结合红外测温仪与机器人熔射路径对基体/涂层温度分布进行连续在线检测,提取周期温度均值和标准差对检测结果进行表征.据此实验研究了机器人Z字形路径参数,包括熔射距离、扫描间距与速度对涂层温度分布的影响.结果表明:扫描速度对周期温度均值变化没有影响,扫描速度的选择应优先考虑周期温度波动;涂层周期温度标准差随扫描间距的增加而减小,但是周期温度均值变化取决于射流/粒子流对基体/涂层的作用时间;周期温度均值和标准差均随熔射距离的减小而增大.

采用Nd∶YAG激光器在45#钢基体上制备了镍基纳米Ni包h-BN/CaF2复合自润滑涂层,利用金相显微镜观察涂层形貌,并运用销-盘式高温摩擦磨损试验机对在不同温度条件下(室温和400℃)的涂层的摩擦性能进行了评价.结果表明:纳米Ni包h-BN有效地改善了BN对基材的润湿性,而加入部分CaF2也大大改善了激光熔池的流动性,形成了具有良好冶金结合和组织致密的熔覆层,显微硬度变化范围在740~900HV0.2之间.复合涂层的摩擦系数较镍基涂层显著降低,但随着温度的升高,涂层的摩擦性能变差.

把μm级银粉、潜伏性固化剂等混入热固性环氧树脂,制备出各向异性导电胶,并采用倒装芯片技术,通过热压固化工艺,对RFID电子标签进行封装.通过对导电银粉形貌、连接点微观形貌、胶水的固化曲线、Tg曲线、绑定强度和韧性实验、湿热加速老化实验(85℃,85%RH)的研究来分析该各向异性导电胶的性能.结果发现:银粉颗粒为具有粗糙表面的球形,粒径均一,平均粒径为3.0μm,能均匀分散在树脂中.在180℃,12 s,1.4 MPa热压条件下,制备的ACA能够成功应用于RFID标签的封装;胶水有较低的固化温度(固化峰为127.7℃)和较快的固化速率(ΔT为50℃)及较好的耐热性能(Tg为135.4℃);胶水有较强的绑定强度和韧性及较好的耐湿热性能.通过与国外同类产品(Delo AC163)比较,制备出的各向异性导电胶达到国外同类产品AC163的性能,适合大规模低成本RFID标签的封装.

为进一步降低熔丝沉积成形设备的运行成本,同时提高成形效率,设计一种斜壁结构的支撑,基于STL模型提出并实现其自动生成算法.实验证明该支撑结构与常用直壁结构支撑相比,不仅能够有效辅助零件实体的成形过程,而且能够尽可能地减少支撑材料消耗量和成形时间.算法实用可靠,已成功集成至Power RP软件支撑模块中.

针对传统STL模型布尔运算方法效率低和精度差的问题,提出一种空间离散STL模型三角面片的算法,该算法可快速排除大量不相交的三角面片,减少三角面片求交计算次数,提高计算效率.同时采用一种规避奇异位置的算法,避免对奇异位置的复杂计算,解决了布尔运算中奇异点的问题,提高了计算精度.实验结果表明所提算法高效准确.

基于整体矩形匹配方法、结点扩展方法、道路连续匹配终止准则等,提出了一种较完善的从高分辨率遥感影像上提取直线道路方法.利用最佳匹配矩形扩展结点进行道路的连续提取,建立道路连续匹配终止准则结束对当前道路的连续提取.该方法具有较高的自动化程度,能够快速准确地提取出影像上主要道路,较好地表示道路的边缘、宽度和方向.同时,在道路提取过程中将自动跟踪和少量人工处理有机地结合起来,使得方法具有实用性.

借助于Packing问题的优化思想,提出了一种基于子模式类型的NAM优化策略.并比较了三角形子模式、矩形子模式以及三角形和矩形子模式混合的NAM表示方法,理论分析与实验结果均表明:基于子模式类型的NAM优化策略是行之有效的,对NAM的优化具有一定的指导意义.不断地逼近模式的最优化表示是NAM优化策略的最终目标,NAM优化问题在降低存储空间、提高传输速度、加快处理过程、模式匹配等方面具有理论参考意义和实际应用价值.

为了满足仿真系统中对仿真的实时性和视觉效果上的真实性要求,提出了一种改进的质点-弹簧模型,采用传统的质点-弹簧模型与虚拟弹簧共同表征图像的表面,利用Verlet数值积分更新图像变形期间的质点位置,使用双线性插值技术实时绘制出动态变形的效果.在OpenGL环境下对改进的3D质点-弹簧模型进行了仿真实验,实验结果表明所提模型能逼真地模拟出图像变形的效果.

为了提高地面背景图像中目标识别的可靠性,提出一种基于多特征融合的飞机目标识别方法.该方法的基本思想是将基于显著性特征提取的目标识别方法与序贯融合方法相结合.首先用最小错误概率准则来描述目标各个特征的显著性,由此得到按显著性从大到小排列的特征序列,再采用序贯的融合方法计算并更新目标的置信度.当置信度大于等于0.9时识别其为真目标.给出了运用此方法识别机场图像中的飞机目标的实例,证明了该方法的有效性.

针对传统主动轮廓模型在目标检测中存在的不足,对传统Snake算法进行了改进,用轮廓和目标间的频域距离来构造内力.分别研究了在单纯频域距离约束下和频域距离与图像力共同作用下Snake的变形行为.研究表明,在单纯频域距离约束下Snake能变形到目标、能量趋最小化,而在频域距离和图像力共同作用下Snake不能变形到目标.提出一种新的变参数Snake算法,该算法的变参数方式是让频域距离和图像力在Snake变形的不同阶段起作用,实验结果表明新的Snake算法可以变行到目标.

介绍了奇异值的基本理论以及基于奇异值的图像分解方法,将奇异值分解方法应用于储粮害虫图像的压缩.为了与常规的图像压缩方法进行比较,在图像压缩比相同的情况下,通过分别计算jpg格式压缩和奇异值分解方法压缩的均方误差,计算结果表明,基于奇异值分解的图像压缩方法,误差小,效果良好,因此在储粮害虫的图像处理中具有很高的实用价值.

为形成汽车众多电控单元的数字化控制网络,研制CAN(控制器局域网)总线系统.采用SAE J1939通信协议,有针对性地设计了CAN总线通信系统,用于具有ABS(制动防抱死系统)、AT(自动变速器)、EMS(电控悬架)、EPS(电动助力转向系统)4个电控单元的车辆底盘;并使用CANoe软件数字模拟了总线的运行状况;使用PIC18F458微处理器完成CAN总线接口电路设计,对数字模拟的虚拟总线进行了硬件实现,并装车实测.试验结果表明,该系统工作稳定,抗干扰能力强,能满足实时通信及综合控制的要求.

针对船舶总体装配制造物流仿真的功能需求,提出了船舶总体装配物流仿真系统总体解决方案,进行了总体架构的设计,完成了工程化仿真流程的制定和船舶总体装配物流仿真模型的建立.依托可视化仿真软件QUEST建立了仿真运行环境,进行了系统实现,最后通过在船舶总体装配建造中的应用,验证了仿真系统设计的合理性.

研究了单源多汇交通优化问题及其重要性质,提出了单源多汇交通优化问题的位势法,该算法以关于费用的最短路程为初始势,以非零流的最小费用流为初始流;用标号法找可行的增广链,在标号过程中若某点不满足平衡要求则由到达该点的可行的增广链增广最小费用流的流量;以弧割为工具,计算最小费用流的势的最大调整量,并修改最小费用流的势.算例证明了算法的正确性和复杂性及算法的有效性.

利用通用有限元方法建立水泥混凝土路面沥青加铺层有限元模型,计算车轮荷载位于最不利位置时沥青加铺层的应力分布以及超载对沥青加铺层应力的影响,并分析接缝处沥青加铺层应力随吸收层模量变化的规律.计算结果表明:接缝处沥青加铺层的主应力、等效应力以及应力强度均远大于其他位置,反射裂缝由此产生并向上扩展;随着应力吸收层模量从20 MPa增加到100 MPa,沥青加铺层主拉应力相应减小8%,说明采用较大模量的吸收层可延缓反射裂缝的出现.此外,超载也对沥青加铺层反射裂缝的产生具有实质性的影响.

在MPEG-7的基础上提出了一个通用多媒体数据库模型G3M,给出了模型的形式化描述.与通常的用XML数据库方案来存储和检索MPEG-7媒体描述信息不同,G3M充分利用了MPEG-7的多媒体描述模式(MDS),将多媒体数据中包含的复杂语义信息提取出来,并根据用户的兴趣在对象-关系数据库上进行建模.强大的多媒体表达能力,使得G3M能引入领域知识,为语义推理和智能化检索奠定了基础.

针对点到二维(2D)隐式曲线的正交投影问题,提出了一种稳定的几何迭代算法.分析隐式曲线在初始点处的曲率,将给定点向初始点处的切线或曲率圆作投影,并建立了追踪投影点的一阶和二阶泰勒迭代方法;在此基础上提出了基于曲率的步长控制策略;考虑到泰勒迭代方法产生的误差,进一步给出了基于梯度的迭代误差矫正方法.最后,给出了计算给定点到二维隐式曲线正交投影的完整算法.仿真结果表明,算法稳定、高效,收敛性良好.

针对当前真随机数生成器(TRNG)中存在资源开销大、可移植性差的问题,设计了一种利用数字电路时钟抖动以及相位漂移工作的TRNG.TRNG以多组反相器振荡环路作为随机源,使用线性反馈移位寄存器(LFSR)实现后处理.在Xilinx Spartan3平台的测试实验中,探讨了振荡环数目、采样频率等设计参数对TRNG输出结果的随机特性的影响.测试结果表明这种基于多组振荡环结构的TRNG产生的随机序列安全可靠.由于仅使用了普通逻辑单元,使得该TRNG能快速移植到集成电路设计流程中,缩短了开发周期.

对考虑每个属性下各决策者权重的决策问题,提出序数偏好下的群体理想解概念,用TOPSIS法求解.先对决策者加权,用TOPSIS法将每个属性下各备选方案的个体偏好序集结为群体排序;再对属性加权,用TOPSIS法将每个属性下的群体排序综合为备选方案的最终排序结果.以供应商选择算例说明方法的可用性,与现有方法的求解结果比较表明了方法的合理性;该方法将TOPSIS法扩展到处理具有序数偏好的多属性群决策问题,避免了逆序的产生.

针对大脑运动皮层群体神经元信号与运动轨迹关系的辨识,分别建立了基于人工神经网络(ANN)和基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的非线性具有外部输入的自回归NARX模型.在三维虚拟空间中对猴子手臂运动实验记录的多通道神经元信号进行分析,通过与线性ARX模型的比较,说明非线性模型比线性模型能够更好地描述脑运动神经系统,并且用最小二乘支持向量机建立的模型比人工神经网络建立模型的预测精度更高,泛化能力更强,适用于大脑皮层神经元信号的分析,有利于实现性能更高的脑机接口系统.

为了消除黑塞矩阵和步长因子的影响,利用非线性共轭梯度算法计算搜索方向,在混合非线性共轭梯度算法的作用下保证了每次搜索均为下降方向;利用非精确线搜索方法改进SPSA步长计算方法,通过与下降的搜索方向结合,保证了每次迭代时目标函数值的减小,加快了收敛速度.将改进的SPSA算法用于异步电机再励学习系统中,仿真结果证明了其可行性和优越性.

提出一种改进的混合压缩相符预测器.混合压缩相符预测器采用两阶段压缩过程:先将部分序列样本压缩成模型以知识的形式保存;再将知识传递给后续样本用于置信预测.混合压缩相符预测器不仅能提高计算效率,还提供巧妙的邻近性度量,从而极大地提高了第二阶段的预测效率.以田纳西-伊斯曼化工过程为例,验证了该方法的有效性和高效性.

为了充分发挥伪码捕获的迭代消息传递算法快速捕获的特点,根据迭代消息传递捕获算法的流程,提出了其在FPGA上的实现方案,给出了用于迭代计算的RAM块组织结构、迭代方式和迭代后的数据分析方法.通过海上实测数据验证表明,实际捕获时间小于2 s,能够快速捕获无线电导航系统中的天波干扰信号,证明了该算法的有效性和实用性.

为提高影响射频识别系统广泛应用的关键因素之一——多标签识别的识别效率和可靠性,基于二项分布随机过程,建立了射频标签识别时隙ALOHA协议的马尔可夫随机模型,给出了其求解方法和过程,讨论了依据时隙占用情况进行标签数量估计的方法,建立了标签数量、时隙数量和识别吞吐率、识别效率之间的数学关系,分析和得出了识别不同数量标签时帧中最佳时隙数量的选择.通过数字仿真,验证了所建立马尔科夫随机模型和理论分析的正确性,并得出了一些有益的结论.

针对多重链QoS路由问题,在给出QoS度量的串行寻优算法的基础上,给出一种QoS度量帕雷托并行路由快速预计算方法,此方法为q个QoS度量分配q个处理器,并行计算出满足路由请求约束可行路径的帕雷托子集,在帕雷托子集中综合选择合适的转发路由.实验结果显示该方法能够较好地进行路径寻优,并且算法的复杂度较低,可用于解决有限节点网络的复杂QoS路由问题.

提出一种新的超宽带脉冲波形的设计方法,通过在频率域进行多点采样,将超宽带信号设计成适合多址接入的ns级极窄脉冲,同时符合FCC频谱模板对功率的限制.能充分利用频谱模板,并给出脉冲波形具体数学解析式,修改频域采样点数目及幅度值参数能够进一步提高频谱利用率.减少了与其他无线窄带系统的相互干扰,提高了UWB通信系统的性能.方法灵活有效,适用于不同的频谱模板.在理论分析的基础上对方法进行了仿真,仿真结果验证了该方法的有效性.

利用人工神经网络具有从大量不完整数据中逐步获取知识并进行复杂目标优化的能力,提出一种基于改进的BP神经网络预测功耗可管理器件空闲时间长度的自适应动态电源管理模型(AMBA).该模型根据空闲时间长度预测值选择最佳低功耗模式,并且通过预测性能评估结果动态调整神经网络的网络权值,从而能够自适应功耗可管理器件负载特性的变化.仿真结果表明了该模型的有效性,预测正确率可以达到80%左右,平均功耗比指数平均预测方法降低了30%,比Timeout策略降低了37%.

针对目前基于周期性分簇的同步协议需时间同步、不适应于事件驱动下的传感器网络的问题,提出了一种事件驱动下支持服务质量(QoS)的异步分簇协议,其核心是事件产生时能够保证实时可靠传输,网络分簇按照某一分簇概率异步进行,该概率由簇头的数据传输速率和剩余能量共同决定;无需时间同步,且采用混合式的簇构造算法来选举新簇头.仿真实验结果表明:该协议保证了敏感数据的实时传输,降低了丢包率,并有效地均衡了节点的能量消耗,延长了网络存活期.

给出无轴承电机的互感模型,据此导出了同步旋转惯性振动抑制力模型.该模型不仅适用于具有凸极型转子结构的无轴承同步电机,还适用于具有圆柱型转子结构的无轴承同步电机.给出同步旋转坐标系下的2极浮控4极无轴承电机的电感模型,据此导出适用于该种磁极配置无轴承电机的同步旋转惯性振动抑制力通用模型.仿真结果验证了所导出的旋转惯性振动抑制力模型的有效性.

针对电感脉冲输出容易产生高电压,而且一般的断路开关也不易快速切断大电流这两个问题,提出了用模块化技术和脉冲变压器降低断路开关的开断电流,用金属氧化锌阀片(MOV)保护超导电感上的过电压的技术方案.以超导电感脉冲输出的单模块电路为对象,重点分析了氧化锌避雷器(由MOV组成)的U1 mA(MOV通过1 mA电流时两端的电压)对脉冲输出波形的影响,提出了U1 mA的选择原则.同时讨论了断路开关的开断时间对脉冲输出的影响.实验验证了此单模块电路的脉冲输出效果.

分析了基于电平对象的多电平控制策略——2电平矢量拓展法在控制逻辑结构上的冗余,精简了其控制结构,并在新的电平标量意义下提出了新的基于电平对象的多电平控制策略——电平标量合成法.该方法具有控制复杂度小,并且适用于多电平系统的优点.同时,还针对调制过程中可能出现的电平溢出问题,提出了零序分量补偿的解决方案.仿真结果证明了电平标量合成法的可行性和通用性,也证明了零序分量补偿方案可以进一步增大可调制区域的范围.

采用三维N-S方程和标准k-ε方程模型对自行设计的风量试验台的多层孔板整流装置在两种送风方式(侧送/上送)下的整流效果进行了数值分析,结果表明转弯处分离流动堵塞了测量流道,并进一步影响到通过整流装置后相对喷嘴的来流均匀性,最终影响了上送风方式测量精度.通过对采用两种送风方式整流效果的比较,探讨了试验台多层孔板整流装置加速主流、耗散涡流的整流机制.研究结果为类似的外特性性能试验台的设计及精度评估,提供了依据和参考.

研究了多时间尺度电力系统稳定域边界的校正问题.将奇异摄动理论应用于多时间尺度动力系统,给出了精确慢流形的逐次近似算法,从而获得系统的有效近似慢流形;基于近似慢流形提出了稳定域局部边界的校正法,所给算法利用5阶双时间尺度电力系统模型进行仿真计算.仿真结果表明所得校正边界比简化局部边界更接近稳定域边界,较好地提高了稳定域局部边界的计算精度.

以维修工程理论为基础,提出了复杂装备虚拟维修系统设计的总体方案,该方案集成了远程虚拟测试和控制系统,利用知识工程方法进行维修分析决策,可以实现维修过程仿真;设计了基于组件技术的虚拟维修系统多层次体系结构.该虚拟维修系统通过了多个装备虚拟维修任务的应用验证,可快速重构形成新的系统,适应复杂装备维修决策、维修仿真需要.