在磁盘系统仿真器DiskSim的基础上,提出了一种独立冗余磁盘阵列在线数据重建方法仿真器的设计方案和实现机制.该仿真器以事件驱动的方式与主磁盘系统仿真器进行信息交互,并支持对2种常用的磁盘阵列重建方法(流水重建方法和面向磁盘的重建方法)的功能和性能仿真.仿真结果证明了磁盘阵列在线数据重建方法仿真器的有效性.

为了提高对象存储系统的安全性,根据对象存储系统的特点,提出了一套基于椭圆曲线密码体制(ECC)的安全机制.在直接涉及数据存取安全的客户端与对象存储设备(OSD)之间,通过采用双向身份认证、会话密钥协商等安全措施,避免了中间人攻击等多类网络攻击,同时降低了系统对通信信道安全性能的要求.该安全机制不仅保证了对象存储系统的高安全性,而且简化了密钥管理.

针对ID3算法倾向于选择取值较多的属性的缺点,首先引入属性重要性进行改进,然后根据ID3算法中信息增益的计算特点,利用凸函数的性质进行简化,减少了信息增益的计算量,提高ID3算法中信息增益的计算效率.实验证明,优化ID3算法与传统ID3算法相比,在构造决策树时具有较高的准确率和更快的计算速度,并且构造的决策树还具有较少的平均叶子数.

研究了n个工件在2台机器下的流水作业排序问题,目标是使加权完工时间最小.同一工件在一台机器上完工后与在另一台机器上开工前存在一定的时间间隔,将其定义为运输时间,所有运输过程均由单自动机完成.讨论了该排序问题的复杂性,并引入了一种启发式算法,证明了该问题是强NP困难的,该算法的紧界为3/2.

提出双紧优的概念来构造高效的有向双环网络G(N;r,s),给出了任意有向双环网络的直径(D(N))和宽直径(D2(N))的定义及相关证明,得出了它们之间的关系D2(N)≥D(N)+1.给出了任意有向双环网络G(N;r,s)的双紧优点的仿真分布图.结果表明,有向双环网络G(N;r,s)的紧优点不一定是双紧优点,且双紧优点的分布无规律.

针对加速度计随机噪声影响无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)角速度解算精度的问题,提出了一种滤波设计方案.基于十加速度计构型方式,利用加速度计输出构成的角加速度项作为状态方程,而对数法解算的角速度作为观测量,构建了卡尔曼和H∞滤波器.在改变加速度计随机噪声、状态初始估值和噪声颜色的情况下,仿真分析和对比了卡尔曼滤波和H∞滤波的效果.结果表明,H∞滤波不受加速度计随机噪声统计特性大小、噪声颜色的影响,比卡尔曼滤波有更强的鲁棒性和稳定性;H∞滤波后,角速度精度比对数法提高了2个数量级.

针对经典奇异值分解求解方法所导致的虚假震荡信号,提出基于约束二次规划的磁纳米粒子粒径分布函数求解方法.在求解粒径分布函数中,以解的二模最小化为目标函数,将磁纳米粒子磁化曲线的数值不定式和解的非负性条件作为约束条件,建立了该线性约束二次规划问题的优化模型.在Matlab环境下利用软件Mosek进行优化计算,并使用无噪声、含有模拟噪声的仿真数据和实际数据分别进行了对比实验,验证了方法的有效性.

在位置与标识分离的体系结构(LISA)的基础上,提出位置与标识分离的体系结构的网络访问控制机制(LISA-NAC).该机制包括基于标识的访问控制(IBAC)模型和自验证标识.IBAC模型提供了更加精确和高效的网络访问控制,并能适应移动节点的访问控制.自验证标识使得报文接收方可以不依赖第三方认证,直接根据报文携带的信息来验证报文源归属,从而减少标识欺骗的可能性.基于原型系统的实验结果表明,LISA-NAC带来的传输性能下降和系统开销较小,具有可行性.

将波变量法与预测技术及四通道遥操作系统结构相结合,在保证时延系统稳定性的基础上提高其透明性.根据理想透明性条件分析了四通道结构的参数选择方法.为了将波变量方法应用于四通道结构,通过合理的力/速度信息组合将四通道结构分割成二端口网络并对其输入输出信息进行了波变换.在主端的波域加上预测器,并设计能量综合器来保证预测器的无源性.分析了所提方法的透明性和稳定性.仿真实验表明,在一定条件下所提方法能够保证时延系统的稳定性,并具有较好的透明性.

提出了一种新的离岸流观测方法.该方法利用超高频岸基雷达观测离岸流运动,并利用雷达电磁波与离岸流作用所产生的多普勒频偏,计算离岸流运动的频率特性,分析离岸流的速度、浪高、所在位置、持续时间.对近岸浪破碎潜在产生的离岸流进行了评估,弥补了传统利用海流计测量的不足.实验结果表明超高频岸基雷达可进行实时性观测离岸流,能够很好地预测天然海滩近岸流场.

为抑制高频雷达中的非平稳射频干扰,推导并分析了其距离-多普勒谱形式及时频特征,指出在时频域上射频干扰表现为单(或多)分量时频脊,且在不同距离元上的时频分布仅有一个相位因子的差别.利用射频干扰特征提出了时频掩模法来抑制非平稳射频干扰.高频地波雷达OSMAR-S实测数据处理结果表明,关于射频干扰的分析正确,干扰抑制方法有效,能够显著提高高频雷达的抗射频干扰能力.

为解决由于强亮点源(以下称为干扰)的存在影响对弱亮点源(以下称为目标)的测量和分析,甚至无法得到弱目标噪声源声图的问题,给出了一种聚焦波束形成的零阶和一阶导数共同约束的零陷权(以下称为一阶零点约束权).该权可以在任意给定的多个位置形成零点,取得目标的位置和波形,并抑制干扰的旁瓣,且仅取决于干扰的位置,无需实时解算,运算量小、稳健性高.不同信噪比和信干比条件下,单个和多个干扰的仿真结果表明,该算法在常规的聚集波束形成无法得到目标噪声源声图的情况下,可以在单个或多个干扰位置形成零点,得到目标噪声源的声图.

将2×2交叉谱密度矩阵理论及其传输规律应用于随机高斯谢尔模型光束及其传输特性的研究.在交叉谱密度矩阵传输的理论基础上,推导了随机高斯谢尔模型光束在自由空间传输中的斯托克斯矢量以及偏振度方程.研究表明,无论是在纵向还是在横截面方向,场点的斯托克斯矢量和偏振度的演变都与光源的横向相关长度有关.在传播方向上,仅当相关长度与光源光斑尺寸相当时,斯托克斯矢量和偏振度在传播中才有一个逐渐较明显增加的过程;在横截面方向,相干性较好的光源传播一段距离后,斯托克斯矢量在远离中心方向变化缓慢,相干性较一般甚至较差的光源,传播一段距离后斯托克斯矢量在远离中心方向迅速衰减.

为了满足计算机视觉标定与精密测量对图像边缘定位的高精度和抗噪声要求,提出一种基于正交Fourier-Mellin矩亚像素边缘检测的改进算法.首先,建立亚像素边缘理想模型,推导了新的Fourier-Mellin矩7×7模板,利用各级矩的卷积来提取边缘点细节特征.然后,根据幅值旋转不变性原理,通过分析图像边缘旋转至垂直方向后各阶次Fourier-Mellin矩之间的关系,得到被测点亚像素边缘的各级参数.再根据改进的边缘判据,利用其高阶矩的细节描述能力和低阶矩的噪声抑制能力,确定图像中实际边缘点的亚像素坐标.实验结果表明,改进算法具有更高的检测精度和更强的抗噪性能,对含噪直线和含噪曲线的定位精度可达0.07像素和0.10像素,更好地满足了图像边缘定位的稳定可靠、高精度测量要求.

以戊二醛(Glu)胶联丙烯酰胺(AM)形成的软物质凝胶材料的成胶过程为模型,用超声衰减法检测不同浓度交联剂、温度及不同质量丙烯酰胺形成凝胶的成胶过程的微结构变化.同时用流变仪检测凝胶形成过程中粘弹性等参数的变化.实验表明:丙烯酰胺浓度、交联剂的用量和温度不同,丙烯酰胺形成凝胶的超声衰减系数及所需的时间也不相同,丙烯酰胺浓度越大,超声衰减系数越大,凝胶形成越快;温度越高,交联剂的量越多,丙烯酰胺凝胶形成所需的时间越短.

提出了捕获跟踪水体地标的飞行器导航定位方法.根据水体在红外图像中的统计特性,检测水体地标并对其进行跟踪.跟踪地标时根据飞行器连续3个相邻采集位置的测量数据解算出飞行器与地标间的斜距,获得飞行器在地标坐标系中的坐标,然后经过坐标转换确定出飞行器的大地坐标,并对惯性导航系统进行误差校正.实验结果表明,该方法能有效地提高飞行器导航精度.

基于运动段分类的思想,提出一种人体轮廓提取方法.首先通过离散轮廓演变(DCE)提取场景各像素点所对应的运动段,然后在特征子空间(PCA)内对图像包含的运动段进行分类,最后去除属于背景类的运动段得到人体轮廓.在场景包含了其他运动干扰(如车辆、树叶、雨滴等)的情况下,该方法也能够高效地分割出人体轮廓区域.对USF室外步态序列的实验结果表明,经过运动段分类之后的人体轮廓提取效果较分类之前有明显改善.

通过前景分割和形态学处理得到人体剪影,用链码来表述剪影,求取链码的方向直方图并对其归一化得到一幅剪影图像的稳定特征向量.在识别过程中为了解决行为识别中的时间偏移和速度差异问题,改进了动态时间弯折算法,不使用2个序列的起始端点,而是在模型序列中搜索得到相对于测试序列的局部最优起始端点.最后,对不同行为主体、不同图像尺度的5种人类行为(伸平左臂、挥舞左手、走、坐、下蹲)进行了识别实验,在±30°视角范围内识别率达以95%以上.

将基于模拟退火算法的改进模糊C均值聚类应用到储粮害虫图像分割中.针对模糊C均值聚类算法中计算量大和易陷入局部最优的问题,引入模拟退火算法,开始时以较快的速度找到最优区域,最终找到全局最优解,可以提高收敛速度和计算的精度.Matlab仿真实验表明该算法在储粮害虫图像分割中比模糊C均值聚类更有效.

首先提出了基于灰度级-梯度二维Tsallis熵法,以提高分割结果的准确性,然后利用混沌粒子群优化算法寻找分割阈值,最后提出递推方法以减少迭代过程中适应度函数的大量重复计算.实验结果表明,基于递推混沌粒子群优化算法(RCPSO)和灰度级-梯级二维Tsallis熵法及不仅尽可能地考虑了所有目标点和背景点,使分割后的图像区域内部均匀、边界形状准确、特征细节清晰,而且粒子群处理的计算效率和收敛精度进一步提高.

在研究高速飞梭刺绣控制功能需求的基础上,提出了基于运动控制器和以太网的开放式数控系统体系结构,其上位机采用通用的工业计算机,下位机采用高性能运动控制器.研究了高速飞梭刺绣机布框运动速度规划和主轴转速算法,运用最优控制算法对布框最短运动时间进行求解,同时规划出布框运动的速度曲线,据此提出一种新的主轴转速算法.仿真结果表明提出的算法可以有效提高主轴转速和刺绣效率.

为减小倾角仪的测量误差以满足盾构姿态角的测量精度要求,基于曲线拟合原理研究了倾角仪温度漂移误差和非线性误差的软件补偿方法.根据倾角仪测量实验结果,首先建立不同标定倾角下的温度漂移误差的线性模型,然后通过曲线拟合求出模型的各个系数与倾角的关系函数,最终得到倾角仪的误差补偿公式.实验证明,这种方法不但可以有效消除环境温度变化对倾角仪测量的影响,还能校正倾角仪自身非线性造成的测量误差,补偿系数少,求解方便.

为了满足功能梯度材料零件快速成形和制备的需要,开发了高精度数字化功能梯度送粉系统.该系统采用同步送粉带结构、优化的落粉调节装置和全程封闭负压式载气系统,实现了实时精确配比的多粉末梯度变比例送粉.送粉单元中30 kHz高频振动装置保证了系统对超精细粉末具有极好输送性.基于Lab Windows/CVI开发了送粉控制系统,并与功能梯度材料(FGM)快速成形系统集成和连接.试验结果表明:送粉系统在常速和低速送粉率下,具有送粉量精度高、线性度好、送粉稳定和均匀等特点,送粉误差小于1.5%,送粉重复误差在1%以下,最小送粉速率为0.005 g/s,能顺畅输送纳米陶瓷粉末.

基于高功率激光正支共焦非稳定谐振腔的特点,利用快速傅里叶变换,得到空心光束激光光场的远场分布,分析了远距离输送激光能量产生的激光烧蚀力学行为的演化过程.利用有限元法,数值仿真了烧蚀冲击波压强的时空演化过程,得到了烧蚀冲击波在ns激光脉冲照射下的空间压强分布随时间的变化关系.当激光谐振腔初始输出单脉冲激光能量为500 J,脉冲宽度为10 ns,脉冲关闭后延迟时间分别为80 ns,160 ns和240ns时,烧蚀表面产生的最大压强分别达到2.10 GPa,1.75 GPa和1.36 GPa.

针对复杂焊接零件,提出了八叉树、前沿推进和约束Delaunay相结合的自适应四面体网格生成方法.基于微分几何原理,提出了任意复杂立体打印(STL)曲面的智能识别和自动分解方法;给出了基于曲率信息和焊缝、热源等位置信息的2种自适应网格尺寸控制点的自动化构造策略;利用八叉树背景栅格所生成的网格密度控制点,分别利用前沿推进法和约束Delaunay方法生成表面网格和体网格,实现了复杂焊接零件的高效率、智能化、自适应四面体网格生成.数值算例验证了算法的有效性.

采用原位合成技术,以二甲氧基硅烷(GPTMS)作为有机改性剂,用溶胶-凝胶法制备了3种稀土离子(Tb3+)掺杂的有机改性二氧化硅玻璃.测量了它们的发射光谱和红外光谱,探讨了不同有机改性剂含量及热处理温度对原位合成的稀土有机配合物掺杂二氧化硅凝胶玻璃的发光性能、热稳定性及机械性能的影响.结果表明:有机改性可以使凝胶玻璃结构致密,机械性能提高,但同时热稳定性降低;对于不同的稀土有机配合物掺杂体系,GPTMS使荧光增强的最佳摩尔分数也不同.最后确定了各种性能都较好的配方,为今后制备具有较强荧光的含铽的凝胶玻璃提供依据.

通过分析双丝埋弧焊焊接过程和热源加热特点,建立了双丝焊接的几何模型和有限元模型.采用移动双椭球热源模型为双丝焊的焊接热过程的热源模型,阐述了一种新型双丝焊热场算法的设计思路和过程.利用有限元软件ANSYS二次开发工具即APDL语言改进和编写了移动双椭球热源的计算和加载程序.使用高效的数组存储、矢量操作命令进行热流值的分开计算和加载,提高了焊接模拟计算的效率,减小了数值模拟的计算量,实现了16 mm厚的钢板的双丝埋弧焊焊接过程的计算机仿真.通过实验验证了此算法的正确性和高效性,对实现大型焊接件焊接过程的数值计算具有一定的参考价值.

在模具型面的位移修正法(DAM)、平滑的位移修正法(SDAM)和成形传递函数法(DTFM)的基础上,提出一种基于傅里叶结合小波变换的离线闭环控制迭代算法,进行折弯凸模型面修正,实现回弹补偿.为减少模具和人工成本,借助数值模拟替代闭环控制迭代修正所需的工件成形回弹试验.将上述凸模型面修正算法应用于半椭圆形工件的渐进成形加工,平均误差是-0.493～0.573 mm.实际应用结果显示所提出的算法对减少渐进成形回弹误差是合理可行的.

按建筑结构抗震规范的规定构造加速度反应谱并将其作为随机激励,构造了四川地区典型公共钢筋混凝土框架结构有限元模型,采用拟动力时程方法对结构的抗震性能进行计算,得到了钢筋混凝土框架结构的易损性曲线.针对原型结构在地震作用下柱基础容易发生屈服破坏的情况,对原型结构基础采取了铅芯阻尼橡胶支座隔震加固措施,对加固后的框架结构进行了计算并得到了修正的易损性曲线.通过对比得到在地基不失稳的前提下,小震时结构发生中度以上损伤的概率非常小,大震时随着承重结构进入塑性屈服发生中度以上的损伤概率开始逐渐变大,而且钢筋混凝土框架结构纵横2个方向的易损性概率在大震时有差异,采取隔震加固措施后结构损伤概率明显减小.

为研究折线配筋先张梁的疲劳受力性能,对2根折线配筋先张梁和1根后张有粘结预应力混凝土梁进行了等幅疲劳试验,并对未发生疲劳破坏的试验梁进行了静载试验,探讨疲劳加载对其剩余静载承载力的影响.试验结果表明,折线配筋先张梁疲劳破坏始于底部受拉非预应力钢筋的脆性断裂;疲劳加载过程中钢筋应变、混凝土应变、裂缝宽度、挠度均有不同程度的增长,呈现"三阶段"变化规律;前期的疲劳加载对试验梁受力性能影响较小,试验梁正截面受弯破坏,有明显的延性破坏特征,其承载力与现行规范计算值相比有一定的安全储备.

基于南昌英雄大桥主梁钢混结合段模型试验,研究了斜拉桥钢混结合段的应力分布和传力机理,推理可知钢板与混凝土的结合方式对钢混结合段传力机理具有重要影响.根据钢板与混凝土之间2种不同的结合方式,研究了钢混结合段2种不同的传力机理,并建立了2个相应的有限元计算模型.通过模型实验值和2种有限元模型计算值的对比分析,得出以下结论:钢混结合段钢板与混凝土协同工作性能、混凝土密实性直接关系到钢混结合段传力路径和传力机理;钢混结合段混凝土密实性越好,钢混结合段安全性能越高.

推导了复杂应力状态下碳纤维智能层的压阻本构方程.利用仿真实验数据对碳纤维智能层电阻率层析成像系统的有效性进行了验证.图像重建结果表明,在复杂应力状态下,智能层具有良好的传感特性.通过与被监测结构的第一、第二主应变对比,发现智能层高电阻率区分布在高应力应变区,低电阻率区分布在低应力应变区.电阻率的分布可以定性地反映结构的力场.验证了碳纤维智能层电阻率层析成像系统是有效性的.

从化学反应动力学角度,基于实验数据选择了最佳基元反应模型,采用CHEMKIN软件包研究了O2/CO2气氛及空气气氛下甲烷火焰中NOx前驱物的转化机理,探讨了多种影响因素对NOx前驱物转化过程的影响规律,比较了2种气氛下NOx前驱物转化机理的异同,考察了重要基元反应在2种气氛下生成率的区别以及高体积分数CO2气氛对主要基元反应的影响,得到了不同气氛下NOx前驱物的转化历程,从微观反应动力学的角度解释了2种气氛下NOx前驱物转化行为的差异.结果表明NOx前驱物HCN和NH3在2种气氛下的反应历程是不相同的.其中:O2/CO2气氛富燃条件下NOx前驱物的主要转化历程为HCN→NCO→N2O→N2,NH3→NH2→N2;O2/CO2气氛贫燃条件下NOx前驱物的主要反应历程为HCN→NCO→N2O→N2,NH3→NH2→NNH→N2.

将手性指数引入电性距离矢量,建立手性电性距离矢量(cMK).通过多元回归方法研究16种手性有机酸(6种手性羟酸和10种手性氨基酸)的薄层色谱保留指数与cMK的定量构效关系(QSAR),经最佳变量子集回归建立最佳三元数学模型,传统的判定系数为0.909,逐一剔除法(LOO)的交互验证系数为0.856.研究结果表明,该模型具有良好的稳健性及预测能力.根据进入该模型的3个手性电性距离矢量(cM1,cM5,cM15)可知,影响手性有机酸保留指数的主要因素是分子的二维结构特征和分子的手性特征.新建手性电性距离矢量对手性有机酸的保留指数表征是合理且有效的.