针对复杂产品可适应设计中出现的功能耦合问题,提出了一种通过分解与割裂进行耦合功能规划的新方法.首先基于公理设计对产品的功能和设计参数进行层次划分;然后在割裂中采用基于双向比较的层次分析法进行定量分析,并用遗传算法进行排序;最后结合汽车的自动变速器设计停车档的可适应设计对该方法进行验证,验证结果表明该方法可有效地使迭代次数达到最少,从而得到最佳排列顺序.

基于偏振相移和相关分析,提出一种高分辨率、方便实现的干涉条纹细分原理.该原理将细分环节由电子线路信号处理部分向前移,通过干涉条纹强度分布综合信息的分析与处理来实现,即通过具有高分辨率的偏振相移操作,对干涉相位进行相位调控,使干涉条纹强度分布回到位移起始时的状态,则与相位调控量对应的光程,即为位移的λ/2小数倍部分.由于偏振相移采用具有极大放大倍数的硬件机械运动实现,因而能取得可靠的高分辨率细分.理论分析和模拟结果显示,该干涉条纹细分原理可容易地达到nm级细分分辨率.

采用机电液一体化技术的闸门同步顶升系统,通过控制多个液压油缸(千斤顶)的同步动作来实现闸门的顶升过程.每个千斤顶均采用变频电机调节泵的流量来控制运动速度,采用压力传感器和位移传感器控制千斤顶的位移与压力保护,采用多点同步运动算法来精确控制多个千斤顶的同步上升及下降.新系统完成相同的顶升任务只需1~2 h,同时能达到±0.1 mm的同步运行精度.

通过分析再制造逆向物流网络模型中不确定性因素存在的原因,提出选取单位观测时间T的方法反映废旧品产生时间和地点的不确定,用模糊变量反映废旧品数量和质量的不确定,并提出基于轮盘赌的采样模糊模拟方法确定模糊数的隶属函数,使得模型能够充分利用现场信息.以投资成本和运输成本最低为目标函数建立了模糊线性规划模型,使所建模型能考虑更多的不确定因素,改变了以往模型简单假设不确定带来的问题.结合实际算例,采用混合智能算法求解,得到了优化结果,验证了模型的有效性.通过对模型中各参数进行比较分析,体现了不同机会约束中的置信水平的高低对选址策略的影响变化规律.

在激光冲击处理过程中,光斑为mm尺度下,研究脉冲激光辐射带有透明约束层及深色涂层的靶材时,考虑了可能出现液相区的情况下,初步建立了激光冲击处理液相区的理论模型.根据流体动力学的质量连续性、动量守恒和能量守恒基本方程,建立了液相区的力学方程.初始条件采用Zhang Wenwu等人的改进模型,并利用Matlab对其进行了研究分析.着重研究了初始激光功率密度分别为20 TW/m2和40 TW/m2时液相区对冲击波峰值压力的影响,并用CFD软件进行了仿真计算.结果表明:液相区对峰值压力的影响是存在的,在需要精确计算峰值压力的情况下,液相区的影响是不可忽略的.

为了证明密码系统运行时功耗泄漏包含系统密码信息,分析了静态互补金属氧化物半导体(CMOS)门数据功耗相关性,通过对AT89C52单片机实现的数据加密标准(DES)密码系统进行差分功耗分析(DPA)攻击,在64 h内获得了DES第16轮加密的48 bit密钥.攻击结果表明:AT89C52中静态CMOS门状态由0到1和由1到0翻转电能消耗不同,静态CMOS门不同位置的负载电容之间存在差异.提出了寄存器负载电容充电功耗模型,解释了攻击现象,明确了DPA攻击的物理基础,为密码系统实施相关防护措施提供了依据.

针对H.264无线视频通信中的编码比特率问题,在一般的二项式计算模型理论的基础上,分析了比特率计算模型和均方差失真模型,并建立了编码比特率量化参数和宏块帧内刷新率的关系,提出了码率控制的新思想.该方法不仅能够在给定的网络带宽下,自适应地调整比特分配和量化参数,防止缓冲区的上溢和下溢,而且运用率失真优化求解方法精确地控制编码比特数,从而使帧内宏块级分配优化.

在继承基于条件时态的角色访问控制(CT-RBAC)的条件周期理论和约束关联的基础上,完善了该模型的角色关系约束,规范了相应的角色继承约束语义.同时,提出一种能够确保在继承条件下静态权责分割(SSD)策略安全实施的机制,避免了由SSD局限性所导致的冲突.最后,给出了一个实现原型,通过性能分析测试,说明在提高原型系统安全性的情况下,性能的稍微损失是可以接受的.

结合安全策略描述语言的要求和XML语言的优点,提出了一套基于XML的安全策略描述语言规范XBPL.阐述了其基本元素以及授权、职责和认证3种基本安全策略,给出了基于XML的相关语法描述,并用XBPL描述了访问控制中常用的BLP多级安全模型,实现了基于BLP模型最基本特性——简单安全性和*-特性的安全访问控制以及访问控制系统中的状态描述和状态转换.研究结果表明,XBPL语言具有较好的实用性、灵活性和动态特性.

提出研究双环网络G(N;1,s)的抽象模型——等价生成树,并对其性质进行了研究,给出了双环网络G(N;1,s)等价生成树的构造方法.提出基于等价生成树G(N;1,s)的直径d(N;1,s)的求解算法,并给出了其显式公式,利用C语言编程对等价生成树的结构模型进行了仿真.结果表明:算法不仅可在有限时间内求出G(N;1,s)的所有直径,而且可方便地得到源结点到所有其他结点的最短路径.算法的复杂度为O(N).

在分布式结构中,为了提高单个传感器的测量精度,为数据处理打下基础,首先对每一个传感器进行时间上的分批估计,降低误差的影响,得到各个传感器的局部决策值;接着对方差超过一定数值的数据进行基于相对距离的再处理;最后在最优融合原则下,运行加权自适应算法对各个局部决策值进行融合.数据分析结果表明,处理后的数据更接近测量真实值.

提出了一种基于简易网格的汉字结构的识别方法.该方法借助简易网格分析汉字各组成部分在网格空间的布局和各组成部分的联系以及连通性,建立汉字结构的网格描述,在此基础上形成汉字结构的识别算法.以GB 2312中收录的左右结构和上下结构汉字作为样本进行实验,左右结构正确识别率为92.7%,上下结构正确识别率为92.3%.该方法为汉字结构信息化提供了一种研究途径.

提出了有向双环网络G(N;r,s)路由模型——二叉树模型,给出了一种新的寻径策略——基于二叉树层的寻径策略,以及计算有向双环网络G(N;r,s)直径d(N;r,s)的显式公式,证明了有向双环网络G(N;r,s)的直径等于二叉树模型的树高,研究了二叉树模型中与路由相关的一些性质.与传统的方法相比,本算法提高了系统的寻径效率.

设计了由4个一阶自抗扰控制器构成的多环调速系统.该系统将电机模型中的交叉耦合项、易变参数以及负载统一归为未知"扰动",用自抗扰控制器的扩张状态观测器进行观测,并采用非线性状态误差反馈控制器补偿,实现控制系统的精确解耦和简单线性化.该控制方案不需要精确的电机参数,使得自抗扰控制器的设计能够独立于感应电机的精确数学模型.半物理仿真软件Saber Designer中的器件级仿真实验表明,相对于经典PID控制器,自抗扰控制器对负载扰动和电机参数变化具有更好的鲁棒性和动态性能.

基于新型稳定性分析技术及线性矩阵不等式方法,研究了含有参数不确定性的线性多时滞系统的鲁棒指数镇定问题.首先,对不含参数的不确定性时滞系统设计无记忆状态反馈控制器,给出了在该控制器作用下,闭环系统指数稳定的线性矩阵不等式形式的充分条件;然后,将其推广到含有范数有界参数不确定性的时滞及多时滞线性不确定系统,得到了保证系统鲁棒指数稳定的充分条件,并提供了指数衰减度及衰减因子的估计方法.所给出的判据避免了现有文献中对时变时滞导数小于1的要求,比已有的结果具有更少的保守性,数值例子验证了本方法的有效性.

对传统型单级差分放大器在先进工艺下的增益降低进行分析,在电路设计实现上提出了具体的改进方法.通过金属氧化物半导体(MOS)管的交叉耦合正反馈形成了小信号负电阻,并通过负电阻抵消放大器的正的输出电阻,通过小信号负电阻的大小设置,使得其增益能表达成为两个跨导的比值,并且能实现先进工艺下增益的提高,因而增益能不受工艺和沟道长度的影响,具有优异的工艺兼容性,适用于低压应用和深亚μm工艺.基于此结构,实现了工艺转换而无需再设计的放大器.仿真结果表明,该运算放大器能实现不同工艺下的增益恒定以及稳定的相位裕度.

用电解还原法制备出了铷蓝青铜及其系列钨掺杂样品,实验研究表明:钨掺杂未改变铷蓝青铜单晶的晶体结构,但在佩尔斯相变温度(181 K)附近,纯铷蓝青铜出现电阻-温度曲线宽化行为,并发生金属到半导体的转变.当x=0.001时,钨掺杂铷蓝青铜Rb0.3Mo1-xWxO3呈金属性,出现平缓的佩尔斯相变;当x=0.003和0.020时,呈半导体态,其金属行为和佩尔斯相变消失.因此,引入钨在很大程度上抑制了佩尔斯相变及电荷密度波的形成,并导致佩尔斯相变温度下降和消失.

针对偏振模色散的定义,提出了一种数学描述方法,采用脉冲的平均位置来表征脉冲的中心,脉冲中心的最大时延与最小时延的差值就是偏振模色散的大小.采用该方法的模拟计算表明:啁啾高斯脉冲的传输延迟不仅与偏振相关损失相关,还与脉冲本身的啁啾相联系,在一定的程度上,有效的偏振模色散可以通过偏振相关损失和啁啾来加以控制.模拟结果对于偏振模色散补偿具有一定的指导作用.

讨论了两种选择映射算法的改进算法.改进算法1通过降低计算复杂度来实现,将旋转相位序列的乘法放在快速傅里叶逆变换(IFFT)完成之后,而改进算法2以少量功率的增加为代价,省掉了边带信息的传送.对两种算法的实现方法进行了仿真比较.结果表明:需要在选择映射(SLM)算法的复杂度与峰均功率比性能之间做出平衡,以达到更好利用系统资源的目的.

给出了基于三维自由态频率选择表面的阵单元的谱域公式.该公式通过修改原有的二维谱域公式中的谱域格林函数而得到,适用于分析由任意形状的三维自由态频率选择表面的阵单元,按二维空间周期分布构成的频率选择表面,此公式还可以退化成二维谱域公式,用来分析任意形状的二维自由态频率选择表面.最后将实验分析所得的数值结果和实验结果进行比较,符合较好.

在对等网络(P2P)流媒体系统中,为保证媒体的平滑播放,缩短节点的启动时延,充分利用P2P网络中节点的存储资源和带宽资源,提出了一种基于多点获取的启动方法.即在提供服务的节点上缓存一部分媒体数据,以提高客户节点请求数据的命中率;同时,客户节点以自身与服务节点间的端到端时延为依据,并发地从多个服务节点获取媒体数据,以加快获取媒体数据的速度.该方法隐藏了P2P流媒体系统中的搜索时延,屏蔽了网络时延,加快了数据获取,从而将节点的启动时延缩短40%以上.

针对短时平稳序列,设计了一种更有效的基于线性调频Z变换(CZT)的改进Rife频率估计器.该估计器借助关于待估频率的先验知识,首先利用正弦采样序列的CZT谱峰左右谱线的对称性情况确定出真实频率的大致位置,然后类似Rife法作出精确频率估计并分析了其性能.蒙特卡罗模拟实验表明相比基于快速傅里叶变换(FFT)的Rife法,该算法具有更高的抗噪性,全频率范围内估计精度更高、估计均方根差十分接近理论克拉美罗下限(CRLB),抵抗相邻近谱分量的干扰能力更强,且可在更短的数据时长条件下进行高性能频率估计,非常适合于平稳性差、性能要求高的各种多分量参数估计场合.

针对高频地波雷达电离层杂波,提出了一种新的抑制方法.该方法引入虚拟跳频技术,并与小波分析相结合,更好地进行了杂波抑制.通过频率虚拟跳变去除相邻回波脉冲间的相关性,人为地多次调整相位序列,起到统计平均的作用,而且可以配合小波变换中尺度参数和平移参数的调节,弥补单纯利用小波分析的不足.实测数据处理结果表明,该方法对电离层杂波具有很好的抑制效果.

针对由正交多项式设计的功率放大器预失真系统,提出一种系数可变的多项式预失真器,并给出相应的实现结构.该预失真多项式有多组系数组合,随着输入信号幅度的不同,多项式选取不同的系数组合,从而降低估计误差.仿真分析表明,当使用2,4和8组系数时,相对于传统的正交多项式,采用该算法得到的估计误差可达到6.0 dB,23.6 dB和42.7 dB的增益,对应得到10 dB,30 dB和50 dB的带外谱抑制增益.该方法降低了预失真器设计中对多项式阶数的要求,提高了设计的灵活性,降低了预失真器后低通滤波器的设计难度.

为了使图像加密硬件化和实用化,针对图像加密系统所需的置换、替代和扩散3种基本要素,提出了一种采用双RAM连接,加/解密过程多轮次、可复用的硬件实现结构.该实现结构通过地址产生器得到置换地址,与地址计数器配合完成像素的位置置换;通过灰度扩散与像素替代单元完成灰度的扩散与替代.验证中采用广义猫映射进行像素位置置换,将单向耦合映射格点用于像素的替代,并与灰度扩散相结合,两种混沌映射多轮次交替使用.分析和实验证明,该结构具有复用性好、吞吐率高且面积节约等特点.现场可编程门阵列验证表明,在200 MHz时钟频率下,进行4轮加/解密时的吞吐率分别达到4.17 Mbyte/s和3.85 Mbyte/s.

针对小波编码算法在编码过程需要占用大量内存的问题,提出一种基于内存优化和位长搜索的小波分块编码算法.该算法通过以下几项措施来减少编码过程的内存占用,同时提高编码的工作效率:采用较大的量化步长;提出位长定义,建立块最大绝对值的位长位图;以位长差的方式输出位长位图;分块独立编码,并采用一次性扫描输出.实验结果表明,该算法在保持高信噪比的同时,内存占用仅为8.27 Kbyte,有效地减少了编码过程的内存占用,为小波编码的硬件实现提供了一条有效的途径.

为有效识别与运动想像相关的脑电模式,提出基于支持向量机(SVM)的运动意识分类新算法,利用sym2小波基函数对脑电(EEG)信号进行6尺度分解后,从每级分解中提取绝对值最大的小波系数作为信号特征,构成有效特征向量输入SVM分类器,实现基于EEG的运动想像模式识别.实验数据采用脑机接口竞赛(2003)的脑电数据,实验结果表明采用径向基核函数的SVM分类器可有效地对EEG进行运动想像分类,具有良好的泛化推广能力,为脑机接口的运动意识分类提供了新思路.

将改进的粒子群优化(IPSO)算法与Elman神经网络进行了有机结合,形成了IPSO-Elman混合算法.建立桩筏(箱)基础沉降变形期望输出与超前预测输出之间的非线性隐式方程,避开了复杂的岩土工程本构关系和力学参数计算问题.提出的多步预测控制方法,具有很好的全局识别特点和较高的推广预测能力.工程实例分析表明,IPSO-Elamn算法在桩筏(箱)基础沉降的非线性系统动态辨识和在线预测应用方面,具有良好的预测精度,满足工程实际需要.

通过对钢筋锈蚀破坏后混凝土样品进行宏观和微观分析,研究锈胀裂缝的扩展状态和锈蚀产物在混凝土内的分布状态.分析结果表明:即便是通电锈蚀,角部位置钢筋仍为不均匀锈蚀,保护层薄的一侧先出现胀裂裂缝,保护层厚的一侧胀裂裂缝扩展相对较慢,胀裂裂缝附近存在填有锈蚀物的短小裂缝.因受混凝土不同挤压作用,锈蚀物在各发展阶段形态有所不同,初始形成的锈蚀物在界面处的砂浆层自由填充,称为锈蚀物自由生长阶段,填充的径向尺寸约为20~50μm;之后,混凝土的挤压作用在钢筋-混凝土界面处形成有一定宽度的特殊锈蚀物,这一锈蚀层产物形态及数量均与自由生长阶段有所不同,当其达到一定量时(厚度约10~20μm),混凝土开始出现微裂缝,这一锈蚀层是决定锈胀力破坏的关键因素;锈胀微裂缝的存在提供了应力释放微区,此时锈蚀产物为半自由生长阶段,直至宏观裂缝出现并逐渐扩展至混凝土表面.

提出了用屋盖磁流变(MR)智能隔震系统实现升船结构地震鞭梢效应的神经网络预测半主动控制方法.首先,根据反向传播(BP)误差逆传播网络较强的泛化能力,运用该网络来预测未知地震波,在此基础上,根据地震波的预测值来确定"开关-耗能"半主动控制策略;然后,在该控制策略和预测神经网络的帮助下完成神经网络控制器的训练过程;最后,运用该控制器对结构实施智能控制.应用本控制方法对三峡升船结构屋盖MR智能隔震系统进行了仿真,计算结果表明:层间位移和柱底弯矩均有明显的减小,能有效抑制升船结构顶部厂房地震鞭梢效应,是一种简单并易于实现的智能控制装置.

用奇异杂交边界点法同双重互易法相结合来求解泊松方程,将泊松方程的解分为通解和特解两部分,通解使用奇异杂交边界点方法求解,特解则利用局部径向基函数近似.该方法输入数据只是求解域上离散的点,不需要额外的方程来计算域内物理量,后处理十分简便.数值算例表明,奇异杂交边界点法在求解泊松方程时具有较高的精度和数值稳定性.

以某X型超高层建筑为工程背景,研究了该超高层建筑顺风向、横风向以及扭转风荷载系数沿高度方向的分布规律.以质量和刚度相同、动力特性相近为原则使用简化的自由度缩聚模型代替结构精确有限元模型,计算结果显示结构位移与加速度响应均以一阶模态响应为主,该模型代替精确有限元模型能够满足工程计算需要.对质量中心和刚度中心重合的结构,扭转加速度响应在合加速度响应中占有的比例较小,结构在3个方向上振动的耦合程度不高.提出的合成位移投影方法计算出的沿坐标轴方向的风振系数能够保证X和Y方向最大位移与合成位移最大值的同步性,并考虑了横风向风振的影响略大于顺风向风振系数.

假定钢筋产生均匀锈蚀时锈蚀层膨胀效应与"温度"膨胀具有相似性,采用锈蚀"温度环"模拟锈蚀层膨胀效应.假定钢筋锈蚀所产生的膨胀应力导致了混凝土中粗骨料与砂浆的界面应力,采用能量释放率描述界面裂纹开展的阻力梯度,从而基于粗骨料与砂浆界面效应的细观断裂性能建立了混凝土保护层的损伤模型,与氯离子侵蚀条件下的钢筋锈蚀预测模型相结合,实现了钢筋保护层损伤的时间序列分析方法.通过算例计算分析,实现了钢筋保护层混凝土初始损伤、损伤发展的影响因素、不同氯离子浓度水平时的保护层混凝土损伤时间过程的描述.

选取污泥与煤的混合物在6个质量分数水平下进行了差热分析,运用Achar-Brindley-Sharp-Wend-worth法得到了反应动力学参数.表明反应过程由类挥发分物质的燃烧和类固定碳物质的燃烧两个阶段组成,混合物的燃烧特性与煤和污泥的特性有关,其反应特性是煤和污泥共同作用的结果.混合物的差热曲线可由煤和污泥单独的曲线与污泥质量分数加权计算得到,煤和污泥混合物燃烧反应过程中各自保持独立性.

为研究不同埋设方式蜗壳结构的受力特点,明确它们在大型水电站厂房中的应用可行性,选取ABAQUS中的损伤塑性模型描绘混凝土材料的力学性能.结合某工程实例,对垫层蜗壳和直埋蜗壳进行了三维非线性有限元计算,重点从蜗壳外围混凝土裂缝的开展宽度和范围及机墩结构的不均匀上抬位移两方面,对两种埋设方式蜗壳结构进行了比较.计算结果表明:两种埋设方式蜗壳都可以满足结构强度要求,但从限裂和变形两方面讲,垫层蜗壳略优于直埋蜗壳.

提出了一种带排烟热回收发生器的直燃机系统,并对系统进行了模拟分析.模拟结果表明:新型循环的性能系数随着排烟热回收发生器产生的冷剂蒸汽比例的增大而增大,但热回收发生器所需的传热面积也增大.提出了热回收发生器的优化计算方法,确定了给定参数下热回收发生器产生的最佳冷剂蒸汽比例.新型循环的性能系数提高约2%,排烟温度可降低到130℃左右,从长远来看具有很好的节能和环保效益.

将混沌理论应用于水文变量尺度分析,对无定河流域不同时间尺度(80 d,40 d,20 d,10 d和5 d)降雨量进行降尺度转换.根据关联维数法对不同时间尺度降雨量间的分解系数序列进行混沌性识别,结果表明:不同时间尺度降雨量的分解系数存在低维混沌现象,用混沌方法进行降雨量降尺度分析是可行的.在此基础上,建立加权一阶局域法多步预测模型对不同时间尺度降雨量间分解系数进行了预测,继而实现了降雨量的降尺度分析,良好的预测结果及可操作性使得混沌理论为水文序列的降尺度分析提供了一种方法.