以滚珠直线导轨为研究对象,在实际测试的基础上提出了导轨系统中滚道表面波纹度数学模型,建立了滚珠与滚道因波纹度引起的接触量变化的解析模型.基于赫兹接触理论分析了滚珠与滚道之间接触量与接触力的关系,将滑块简化为一个刚体,建立滑块的动力学方程;在一定速度条件下对该方程进行求解,并与试验测试的结果进行对比,验证了所建立的导轨系统动力学模型的有效性.数值计算结果表明:在导轨系统振动的研究中滚道波纹度是不可忽略的因素.

选择k-ε湍流模型和空泡动力学理论对离心泵内部的空化流场进行计算,获得了三种不同空化阶段(无空化、空化初生及空化充分发展)叶轮内部气泡分布规律,捕捉了叶轮受力以及蜗壳壁面和叶轮出口压力脉动的动态信息.时频分析结果显示:数值仿真场中压力和受力在空化不同阶段表现出不同的时频特性;随着进口压力的降低,气泡首先在叶片背部产生并逐渐随水流扩展;在不同空化阶段,蜗壳内压力脉动主频均为叶频,蜗舌处压力脉动幅值最大;当远离蜗舌时,叶片作用大于动静干涉,叶轮出口出现了比蜗壳壁面更多的高频成分;叶轮Y向动态受力峰峰值变化幅度明显大于X和Z向,空化的发展主要引起叶轮Y向振动加剧.

为了解决纯电动轿车模式切换时的操作复杂性和乘坐舒适性等问题,提出了模式识别策略和模式切换策略.模式识别策略是基于模糊控制，通过识别车速、加速度均值和电池SOC(荷电状态)来进行自动识别;模式切换策略是基于德国的冲击度限制标准，通过限制转矩的增加率来减小整车的冲击度.仿真结果表明:提出的控制策略能准确地识别驾驶员的意图,避免了通过手动切换挡位的操作复杂性;并且在模式切换过程中使整车的冲击度小于10 m／s3,满足了德国的冲击度限制标准.

通过分析连续柔性成形装置的结构特点,提出了柔性辊离散和连续两种建模方法.从接触方式、应力分布等方面对两种有限元模型进行比较,结果表明:柔性辊离散模型中的刚体短辊以分段折线逼近目标曲线形状,与板料为点接触,柔性辊连续模型中的实体辊与板料为光滑曲线接触;相比于光滑曲线接触,从厚度分布可以看出点接触导致了鞍面件厚度分布不均匀,产生了局部变形;柔性辊连续模型的应力分布较离散模型均匀.采用两种有限元模型成形鞍面件和球面件并与实验结果比较,可知柔性辊连续模型预测实验件的偏差小于离散模型的偏差,说明其更适用于模拟连续柔性成形过程.

为了研究射流表面的减阻特性,提出了同轴旋转测试方法,建立了同轴旋转测试与平面测试下模型壁面所受摩擦阻力间关系的数学模型,构建了射流表面减阻测试系统.对射流表面回转体模型进行实验,研究射流孔径、射流角度、旋转速度与射流速度耦合情况下射流表面的减阻特性,并将实验结果与数值模拟结果进行对比分析.实验结果表明:射流表面在一定条件下具有较好的减阻效果;各因素对实验指标的影响按大小次序依次为射流孔径(A)、射流角度(B)、射流速度(D),最佳方案为A2B2D3,减阻率为8.565％.通过模型实验值与数值计算值比较分析,验证了实验结果的可信性及所建模型的准确性

为了克服推力圆锥滚子轴承中直母线滚子的端部应力集中问题，设计了一种深穴空心圆锥滚子轴承,它兼备了空心结构和深穴结构的优点.通过有限元方法分析了实心滚子、空心滚子、深穴滚子和深穴空心滚子的应力分布,并研究了空心度、深穴深度和深穴直径对深穴空心滚子接触应力的影响规律.结果表明:深穴空心圆锥滚子的应力分布优于其他三种结构,深穴结构可以明显改善滚子端部的应力集中现象;圆锥滚子的空心度为55％时较为合理;随着深穴深度和深穴直径的增大,滚子端部的应力变小,而中段的应力却变大.最后,通过对圆柱型、圆锥型和球面型深穴结构的比较,发现圆锥型深穴结构更为合理,且加工方便.

提出一种闭链弓形五连杆机构,当杆件触地时，通过改变自身的形状,使其质心相对于触地杆对应的虚拟滚动圆心发生偏置,产生重力偏置力矩来驱动机构翻滚.首先,利用对称原理进行闭链弓形五连杆结构设计,当其外轮廓为圆形时,机构的质心与形心重合;其次,利用封闭矢量法对机构准静态翻滚过程进行了运动学分析,得到杆件触地过程和关节触地瞬时机构质心矢量与两个驱动关节角的关系;然后,求解关节触地瞬时机构能够实现平稳过渡的质心矢量轨迹,利用最小二乘法进行恒质心偏距的准静态翻滚运动规划;最后，制作实物样机并进行了准静态翻滚实验.实验结果证明了闭链弓形五连杆机构平稳准静态翻滚的可行性.

考虑两半球体单峰塑性接触时球台体积守恒建立实际接触面积、法向接触载荷、塑性指数的解析解,通过中间自变量——两接触粗糙表面的间距,建立了机械结合部法向接触的力学模型.计算与分析结果表明:在给定法向总接触载荷下,两接触粗糙表面的间距随塑性指数的增加而增加;对于非常光滑表面或硬材料,接触几乎始终为弹性;表面越粗糙或材料越柔软,更多塑性接触会出现,未计及塑性接触的GW理论低估两接触粗糙表面的间距;在给定法向总接触 载荷下,总接触面积随塑性指数的增加而减小;在非常高塑性指数下,弹性接触所占比例极少; 在较低塑性指数下,塑性接触面积对总实际接触面积的贡献非常小;修正GW弹塑性接触理论适用于法向接触载荷极大的情况.

采用碳热还原法制备了不同W含量的(Ti1-x,Wx)C固溶体(摩尔分数x=0.00,0.07,0.17,0.32),研究了反应温度对产物的物相组成和(Ti,W)C粉末特性的影响,并以(Ti1-x,Wx)C为硬质相制备了(Ti1-x,Wx)C -20Ni金属陶瓷,对其组织和力学性能进行表征.结果表明:随着温度升高,TiO2 和WO3被逐步还原并碳化; (Ti1-x,Wx)C固溶体粉末的晶粒尺寸和晶格参数均随W含量的提高而降低; (Ti1-x,Wx)C基金属陶瓷组织中无明显芯／环结构,随着W含量的提高,陶瓷晶粒细化、孔洞数量减少、组织更均匀;当W含量为x=0.17,0.32时,其综合力学性能较好.

采用进化策略的优化方法对防弯器的结构进行优化设计,以达到减小结构体积、减轻结构质量的目的.运用进化策略在给定的设计参数范围内对结构进行优化,并通过细长梁模型模拟防弯器和柔性立管的组合结构,检验优化后的结构是否符合设计要求.以防弯器体积为目标函数,将其结构主要几何参数作为变量,在给定的受力条件下,以防弯器弯曲曲率小于允许值为约束条件,对结构进行优化设计.将本文程序的优化结果与不同优化方法的计算结果进行对比,结果表明:本优化方法的收敛性较好,优化效果明显,而且在一定程度上要优于遗传算法的优化效果.

为降低托板连接双层圆柱壳振动与辐射噪声,采用波动理论分析了含黏弹性夹层板振动波传递特性;基于阻抗失配原理,将黏弹性夹层板引入到双层壳托板结构中,并利用有限元和边界元法数值分析了新型托板结构减振降噪性能,讨论了托板夹层黏弹性参数变化对双层壳振动声辐射性能的影响.结果表明:含黏弹性夹层的板结构对振动波具有较强的阻抑作用;采用黏弹性夹层托板能有效降低双层壳振动声辐射性能,辐射声功率较普通托板连接平均降低约9.4 dB.

通过短期海况的时间历程模拟,基于有限元法直接计算船体结构应力,得到短期海况下的结构单元米泽斯应力的时间历程及短期分布,进而得到单元米泽斯应力的长期分布和基于序列统计原理的极值分布.考虑到材料屈服极限和模型不确定性,建立了屈服强度可靠性分析的极限状态方程,给出了一种基于米泽斯应力的船体结构屈服强度可靠性分析方法.算例结果表明：结构单元的短期米泽斯应力符合威布尔分布,而基于序列统计原理的米泽斯应力极值分布符合对数正态分布.

通过探索舰船桅杆夹层结构在海洋环境中的力学特性,得到了结构在轴向载荷下的极限强度和破坏模式,其中复合层板结构的材料失效准则采用TsaiWu准则,建立计及材料非线性与几何非线性的夹层结构的力学模型.研究结果表明:夹层结构在轴向载荷作用下的失效模式以结构的整体失稳和局部分层失稳为主;在夹层结构数值分析中,首层失效和最终失效得到的临界失稳载荷差距很小,工程上可以简化分析,不考虑材料失效;船用夹层结构的极限承载力计算方法可以为复合材料结构的舰船应用提供基础性技术支撑和工程化判据.

针对视频流在通过易错信道传输时丢包和延时导致的降低接收端的视频质量问题,为了提升视频流的容错性能,提出了一种快速容错编码策略,对每个主要帧自适应地编码多个冗余帧,并且进一步提出了快速多冗余帧数量计算的方法.利用实验数据得到失真和码流消耗的函数,使用编码参数来快速估计率失真代价值,进而根据失真模型对具有不同冗余帧计数的冗余帧的编码参数进行限制.由于序列相邻帧的特征具有相似性,因此使用临近帧的编码参数及失真和码流消耗对统计模型进行更新.最终通过利用失真和码流消耗的统计模型,分析冗余帧数量对总体端对端率失真代价的影响,以此选择优化的冗余帧数目和编码参数.实验结果表明:该算法与自适应调整编码参数的冗余帧编码的算法相比,峰值信噪比平均提高约1 dB,具有更好的端对端视频传输质量.

通过对标签唯一标志(ID)进行进制转换并制定相应编码规则,在二叉碰撞跟踪树(2-CT)算法基础上,提出了三叉碰撞跟踪树(3-CT)算法.3-CT算法自适应调整二叉树或三叉树分割标签碰撞集,降低了搜索树整体深度,进而提高了2-CT算法识别效率.理论分析和仿真实验表明:3-CT算法有效提高了2-CT算法吞吐率,其系统识别耗时和耗能较少,当标签数量较小时,吞吐率提高了约10.53％;当标签数量级较大时,最高吞吐率趋近66％.

针对现有ZigBee网络多PAN路由算法在路由构建过程中通信开销和传输时延较大,以及不相邻PAN的节点间无法建路的问题,提出一种基于梯度信息的低开销混合路由(GLHR)算法.通过网关的梯度定向扩散操作,构建PAN内节点至网关的梯度层次,并借助梯度信息限制路由发现中控制分组的路径,缩减控制分组转发次数.利用先验式和按需式的混合路由策略传输数据分组,降低通信开销、减少分组时延.仿真结果表明:与现有的典型算法IP-AODV相比,GLHR算法在数据分组平均端到端的时延、网络开销、分组传送成功率等方面的性能得到整体提升.

通过对硬件木马的激活过程进行建模,分析了影响激活时间的主要因素,提出一种在集成电路设计阶段插入木马检测专用模块(MFTD)的方法,即在电路中翻转概率低的节点处插入特殊结构的门单元,使电路中所有节点翻转概率都大于特定值.基于ISCAS′89基准电路s386的仿真结果表明:通过合理设定电路中节点的翻转阈值,该方法能够在检测阶段有效增加电路的开关频率,缩短木马的激活时间,提高检测效率,同时使面积开销较小.

针对已知仿真模型参数取值范围而难以确定其精确取值的问题,在仿真模型验证工作的基础上提出了基于可信度优化的仿真模型参数估计方法.首先,在仿真模型上开展拉丁超立方试验,并评估得到每个试验点下的仿真模型可信度;然后,将所有试验点下的仿真模型参数和可信度作为训练样本,采用支持向量机得到仿真模型参数与可信度之间的关系模型,由此将动态的仿真模型可信度优化问题转变为静态的函数优化问题;最后,基于遗传算法得到使得仿真模型可信度最优的参数取值,即为仿真模型参数的估计值.在应用实例中,该方法有效地确定了某导弹导引系统仿真模型参数取值.

针对线性未知时变系统控制器设计中离线虚拟参考反馈校正法的不足,提出了基于遗忘梯度算法的自适应虚拟参考反馈校正方法.首先,通过离线虚拟参考反馈校正法初始化控制器参数;然后,在系统运行过程中实时采集控制对象两端的输入／输出数据,构造滤波器及虚拟参考信号;最后,利用滤波数据在线辨识并实时更新控制器参数.对控制器参数收敛性进行了理论分析,并仿真验证了所提方法在控制对象特性改变情况下,具有良好的自适应性.

针对平台式惯导系统进行综合校正时须要限制载体低速和等纬度的问题,提出了基于惯性坐标系下的捷联式惯导系统的综合校正技术.由于两点校需要精确的方位信息,但受安装偏差等影响,实际信息精度不能保证,因此采用三点校算法.利用间歇获得的外部位置信息,建立其与陀螺漂移和方位误差的关系式,再利用最小二乘法算出陀螺漂移并进行方位误差补偿.通过理论和实验分析表明:当捷联惯导系统工作在水平阻尼状态下时,三点综合校正方法不受载体运动和纬度变化的影响,能够准确地对位置和方位误差进行补偿,进而显著提高惯导系统的长期定位精度.

针对极速学习机(ELM)性能过分依赖于隐层节点稠密的单隐层前馈神经网络(SLFN)问题,提出了适用于多类分类的精简型ELM，即SVM-ELM(基于支持向量机优化的ELM).该方法大幅削减隐层节点数为类别数,同时通过SVM技术优化每个节点的线性决策函数,显著提高单个节点的决策水平,为ELM的宏观决策提供有利条件.在HCL2000,MNIST和USPS等公共数据集上的实验表明:该方法能够减少节点数目而不损害学习精度,当类别数为10时,基于SVM-ELM方法构造的10节点SLFN泛化性能即可超越基于原始ELM方法构造的包含成千上万个隐层节点SLFN的泛化性能.

针对标准粒子滤波算法中存在的重要性密度函数难以选取的问题,提出了一种新的迭代平方根容积粒子滤波(ISCPF)算法.将高斯牛顿迭代和平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法相结合,得到迭代平方根容积卡尔曼滤波(ISCKF)算法.利用ISCKF算法获得粒子滤波算法的重要性密度函数,有效抑制了粒子退化现象.捷联惯导系统大方位失准角初始对准的仿真结果表明:该算法对航向失准角的估计精度可以达到2.21′,相比于标准粒子滤波(PF)算法和容积粒子滤波算法(CPF)具有更高的估计精度.

采用数值仿真的方法,研究了电突触耦合对Hindmarsh-Rose(HR)神经元网络抗脉冲干扰特性的影响.结果表明：规则的耦合形式和神经元数目对网络的抗脉冲干扰特性影响较小;神经元间电突触耦合强度的分布对网络的抗脉冲干扰特性影响较大.在全局耦合结构下,当突触耦合强的度分布满足一定条件时,网络中的神经元仍能同步放电且保持稳定的放电频率,呈现出较好的抵御脉冲干扰能力.

为了实现对遥感影像深层次的全面安全保护,提出了结合密码技术与标记技术的遥感影像安全算法,使得遥感影像在传输、存储过程中能够通过密码技术主动防止信息泄露,并在发现遥感影像的非法使用之后能够通过标记技术明确版权甚至进行非法用户追踪.利用正交分解的独立性及融合性,实现密码技术与标记技术相结合,以达到两者在操作上的相互独立与在内容上的无缝融合,且在具体密码算法及标记算法选择方面无特殊要求.实验结果表明:基于正交分解实现密码技术与标记技术相结合,不但能够满足一般的密码技术安全要求及标记技术不可见性和鲁棒性要求,而且对遥感影像数据特征及后期应用影响很小.

为了克服现有空间关键字查询方法大多只适用于欧氏空间查询处理的局限性,提出了一种渐增监控查询处理方法(CMA),以高效处理路网中移动对象空间关键字连续top-k查询问题(CMkSK).该方法用一棵组合扩展树CEtree来界定查询的监控范围,通过识别、处理监控范围内对查询结果有影响的查询点和移动对象的位置更新对相应的CEtree进行修正,以保证查询结果的持续有效性.所提出的方法考虑了现实生活中对象的可移动性,可以处理查询点和数据对象在路网中自由移动的情形.最后,通过模拟实验证明了所提出算法较参照算法的性能提高约1.1倍.