提出了一种稳健的自动分类方法——自适应mean-shift(AMS)算法.该方法基于mean-shift聚类过程,不需要假定数据分布类型,也不需要指定类别的数目,自动化程度较高.自适应mean-shift算法根据数据分布特点自适应地确定带宽的大小,利用采样点估计模式来设计自适应估计器,自适应估计器将每个数据点与不同尺度的核函数联系起来,当核函数满足一定的条件时,AMS迭代过程收敛于极值点(mode),自适应AMS算法是一种归一化的密度梯度估计算法.采用TM影像进行分类试验,试验结果表明:该算法自适应程度高,精度也能满足要求,是一种稳健的自动分类方法.

首先将图像分解为8个位平面,选择前4个重要位平面,求出其灰度码表示,计算出每个灰度码位平面的欧拉数,组成欧拉向量;其次计算出每个灰度码位平面的信息熵,组成位平面熵向量;再把欧拉向量和位平面熵向量特征综合为一个新的图像特征,最后采用马氏距离计算图像间的相似度.实验结果表明本方法维数低,速度快,且避免了图像量化造成的误检,与比位平面熵算法和欧拉向量算法相比,检索效率高.

提取傅里叶-梅林矩作为Zernike矩的公共项,将Zernike矩表示为该公共项的线性组.通过研究Zerni-ke核多项式与傅里叶函数的对称性,将图像区域分成8个区域,只以一个区域的Zernike基函数的值代替其他7个区域基函数的值.而且Zernike多项式的系数具有迭代性.综合这3项技术,本文提出了一种快速计算Zernike矩的混合算法.根据对256 bit色灰度图像的实验结果表明该方法明显优于现有方法.

利用节点初始分布后,对无线传感器网络具有的极少确知信息,建立了初始的异步通信模型;同时给出一种简单产生临时ID号的方法,保证相互间较大概率的互异性.基于此,提出了一种有效初始簇头选举方法,通过局部比较本地ID与邻居ID,实现快速簇头选举.实验表明,该方法能在无线传感器网络初始分布的无序、空白的环境下,迅速建立起有效的簇头,完成网络初级结构的建立,为后续接入资源的分配乃至协议的应用,提供了前提.多组仿真结果表明,算法的稳定性较好,具有较强的实用性.

以移动学习中的课件点播为应用背景,提出了以连接代价最小的学习资源复制策略,将选择的最优资源预先复制到无线mesh网络(WMNs)中的骨干节点上,当学习者需要某一资源时,可通过Peer-to-Peer(P2P)方式,从最近的节点中获得所需学习资源,从而提高用户的连接速度和播放质量,同时缓解WMNs中网关节点的负载压力.针对所求问题是一个特殊的多维0-1背包问题,提出了一种改进的分布式遗传算法对问题进行了求解.仿真结果说明了改进算法的优越性.

提出了在频域设计M带非采样二维金字塔变换的方法.首先描述了完全重构的2带非采样二维金字塔变换.采用级联2带滤波器组的方法设计出完全重构的M带非采样二维金字塔变换.每个级联的滤波器可通过设置通带和阻带的截止频率来计算.所设计的变换取代Contourlet变换中的拉普拉斯金字塔变换,在获得一定冗余度的同时可对频域进行更精细的分解.实验证实了提出的变换去噪方法可获得较好的效果.

为提高多传感器网络中的目标定位精度,基于优胜劣汰的进化思想提出一种改进算法.该算法通过循环运算,剔除明显异常的测距数据后,再对目标点进行定位.首先利用最小二乘法,拟合出目标点的初始概位,然后计算各节点到初始概位的距离与测量数据的相对误差的绝对值及相对误差的平均值,判断该平均值是否达到某一经验值,若未达到经验值,则剔除相对误差最大的节点数据,再进行下一轮运算,直到平均值达到经验值,且确保节点数多于3时,此轮次中估算的概位坐标即为目标点坐标.Matlab仿真实验表明,本算法可有效地提高定位精度.

针对当前移动支付业务对安全性能的需求,描述了一种用于支付的手机终端,采用移动支付协议和终端安全机制,既保证了移动支付数据的安全性,又减少了通信次数和费用.此外,由于手机终端有限的存储能力和无线通信网络有限的带宽导致在无线移动环境中采用数字证书是不适合的,因此提出了一种基于身份的tate配对数字签名方案.通过终端身份特征生成密钥,有效地降低了公钥密码系统中数字证书的分发和管理成本.该数字签名方案具有简单、有效的特点,适用于低带宽的无线环境和低性能的终端设备中.

针对片上树型网络设计,采用胖树结构来降低根节点阻塞的瓶颈效应,同时以低响应时间作为主要指标,基于该胖树结构提出了一种由交叉点开关网格组成的网络结构.网络设计中,采用了一种面向变消息优先级的树型结构来缩短部分关键路径的级数;同时利用设置参数的方式增强对向上和向下消息传输路径的控制,使得整体级数从2logn减少到logn+log(logn).该设计仍保持着树型结构传输局部性的优点,最差响应时间为Ο(logn),且网络规模越大,树中相应节点间的可行路径越多、容错能力越强.

提出一种能够明显减小电流失配误差的新颖带隙基准核心结构,结合低功耗设计方法和一种全新的启动方式,实现了整个带隙基准电路超低功耗和快速启动的功能.基于JAZZ BCD 0.5μm工艺库模型,采用Spectre仿真器进行了仿真验证,结果显示,在电源电压VCC工作范围2.5~6.0 V内,带隙电压的变化为0.06mV;在VCC=3.6 V,温度范围为-25~100℃时,带隙电压精度为17.5μV/℃;典型工作状态下(VCC=3.6V,t=25℃),整个电路静态电流仅为3.71μA,启动时间为23μs.

针对目前以PKI技术为基础的网格安全基础设施认证机制存在的用户规模小、效率低、依赖第三方机构在线运行等问题,提出了基于组合公钥密码的网格身份认证机制.该机制根据离散对数难题的数学原理构建公开密钥与私有密钥矩阵,生成数量庞大的由公开密钥与私有密钥组成的公私钥对,从而实现基于标识的超大规模的密钥生产与分发.通过在网格应用中实现该机制,和网格安全基础设施的认证效率进行了比较,验证了基于组合公钥密码的网格身份认证机制的可行性和高效性.

提出了面向安全SOC的可信体系结构,以解决其面临的诸多安全问题,可信体系结构的核心是安全域划分和安全审核硬件单元.安全域包括可信基、安全OS、可信应用以及非可信应用,各不同安全域具有静态和动态隔离性;安全SOC中的安全规则最终由安全审核单元在硬件层面来保障.在可信体系结构基础上,讨论了怎样进行安全扩展以获得更全面的安全性,即抗旁路攻击、物理攻击、防止芯片被复制伪造以及因被盗而造成安全危害.

为提高椭圆曲线加密运算的速度,提出了一种多项式基表示的GF(2m)域高效标量乘加速器结构.该结构对面积和性能进行了合理的权衡,采用点加、倍点模块并行运算以提高速度;为了减少面积采用并行和串行相结合的方法对点加和倍点模块进行优化,初始化和最后的坐标变换求逆模块通过优化分解成一系列乘和加运算,合并在一个模块中用串行结构实现.采用Xilinx公司的VirtexE XCV2600 FPGA硬件实现结果表明,完成有限域GF(2163)上任意椭圆曲线上的一次标量乘的全部运算时间消耗为36.5μs,适合高性能椭圆曲线加密应用的要求.

通过分析椭圆曲线密码体制,比较软、硬件模块结构,对软硬件接口进行划分,提出了一种适合椭圆曲线公钥密码运算和满足实际产品需求的简单高效SOC架构,并讨论了设计、验证、实现以及软件系统的开发,成功完成了一款完全符合椭圆曲线密码体制及其安全标准的SOC芯片.椭圆曲线密码SOC采用HHNEC0.25μm制造工艺,实际芯片在59 MHz下的测试表明,192 bit非固定点乘运算性能为456次/s,256 bit非固定点乘运算性能为232次/s.

依据可索引列构造原子配置及其候选空间,针对候选配置提出了一种基于粗集约简的分层估算方法.首先通过对关系型联机分析的查询执行语法分析,生成索引集的原子配置,使得其中的索引列均被高代价算子访问.然后利用约简迭代构造彼此不可替代的索引集,以有效缩减待考察空间.最后基于索引的数量约束,使用枚举代价估算消除了当前层中代价最大的索引.利用约简的特性,该方法在保证索引有效性的前提下,有效降低了代价估算的复杂度.实验验证在付出中等规模的估算代价后,约简分层的枚举方法显著提高了枚举估算的效率.

针对基于演化计算的网络入侵检测存在演化过程时间和空间开销大、误警率高等问题,采用基因表达式编程(GEP)模式表示入侵检测规则,提出针对GEP入侵检测规则的约束文法,并通过增加规则约束判断及处理过程改进GEP基本演化流程,生成满足约束的入侵检测规则.最后使用KDD CUP′99 DATA对该策略进行评估,所生成规则只需2个网络属性,在测试集中检测率为89.79%,误警率为0.41%.实验结果表明:在较小种群和低演化代数内,GEP规则约束和演化策略获得的规则有效而简洁,可检测到未知入侵,在保持较高检测率的同时可获得低误警率.

对两个基于多个私钥产生中心的私钥分发协议给出了具体的攻击方法,指出这两个协议都无法抵抗恶意的私钥产生中心的攻击;提出了相应的改进方案,改进方案由用户的秘密参数和私钥产生中心的秘密参数共同生成用户私钥,并且在协议的交互过程中接收方都要验证收到的消息的真实性,从而使恶意的私钥产生中心无法成功得到系统用户的私钥,解决了私钥分发协议存在的用户私钥托管问题;并且对改进方案的安全性和计算复杂度进行了分析.

结合对象存储系统的数据访问模式,综合设计客户端和元数据服务的缓存,构造存储系统的合作缓存方案.该方案将客户端和元数据服务器的缓存作为整体进行设计,以达到提高缓存利用率的目的;通过缓存准入策略合理选择数据传送模式,减少数据传送的通信量;同时,合作缓存方案根据数据对象的大小、访问成本和网络负载动态地调整缓存策略,提高存储系统的服务质量.实验显示,合作缓存方案能较好地适应不同的工作负载,有效提高了系统的输入输出性能.

针对模糊c-均值算法对初始值敏感、收敛结果易陷入局部极小值的缺点,提出了两阶段模糊c-均值聚类算法.首先通过恰当的贴近度(满足相似相近性)估计分类数,选取初始聚类中心;然后通过模糊c-均值算法进行聚类,最后对所得的聚类中心采用逻辑斯谛型的灰色模型进行预测.由于聚类中心具有统计特征,因此较好地克服了样本间的随机误差,灰色逻辑斯谛模型较好地克服了每个样本内误差.采用上述方法对全国30个省市农村居民年收入进行了分析和比较,得出了具有参考价值的结果.

基于柔性变胞机构由于特殊的结构和运动形式,其动力学方程是非线性的,基于第一类拉格朗日方程,推导出柔性变胞机构任意构态柔性体的质量矩阵、刚度矩阵及广义主动力矩阵,建立柔性变胞机构任意构态的动力学控制方程,为实现对柔性变胞机构的精确控制打下基础;另外,根据杆件增加和减少两种情况下的构态变换矩阵推导出全构态柔性变胞机构的动力学模型.以4构态的柔性变胞机构为例,建立动力学方程并仿真验证所建立的全构态动力学模型的正确性和有效性.

在关键链项目管理、资源受限项目调度问题的理论基础上,分析了剪贴法和根方差法两种缓冲设置方法的局限性,同时考虑到项目中不同活动的资源利用程度各有不同,结合自由时差方法,设计了一种设定项目缓冲和汇入缓冲大小的新方法.最后针对PSPLIB中的典型算例在Matlab中进行了仿真验证.结果显示,在同样对项目完工时间有足够保护的前提下,利用所提出的方法能够得到更小的缓冲时间长度,从而避免由缓冲设置不当带来的新的资源冲突.

采用超声波分散的方法制备了纳米碳纤维/环氧树脂复合材料,研究了纳米碳纤维含量对复合材料导电性能的影响,并对其伏安特性及阻温特性进行了探讨.研究结果表明:复合材料的电阻率随纳米碳纤维质量分数的增加呈几何级数递减,其渗滤区域在0.1%~0.2%之间;其电流-电压关系基本符合欧姆定律;复合材料在升温和降温过程中均呈现出正温度效应和负温度效应,并具有较好的回复稳定性.

通过对动力学中的非线性现象及其控制方法的探讨,研究了动力学中的非线性分岔特性,以经典的倒立振子/台车系统为例,考虑系统非线性特性,当控制变量的偏差大于某一值时,线性反馈控制难以使系统回复到原平衡位置.针对变结构控制的特点,基于动力系统中的非线性分岔特性和中心流形理论,提出了一种基于非线性的全局稳定的变结构控制策略,并可构造出相应的变结构控制器.以极限环及不稳定焦点为例进行了数值仿真,结果表明该控制设计策略具有良好的全局稳定性.

研究了基波磁势自平衡串并联混合有源电力滤波器.其串联在系统和谐波负载之间的零磁通变流器可自动实现对基波呈现低阻抗,对谐波呈现高阻抗,并可实时方便地检测出剩余谐波电流流过变流器时产生的谐波电压降.通过逆变器产生一个与检测到的谐波电压成正比的谐波电压源,并通过耦合变压器与无源滤波器串联之后再并联接入电网,从而更好地减少流入系统的谐波电流.实验结果证明了结论的正确性.

提出了交流永磁同步电机多目标输出跟踪控制的一般方法,利用微分几何中的微分同胚转换,先将永磁同步电机的非线性模型转换为与之反馈等价的线性模型,再采用线性系统中成熟的极点配置的方法对虚拟的电机线性系统进行控制器的设计.该方法实现了转子位置和转子磁链的动态解耦,将多输入多输出强耦合非线性的永磁同步电机系统分解成了两个独立的单输入单输出的子系统.在此基础之上提出了带干扰随动的位置伺服控制器的设计方法,不但实现了位置的动态跟踪控制,而且还能对扰动进行动态跟踪补偿.仿真结果证实了其有效性和优越性.

在基本蚁群算法(ACA)基础上重构解空间,并加入混沌映射机制得到改进蚁群算法(IACA).分别用该方法和基本蚁群算法求解同一船舶主尺度(船长、船宽、吃水、型深等)优化问题,并与混沌优化的结果进行对比,结果表明改进蚁群算法搜索效率更高,全局优化稳定性更强.在此基础上,就改进蚁群算法中的参数对主尺度优化的影响进行了分析,发现全局优化结果与参数的选取有直接关系,只有合理设计参数才能得到船舶主尺度优化的全局最优点.

提出将Dawson型兴波阻力理论计算方法用于求解三体船兴波阻力,按Dawson型兴波阻力理论计算方法对三体数学船型和三体方尾船型兴波阻力进行了理论计算,将兴波阻力理论计算结果与剩余阻力模型试验结果进行了比较,验证了Dawson型兴波阻力理论计算方法适用于三体船型兴波阻力理论预报,在中低速区间本方法较线性兴波阻力理论方法的计算结果有改进,并据Dawson型方法兴波阻力理论计算结果分析了三体船阻力特性和线性兴波阻力理论计算结果误差原因.

采用面元法对螺旋桨与襟翼舵相互干扰水动力性能进行计算,两者之间的相互干扰采用迭代处理.计算了敞水中襟翼舵与普通舵的法向力系数,并与试验值进行了比较.敞水计算结果显示,与普通舵相比,襟翼舵的法向力系数有了较大的提高,同时襟翼舵的转舵比对于襟翼舵水动力性能的影响比较大.在敞水襟翼舵的基础上,计算了螺旋桨与襟翼舵相互干扰的水动力性能.与敞水襟翼舵相比,桨后襟翼舵在相同舵角的情况下,法向力系数增大,但增加的幅度不同.还计算了襟翼舵在转舵比为1/4、进速系数为0.5时襟翼舵某剖面在敞水及桨后的表面压力系数分布情况.

以形状记忆合金SMA纤维增强复合材料梁为研究对象,根据SMA拟弹性曲线的特性,确立了一种SMA拟弹性应力应变关系的分段线性化模型;根据SMA的能量吸收特性,采用分步能量平衡法,求解了SMA增强复合材料梁受低速冲击时的横向位移和应力;分析了SMA的拟弹性特性对复合材料梁的低速冲击响应性能的影响.研究结果显示,SMA的能量吸收特性能有效地增强复合材料梁抗低速冲击响应性能,梁的最大位移和最大应力都有明显减小.

利用现代时频分析工具S变换的时频滤波特点,把反映场地局部特征的实际远场地震波或人工合成的远场地震波在等效速度脉冲的发生时间段实行时频滤波,再与等效速度脉冲叠加,生成既能反映场地局部特征又能反映近断层脉冲地震特点的人工近断层脉冲地震时程.通过数值算例,得到的人工近断层地震波与原始波有相似的时频特征,而功率谱密度函数在高频段与建筑抗震规范相容的目标功率谱一致,该波的峰值加速度还与抗震规范中相应烈度的峰值一致,可供近断层地区结构抗震分析使用.

基于忽略土骨架和孔隙水惯性效应的广义Biot固结理论的简化形式,采用前人提出的改进剑桥弹塑性动力本构模型以模拟软黏土在循环荷载作用下的变形、超静孔隙水压力累积效应,对于循环波压力作用下软土地基与大圆筒结构物耦合系统进行了弹塑性有效应力有限元分析,探讨了不同波高条件下大圆筒结构的不同变形模式以及失稳机理.计算结果初步表明:当波高较大时,大圆筒结构与地基耦合系统的瞬时位移较大,残余变形相对较小;而当波高较小时,大圆筒结构与地基耦合系统的残余位移相对较大.

根据多氯化萘(PCNs)分子中氯原子基团的特性,提出了一种新的连接性指数mH及其倒指数mH′,基于多元回归方法构建了对PCNs正辛醇/空气分配系数lgKOA和过冷液体蒸汽压lg(pL/Pa)进行估算的定量结构-性质相关关系,得到了多元回归方程,估算的平均误差分别为0.11和0.08.利用方程对另外一些PCNs分子的正辛醇/空气分配系数和过冷液体蒸汽压进行了预测,预测平均值和相同氯原子数的实验平均值较为符合,这些模型能较好地解释多氯化萘性质的递变规律,而且相关系数较高,预测能力强.

采用实时傅里叶红外光谱对氧杂环丁烷(OXT221)的光固化过程进行了动力学研究.在355 nm紫外光照射下监测981和827 cm-1两波峰吸收峰变化,得到单体转化率-时间曲线.通过研究氧杂环丁烷的光固化聚合机理,即从光聚合各基元反应的活化能大小的分析和多元醇促进阳离子聚合的活化单体机理的影响出发,揭示了提高光引发剂浓度、光强和温度可以提高转化率,而多元醇对单体聚合反应影响不大.