将滑模控制(SMC)引入模糊小脑模型关节控制器(FCMAC),提出了一种多变量滑模FCMAC(SFCMAC).该控制器采用滑模函数转换输入信号,减小输入空间以降低网络存储空间,分粗调和微调两阶段训练网络参数,以保证控制系统的稳定性.将所提出的SFCMAC用于仿人手臂的轨迹跟踪控制,并与SMC,MLP和FCMAC比较,仿真结果表明该控制器能克服系统非线性和不确定因素的影响,控制效果良好.

通过借鉴预测控制的基本思想,研究了智能群体的群集运动,并建立了一种个体在运动过程中能根据周围环境自适应选取虚拟领航者的群集运动控制模型.该模型描述了生物群集过程中无领导者的自然现象,克服了传统leader-follower模式的单向信息流的缺陷,增强了系统的自适应性与鲁棒性,提高了系统的稳定性.仿真结果表明:与已有文献相比,该模型收敛速度较快;形成紧凑的编队后,队形稳定运行的速度也较快.

针对网络诱导时延的不确定特性,提出了一种递阶多模型切换控制的策略,以减小网络诱导时延不确定性带来的不利影响.考虑到网络带宽有限,为了减少全局控制信息的传送,将控制系统分为主控制器级和局部控制器级两层递阶结构.在系统运行过程中,根据网络诱导时延和当前子系统最大允许时延的关系选择最佳的局部控制器.应用公共李雅普诺夫函数法,分析得到了系统稳定的条件.通过数值仿真比较验证了该算法的有效性.

对具有时延的小世界网络模型进行了分析,研究了网络模型平衡点的局部稳定性,把时延看作分岔参数,推导出了霍普分叉产生的参数条件.当系统存在霍普分叉时,系统会产生振荡、失稳等现象,为了稳定该网络模型,提出了一种脉冲控制霍普分叉的方法.分析了脉冲控制系统全局渐近稳定的充分条件,通过数值仿真验证了此控制方法的有效性.

针对被控对象为多输入多输出(MIMO)的网络控制系统,假设传感器与控制器均采用时间驱动,执行器采用片上执行机构,同时考虑到网络控制中存在的时延、数据包丢失和多包传输问题,依据数据寄存和静态调度两种方法,分别建立了多包传输MIMO网络控制系统的模型,基于李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法,分别推导出了MIMO网络控制系统渐近稳定的充分条件.通过Matlab中LMI工具箱实现了控制器的设计,仿真结果验证了此方法的有效性,且说明网络控制方法选取与网络的传输条件存在着紧密联系.

建立了基于遗传学习分类器系统(LCS)的水库供水规则分类系统,通过信任分配(桶链算法,BBA)与规则发现(遗传算法,GA)机制进行学习,提取水库供水调度规则.实例研究得到学习样本识别率接近95%,检验样本识别率为85%.进一步从调度规则的合理性、学习样本对规则集的影响以及该分类系统与人工神经网络对规则提取结果的比较这3个方面分析了系统提取规则的性能与行为.研究表明,利用该分类系统提取水库供水调度规则是可行且有效的.

基于拉格朗日方程建立了一级旋转倒立摆的非线性微分方程模型,提出了一种参数化方法以获得伪线性化系统模型.研究了系统的逐点可控性,表明系统除了在摆杆垂直向下位置外都为可控.设计了基于状态相关黎卡提方程(SDRE)方法的控制器,控制增益与系统状态相关,计算复杂程度较高,但控制效果好.与线性最优二次型调节器(LQR)进行了仿真对比,结果表明:SDRE在摆杆远离平衡位置时的控制效果要优于LQR,具有超调小,调节时间短的特点,且能同时完成摆起及平衡控制而不需要另外设计控制器.

对具有二次积分的动态多移动智能体在动态拓扑下跟随领航者取得群集运动编队进行了研究.引入了光滑的邻接矩阵以及光滑的势场函数,提出了多移动智能体群集运动的光滑控制器设计方法,运用现有群集运动理论和经典的李雅普诺夫稳定性理论,证明了多移动智能体系统群集运动的稳定性.分析表明:智能体网络在切换的情况下,该方案设计得到的控制输出仍然是光滑的,最终智能体群在领航者的带领下取得群集运动.计算机仿真实例验证了所得结论.

将网络控制系统描述为具有输入延迟和测量输出延迟系统,给出了系统渐近稳定的定义.提出了零输入系统渐近稳定存在的充分条件,并基于一个李雅普诺夫泛函,提出了输出反馈镇定控制器存在的充分条件,通过输出反馈控制使闭环系统达到二次稳定.采用锥面互补方法,将不具有严格线性矩阵不等式(LMI)条件的非凸可行解问题转化为具有严格LMI条件的非线性最小化问题,得到了求解输出反馈控制器增益参数的静态输出反馈镇定(SOFS)算法.通过一个仿真实例,验证了该算法的有效性.

描述了一种应用于集成电路(IC)制造的超精密工件台的运动控制.介绍了超精密工件台主从控制原理,它结合了粗动台和精动台两者的优点以实现运动控制的大行程和高精度.给出了超精密工件台机电系统基于闭环控制的动力学辨识方法.利用环路整形技术,研究了串联PID控制器和鲁棒控制器的自动综合方法.仿真结果表明该超精密工件台的定位精度可达到10 nm.

提出了一种分治求解策略,即在仿真模型规模分解基础上建立耦合块依赖图和序列表,对各耦合块建立相应的求解块,通过遍历耦合块序列表并调用相应求解块,可获得仿真模型的数值解.考虑到参数变动下的重复仿真,对耦合块依赖图进行分层处理,生成对应于变动参数集的变动子图;通过施加虚根节点将变动子图转化成最小求解树结构.因此,对变动参数集的不同参数值进行重复仿真只需层次遍历最小求解树,再调用相应求解块即可.该方法可大幅度提高复杂模型的多次仿真求解效率,特别适用于后续的模型实验和参数优化.

考虑每个属性下不同决策者权重不同的情形,提出群体理想解概念,为供应商选择建立了一种新的多属性群决策方法.首先,对每个属性,以所有决策者对所有供应商给出的最优(差)评价值作为其分量,构成群体正(负)理想解,由此计算对每个决策者而言各供应商相对该群体理想解的综合评价值;然后,对每个决策者,以其对所有供应商的最优(差)综合评价值作为相应分量,再定义群体正(负)理想解,从而得出决策群体对各供应商的最终排序结果.采用群体理想解取代群体效用,回避了群体效用归并难题.与现有方法的计算结果进行比较,证明本方法合理且高效.

提出一种构造低密度奇偶校验码(LDPC码)的新方法—迭代填充法(IF法),在此基础上构造了IF-LDPC码.研究证明了迭代填充法的相关性质,同时给出了一种规则和准规则IF-LDPC码编码器设计算法.IF-LDPC码的码长和码率取值灵活,可实现线性编码,做到O(M)的编码复杂度(M为信息位长度).同时,该码结构易于部分并行译码器实现.仿真结果表明:IF-LDPC码与QC-LDPC码相比,编码增益有0.5~1.1 dB的改善,可达到与Mackay随机码相比拟甚至更优的性能.

基于PowerFactorization(PF)仿射重建算法提出了一种最小化重投影误差的线性射影重建算法PFR(PF reprojection).该算法通过线性算法实现了重投影误差的最小化.算法通过添加权值参数将重投影误差非线性的代价函数转化为三线性的代价函数,并基于摄像机运动、三维场景结构以及射影深度之间的加权交错最小二乘法实现了重投影误差的交错最小化.实验结果表明本算法能在不影响输出精度的前提下提升射影重建30%的整体效率,适合作为标准光束法平差算法的引导算法或与光束法平差组成混合算法.

针对雷达回波信号检测中对整个回波信号全部匹配滤波需要较长时间及较多资源的问题,提出部分匹配滤波方法.将雷达接收机接收到的回波数据,以雷达发射的线性调频(LFM)脉冲信号的脉宽为长度,分成若干段,逐段匹配滤波,通过判决门限找到匹配结果中的信号峰值后,计算出目标反射回波的位置.运用Matlab对时宽带宽积为500的线性调频脉冲信号进行仿真,结果表明:该方法适用于信噪比高于-12 dB的信号的搜索定位;该方法既可减少处理时间,又能节省系统资源.

探讨了机载综合孔径辐射计的技术参数与探测目标的最大探测距离之间的关系,推导了综合孔径辐射计微波辐射图像对比度的计算公式,给出了综合孔径辐射计探测目标最大距离的计算方法,研究了积分时间累积对探测距离的影响.以T型天线阵列为例,对机载综合孔径辐射计探测亮度温度对比度为200 K左右的金属目标的性能进行了分析,计算结果表明:该机载综合孔径辐射计能够以150 m/s的飞行速度探测到距离10 km远处半径为4 m的金属圆目标.

利用斐波那契数列的特点,提出了一种准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)码的编码器设计方法.该编码器设计利用了斐波那契数列的一种顺序排列方法,构造的校验矩阵H不含四线循环,具有准循环结构,节省了校验矩阵存储空间,对码长和码率参数的设计具有较好的灵活性.该编码器算法复杂度与码长成线性关系,易于编码.仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道条件下,该编码方案具有优于阵列LDPC码的性能.

在研究GTRBAC和CT-RBAC模型的基础上,提出了一种支持可变上下文参数的多维RBAC(MD-RBAC)模型.该模型通过将反映不同安全因子的约束组织为不同维的约束空间,为不同上下文参数的约束控制提供可靠的基础框架,使得RBAC模型能更好地适用于不同安全需求环境,提高了约束控制的灵活性和多样性.同时,MD-RBAC进一步完善了RBAC模型的状态断言语义,并分析了多维约束语义下的冲突事件和冲突约束.

针对传感器网络能源有限的特性,提出了一种基于汉明距离的分层拓扑发现(LTIHD)算法.根据在汇聚节点收集到网络内部节点报文接收或丢失的情况,利用汉明距离识别相邻两层节点之间的父子关系,逐层推测网络的拓扑,不增加网络负担.仿真试验表明:推测18节点传感器网络需要60轮数据采集和1.56 s的推测时间;推测120节点传感器需要140轮数据采集和4.12 s的推测时间.该算法可以准确快速地推测传感器网络的拓扑,适合大规模传感网络的拓扑推测.

研究了无向双环网络G(N;±1,±s)的紧优分布特性,提出了一种快速仿真算法,计算出了4≤N≤1 000中任意节点数N存在的紧优个数n,仿真出了4≤N≤1 000的n-N紧优分布率和n/(N-3)-N紧优分布率,给出了其中无紧优无向双环网络的N值.仿真结果表明,n-N分布呈现平稳的波动特性,n不随着N递增,而n/(N-3)-N随着N的增加呈波动性下降的趋势,且与N的奇偶性无关.

基于TPC-W基准对网上交易系统的性能测试及分析进行研究,找出了影响系统性能的瓶颈,进而提出一种基于TPC-W的网上交易系统性能优化算法.该算法使用队列调度和管理来协助实现拥塞控制,根据先到先服务的原则,公平处理到达缓冲区的服务请求,能有效解决系统拥塞问题,从而达到算法优化,提高系统性能的目的.通过实验可知,使用优化算法前,交易响应时间随着远程浏览器(RBE)数量增加而迅速提高;而使用优化算法之后,每种交易的响应时间提高到一定程度之后趋于稳定,符合优化算法设计的预期效果.

利用椭圆曲线密码体制同安全级别下具有更短密钥的优势,通过改进用户对银行发送过来的挑战的盲变换形式,提出了一种安全、高效的移动电子支付协议.同时为了有效控制银行电子现金支付信息数据库的规模,提出了在电子现金中嵌入有效使用期和用户、商家转存电子现金的最长使用时间.此外,设计时将面额信息嵌入至电子现金中,从而达到使用一套系统参数和银行公私钥对即可签发多种面额电子现金的效果.分析表明该协议具有较少的计算量和较高的在线处理效率,可抵抗多种伪造攻击,有效保护用户的消费隐私,且银行和商家数据库大小可以控制,大大缩短转账响应时间.

提出了一种基于K均值的无线传感器网络动态调度分簇算法(DSCA),不但考虑了能量感知这一重要问题,还针对无线传感网络的稳定性和可靠性,提出了节点的同步失效概念,通过采用K均值得到更加平衡的分簇,使得能量消耗更加平衡.该算法发展了一种基于信号接收强度指标(RSSI)而无需知道节点坐标的簇质心求解方法,提出了基于局部信息集中的动态多簇头选举机制和动态时分复用(TDMA)通信轮数分配机制,这些机制使无线传感网络的能量消耗达到了高度均衡,保证了节点的同步失效,提高了传感网络的稳定性和可靠性.仿真结果表明,算法可以减少约70%的簇重构次数.

通过片上可编程系统(SoPC)设计方法构建光纤通道(FC)控制器,详细分析了硬件设计的功能模块图.FC控制器硬件集成了NIOS II处理器、DDR SDRAM控制器、flash控制器、定时器、串口和带Avalon接口的光纤通道接口逻辑,通过Avalon交换总线进行互连.采用自底向上的方法,分别从功能模块级、知识产权(IP)核级和系统级给出了FC控制器的仿真验证框架,并用Altera公司的Stratix GX系列现场可编程逻辑门电路(FPGA)进行了上板调试.验证结果表明,提出的仿真验证方案正确可行,能较好地完成验证任务.

设计了一种用于TFT-LCD驱动的高效率高性能电荷泵.在分析了宽输入恒输出电荷泵原理的基础上,采用跟踪输入电压动态调整升压倍率的方法,克服了传统固定倍率电荷泵的效率随输入电压升高而大幅降低的缺点.提出了简单多倍率开关阵列及控制电路,采用了改进的三管复合开关减小静态功耗.电路用0.6μm BiCMOS工艺实现.测试表明:在输入电压2.7~5.5 V,工作频率250 kHz条件下,输出电压为5 V,满载电流为25 mA,平均效率提高了14%,最低效率提高了15%,静态电流为0.1 mA,负载调整率为0.014%mA-1.

设计了一种用于D类音频功率放大器中产生死区时间的互锁电路,通过对功率管的输出状态进行检测,使得在每种状态下只有一个功率管导通,有效地防止了上下功率管的同时导通,从而减小了功率级的损耗,提高了放大器的效率.针对该互锁电路提出了一种死区时间设计方法,使得在有效抑制功率管导通的同时引入最小的失真,同时对引入死区时间所产生的影响做了详细分析.仿真结果表明:该互锁电路在输出信号的上升沿产生的死区时间为13.6 ns,在输出信号的下降沿产生的死区时间为15.5 ns.

采用陶瓷烧结工艺制备了BST/MgO复合陶瓷,研究了不同MgO含量对材料微观结构和介电性能的影响.实验结果表明:BST/MgO复合陶瓷中只存在BST和MgO两相,Mg元素大部分以MgO独立相的形式存在,少部分固溶到BST晶格中;加入MgO有细化晶粒的作用,使晶粒大小更均匀;BST/MgO复合陶瓷比纯BST的相对介电常数和介电损耗均有明显下降,随着MgO质量分数的增加,相对介电常数下降,介电损耗略有增加.当频率为1 MHz,MgO质量分数为20%时,相对介电常数和损耗分别为315和0.004 8.

基于概率论,给出了一种模糊可靠性指标的计算模型.选用分布区域有限的β分布作为随机变量的概率分布类型,由功能函数中随机变量的相关数据确定模糊事件的"模糊临界区间".将β分布函数引入到模糊失效事件的隶属函数中,使隶属函数具有在整个定义域上光滑、曲线中心对称的特点.针对岩土工程问题中功能函数较简单的情况,推导出计算模糊事件失效概率的具体表达式.通过实例得出了竖向承载桩承载力的模糊失效概率与相应的可靠性指标.计算实例表明,本方法在进行可靠性分析中具有精度高、计算简便等优点.

考虑非线性波浪载荷,提出了集装箱船结构直接设计法中设计波浪载荷的确定思路和方法.按此思路编制了程序,并对一艘集装箱船作了相应计算,将弯矩传递函数计算结果与相应模型试验进行了比较,预报趋势和量值与模型试验结果都有较好的一致性.将非线性波浪弯矩计算结果与德国劳氏船级社(GL)规范公式结果及国际船级社协会(IACS)标准进行了比较,结果显示非线性中拱中垂波浪弯矩的比值处于GL和IACS之间,非线性中拱中垂合成弯矩较非线性波浪弯矩平均增加了20%到35%.发展了一种改进的非线性切片理论和方法,用于计算包括外飘砰击、底部砰击和甲板上浪引起的非线性波浪载荷,适合于确定非线性的设计波浪弯矩和合成弯矩.

将高能激光脉冲聚焦在合金样品表面形成样品的高温等离子体,用光栅光谱仪与增强型电感耦合装置(ICCD)分析等离子体的发射谱线来测定合金中的元素种类与浓度.实验以系列标准铝合金的光谱来标定Fe,Si,Cu的定量分析标准曲线,分析了铝合金中主要元素的测量精度与探测限.研究表明,该方法在合金元素质量分数大于0.01%时,测量相对误差在5%之内;在合金元素质量分数低于0.01%时,测量绝对误差在0.001%之内,对3种合金元素的检出限可达6×10-5~10×10-5左右,且采用基体元素作为内标可进一步提高分析精度.

采用箱式高温电阻炉和小型快速热解设备对神府煤进行热解,系统研究了在950~1 300℃下慢速、快速热解过程中,温度和升温速率等对多种微量元素释放规律的影响.对实验样品的ICP-MS测试结果进行计算,分析了元素的挥发率.结果表明:Cd,Se,As,Ga等表现了较强的挥发性;Zn,Cr,Sr,Ni,Be等次之;Ba,Hf等则表现为不易挥发特性;多数微量元素的挥发性随温度的升高而有不同程度的增加.比较挥发率的数值得出,慢速升温过程中,在950~1 300℃,各微量元素的析出率增加了1%~24%;快速升温过程中,则相应地增加了2%~21%;慢速升温热解时挥发率比快速时高3%~7%.

利用热重(TG)法进行了聚四氟乙烯(PTFE)型印刷线路板不同升温速率的热解特性实验研究,建立了表观热解反应动力学模型.利用固定床热解试验装置进行了PTFE线路板热解实验,利用气-质联用(GC-MS)和扫描电镜(SEM)分别检测了热解气体和固体产物.结果表明:a.所建热解模型与实验数据符合较好,求得动力学三参数分别为活化能223.606 kJ/mol,反应级数0,指前因子1.529×1013min-1;b.热解气体产物主要为八氟环丁烷.手动剥离即可实现金属和玻璃纤维等组分的分离富集,富集的金属片主要为铜片及其镀层上含有少量的金、镍等贵重金属;富集的玻璃纤维中含有大量的碳,还有一定量的O,F,Al,Si,Ca,Ti等元素.

采用射流界面不稳定扰动波雾化分裂理论,分析了单液滴在空气中以极高的速度运动过程中,由于液滴所受内外作用力的不平衡边界条件所产生的表面扰动;建立了液滴二次破碎色散方程,给出了单液滴在扰动波作用下发生二次破碎的最快增长率和相应的最不稳定波长,以及破碎时间和稳定液滴直径;分析了液体粘性、液滴速度对高速运动液滴不稳定性的影响,对液滴雾化机理进行了理论探讨.仿真表明:由作用于高速运动液滴表面的不平衡力,使得液滴界面产生变形加速度,这是导致液滴表面不稳定而进一步分裂的内在动因;粘性对扰动波发展有抑制作用,气液界面运动加速度是控制液滴破碎的重要因素.

采用红外测温仪测量了液体工质在受热微槽表面的温度场分布,实验研究结果表明:相同深度条件下,较窄的微槽液体工质温度分布较均匀;相同宽度条件下,深度对微槽内液体工质温度分布的影响不大.在较小的热流密度条件下,深度相同时,较窄的微槽汽液界面平均温度较低,宽度相同时,深度的变化对汽液界面平均温度的影响不明显;在较大的热流密度条件下,深度相同时,较窄的微槽汽液界面平均温度较高,宽度相同时,较浅的微槽汽液界面平均温度较高.