标之间就不可避免地存在矛盾。

供应链是一个动态的系统，随时间而不断地变化。事实上，不仅顾客需求和供应商能力随时间而变化，而且供应链成员之间的关系也会随时间而变化。比如，随着顾客购买力的提高，供应商和制造商均面临着更大的压力来生产更多品种更具个性化的高质量产品，进而最终生产定制化的产品。

在听讲座的时候老师讲得很认真，我也带着解决以下五个问题尝试着学习。包括物流管理与供应链管理的关系处理，物流企业和生产制造企业物流的视觉差异、物流管理战略和战术问题的区分与协调、反映物流领域的最新研究与实践成果及理论性与实用性相合共五个问题。

学习的过程可以分为两个阶段，一从被动地听老师授课，起初就觉得讲座理论性太强，而可感性又不高，难以更好的理解书中的理论，没法更好地学习知识点，二对课本上所提到的案例加上老师的讲解后，案例具体的指出存在的相关问题，并提出的对应的解决措施，我对课程理论的学习进入了半知半解的状态，有了一定的认识、了解、感悟，通过听讲座我对书本的理论又有了进一步的认识，可感悟有了进一步的提升。对比自己本学期所学到的知识及能力，感觉自己再具体提出相关解决措施的时候，没办法更好的调研、分析，得出解决的方案，理论与实际的两者结合不够，没办法列出更为具体且行的方式以解决问题，提出方案的可操作性都有待提升。

自己学习方面的转变由只是老师讲解，转变到了自己主动去了解、学习。通过自己上网下载相关案例，学习更多的东西。这就是我这学期有学习进步的地方。

不足之处：由于是第一次听这一类的讲座，自己没办法去了解到哪些途径与方法能够更好的解决我们的问题。通过本学期的学习，我明显的感觉到了，在看待问题，分析、解决具体问题方面的能力，明显不足，心态上有些急切，很想学习相关方面的具体解决问题的知识，进一步提升自己。

在进一步学习的方面，我希望老师能再强化学生在这方面的意识，旨在合适的时候指出学生的不足和问题，让学生更好的意识到问题，有何途径去更好的解决问题，灌输树立学生们树立这方面的意识或习惯。

学生和老师的沟通不足，导致学生上课没办法更好的与老师所讲解的内容，能有知识。思想或思维上的碰撞，擦出思维碰撞的火花。在讲座之前，老师能先提前跟下节课有关的案例，课后让学生更好的在课前提出相关的问题，讲座上引导学生更好的在课前思考提出相关的问题，讲座上引导学生广泛地参与到思考与讨论中出现了什么问题，为什么会出现问题，怎么去解决问题，为什么要这么去解决问题，如何具体的提出相关可行具体的方案去落实。这样子就能更好地让学生对理论与运用有更深地认识了。

篇8：学科前沿讲座论文

课程名称：学科前沿讲座

姓名：臧宁宁 学号：1049731602549 学院：汽车工程学院

专业：车辆工程专硕

班级：163班

2016年 12 月 28 日

车网互联（V2G）技术浅析

臧宁宁

（武汉理工大学汽车工程学院；车辆工程163班；1049731602549）

摘要：针对城市高峰电力负荷大、持续时间短的特点，采用车网互联（V2G）模式，通过电动汽车集群晚间低谷充电，白天停驶时反馈给电网以支持高峰电力负荷，有利于城市电网削峰填谷，并提高能源利用效率。文章首先介绍了V2G研究的意义及其经济性，而后介绍了V2G的试现方法，V2G研究的关键问题：智能管理策略、双向充电器，最后对我国V2G技术的进一步发展提出了相关建议。

关键词：V2G：实现方法；智能管理策略；双向充电器

Abstract：For the city peak power load, short duration characteristics, the use of car network interconnection(V2G)model, through the electric car cluster evening trough charging during the day and suspended feedback to the grid to support the peak load, is conducive to urban power grid Valley, and improve energy efficiency.In this paper, the significance of V2G research and its economy are introduced.Secondly, the key techniques of V2G are introduced, such as intelligent management strategy, bi-directional charger, and some suggestions for further development of V2G technology in China.Keywords：V2G;implementation method;intelligent management strategy;bi-directional charger

引言

电动汽车以电为动力，作为智能电网的重要组成部分，其动力电池可以理解为电网中一个移动的分布式储能单元，具有清洁、高效、环保等特点。由此形成了“车—电”互联(Vehicle to Grid，简称V2G)的概念，即车辆与电网在受控状态下，实现能量、信息双向互动，将动力电池看成不仅是车辆的动力源，也是重要的移动储能介质。当车载动力电池需要充电，则电能从电网流向汽车。当汽车暂停使用时，也可以把车载电池中的电能反送给电网系统。电动汽车V2G充放电模式的应用，是电动汽车能源供给体系中的重要形式之一，也是智能电网建设的重要内容。采用 V2G 模式可对电网起到削峰填谷的作用，从而减少电力建设投资，提高能源利用效率。

图1.1 电网供应图

1.V2G研究的意义

现在的电网实际上效率并不是非常高，因为一是成本较高，再就是容易造成浪费。图1.1和1.2是电网的供应和需求图，将两图进行对比，可以看出：在用电高峰期，电网的供应难以满足需求，一般采用增建调峰电厂或调峰机组解决；而在用电低谷时，大量的电力被浪费。

图1.2电网需求图

V2G的核心思想就是利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲，如图2所示。当电网负荷过高时，由电动汽车储能源向电网馈电；而当电网负荷低时，用来存储电网过剩的发电量，避免造成浪费。通过这种方式，电动汽车用户可以在电价低时，从电网买电，电网电价高时向电网售电，从而获得一定的收益。

图2 V2G示意图

现在，插电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（EV）正慢慢进入市场。当这些汽车的数量足够大时，其电池的总容量是相当巨大的，因而可以将其作为电网以及可再生能源系统的缓冲。但是，电动汽车并不能随意地、毫无管理地接入到电网中，这是因为如果电网正处于峰值负荷需求，大量汽车的充电要求必然会对电网产生极其严重的影响；对于汽车而言，除了为电网提供辅助服务外，还必须能够满足日常的行驶需求。因此在向电网馈电的过程中，还必须兼顾汽车自身的能量存储状态，以避免影响汽车的正常使用。综合上述两个方面，非常有必要对电动汽车 V2G 进行研究，协调汽车与电网间的充电和放电，使得既不会影响电网的运行，也不会限制汽车的正常使用。

2.V2G的经济性

《车网互联（V2G）支持高峰电力的技术经济分析》一文中，以带有 30 k W·h 动力电池的电动车集群集中放电来支持上海地区 12 h 的800 MW 高峰电力为例，通过V2G 模式中成本和收益的经济核算，发现电动车主和电网企业都能从 V2G 模式中受益。

文章还对V2G技术的环保价值进行了评估。通过 V2G 模式，一方面可以提高火电机组的发电效率和输配电设备的利用效率，减少发电和输电设备的投资；另一方面还可以提高可再生能源的使用比例。就纯电动车使用而言，其过程是零排放，既无 CO2排放，也无污染物排放。目前我国 70%-80%的电力来自煤电，电动车使用电力驱动间接上还是产生 CO2和污染物排放，如果把煤电的生产环节考虑在内，其 CO2排放量仍然保持在 120 g/km 左右。通过 V2G 模式可以提高能源利用效率，增加可再生能源电力的比例，从而减少二氧化碳和污染物的排放。因此与风能、太阳能一样，V2G 模式是一种节能、环保、可持续发展的模式。

3.V2G的实现方法

根据应用对象的不同，可以将 V2G实现方法分成四类。

3.1集中式的 V2G 实现方法

所谓集中式的V2G是指将某一区域内的电动汽车聚集在一起，按照电网的需求对此区域内电动汽车的能量进行统一的调度，并由特定的管理策略来控制每台汽车的充放电过程。由于此种方式采用统一的调度和集中的管理，可以实现整体上的最优，例如通过先进的算法可以计算每台汽车的最优充电策略，保证成本最低及电力最优利用。3.2自治式的 V2G 实现方法

自治式 V2G 的电动车经常散落在各处，无法进行集中的管理，因而一般采用车载式的智能充电器，它们可以根据电网发布的有、无功需求和价格信息，或者根据电网输出接口的电气特征（如电压波动等），结合汽车自身的状态（如电池 SOC）自动地实现 V2G 运行。由于不受统一的管理，每台电动车的充放电具有很大的随机性，是否能保证整体上的最优还需进一步研究，此外，车载充电器还会增加电动汽车的成本。3.3基于微网的 V2G 实现方法

基于微网的 V2G 实现方法，实际上是将电动汽车的储能设备集成到微网中，它与前边两种实现方法的区别在于，这种 V2G 方法作用的直接对象不是大电网，而是微网。微网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微网内部电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必需的控制；微网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。

3.4基于更换电池组的 V2G 实现方法

基于更换电池组的 V2G 实现方法，其源于更换电池组的电动汽车供电模式。它需要建立专门的电池更换站，在更换站中存有大量的储能电池，因而也可以考虑将这些电池连到电网上，利用电池组实现 V2G。这种方法的原理类似于集中式 V2G，但是管理策略上会有所不同，因为电池最终是要用来更换的，所以必须确保一定比例的电池电量是满的。它的实现迫切需要统一电池及充电接口等部件的标准。

4.V2G研究的关键问题

4.1智能管理策略

4.1.1 从电网角度分析

电网各个发电单元的作用不相同：容量较大的发电单元价格便宜，但是响应速度慢，适用于提供基本负荷；容量较小的单元价格昂贵，但响应速度快，一般用于峰值负荷。管理策略的制定就是利用 V2G 尽可能减少电网对昂贵发电单元的依赖，并减少无功补偿装置的使用。这就需要电网根据自身的负荷状况、可再生能源的发电状况以及 V2G 单元可用容量等信息，事先计算出对各 V2G 单元的有功和无功需求，并给出合理的电价。

对此问题的处理可以分为两种方式，第一种是由电网直接对接入的每台电动车连同其他发电单元进行统一调度，采用智能的算法来控制每台汽车的V2G 运行。第二种方式是在电网与电动汽车群之间建立一个中间系统。该中间系统将一定区域内接入电网的电动汽车组织起来，成为一个整体，服从电网的统一调度。这样电网可以不必深究每台电动车的状态，只需根据自己的算法向各个中间系统发出调度信号（包括功率的大小、有功还是无功以及充电还是放电等），而对电动汽车群的直接管理，则由中间系统来完成。4.1.2 从用户角度分析

电动汽车 V2G 的智能充放电管理策略描述的是这样一个过程：中间系统根据电动汽车的充电需求对能量进行合理的供应，同时根据电网需求将电动汽车能量反馈给电网。对于每一台与电网相连的电动汽车而言，一方面要通过 V2G 来提供辅助服务，另一方面还要从电网获取能量为电池充电。但是，不论是提供辅助服务（放电）还是从电网获取能量（充电），其过程并不是随意地，毫无限度的，它需要实时考虑电动汽车当前及未来的状况，如电池 SOC、未来行驶计划、当前的位置、当前电力价格以及连网时间等信息。这样做是为了在保证正常行驶的前提下使用户获得最优。

对于电动汽车智能充放电管理策略的研究，主要涉及如何对各电动车进行协调充电；制定管理策略寻找最大化车主利益的最优方案，例如在电价便宜时为电动车充电，电价昂贵时向电网提供服务。大多数管理策略只适用于 V2G 运行的某一方面，有的适用于频率调节，有的适用于调峰，并没有提出一个统一的策略。4.2 V2G 双向充电器

要使电动汽车实现 V2G，需要在电网和汽车

间配备双向的智能充电器。此双向充电器必须具有为电动汽车电池充电的功能，同时产生最小的电流谐波，也应具有根据调节向电网回馈能量的能力。

一般来讲，双向充电器由滤波器、双向 DC-DC变换器以及双向 AC-DC 变换器组成。当充电器工作于电池充电模式时，交流电首先通过滤波器滤除不期望的频率分量，然后通过双向 C-DC 变换器将交流整流成直流。由于双向 AC-DC 变换器的输出电压可能与直流储能单元的电压不匹配，还需要一个双向 DC-DC 变换器来保证合适的充电电压。当变换器工作于电池放电模式时，其过程则恰好相反。

5.结论

随着电网负荷的快速发展,电网峰谷差逐年增大,电网调峰压力越来越大。如今大力开发和利用新能源的发展战略进一步加大了各电网的调峰和调频的难度。V2G技术给未来电网的调峰和调频问题开辟了新思路。

目前，我国正大力发展电动汽车产业，考虑到 现阶段我国智能电网的发展水平，V2G 的发展可适当参考以下两条建议：

（1）在建设电动汽车基础设施过程时，尽量考虑V2G因素，建设方便于V2G技术的设施。

（2）建立 V2G 试点工程，进行适当宣传，使广大电动汽车用户了解V2G技术的益处。参考文献