以系统小信号状态空间方程为基础,针对孤网运行中的分布式储能系统,提出了一种参数优化方法,该方法综合考虑了系统渐近稳定、控制带宽和鲁棒性等因素．根据Routh-Hurwitz和L2增益确定了参数优化的目标函数,并采用混沌粒子群优化(CPSO)算法进行求解，对包含三个分布式储能系统的微电网进行了优化求解算例分析．仿真结果表明:该方法可以解决因不合理参数引起的系统振荡、潮流反向以及储能系统相互充放电的问题;能够很好地解决分布式储能系统下垂控制器的参数整定问题,求解得出的参数能保证分布式储能微网系统的稳定运行和功率的有效分配,同时保持微网频率和电压稳定.

为了研究电流比较仪的双层磁屏蔽结构的屏蔽效能,针对径向外界干扰磁场,提出了一种基于磁路分析原理的电流比较仪双层磁屏蔽效能的计算方法,并用有限元分析工具对计算公式的准确性进行了验证．通过三个仿真实例,得到计算结果与仿真结果的相对误差小于30％．分析了影响磁屏蔽效能的因素,确定了当屏蔽铁芯和空气间隙的厚度接近相等时,磁屏蔽体能得到较大的径向磁屏蔽效能;并且当外形尺寸相同时,双层磁屏蔽体与单层磁屏蔽体相比,能以更少的磁屏蔽铁芯材料获得更大的径向磁屏蔽效能.

以四种不同容量锅炉为研究对象,分析了空气气氛锅炉进行富氧燃烧改造的可行性,以及改造前后热力性能参数的变化情况.研究表明:在结构不改变的条件下,空气气氛锅炉可以通过调整循环倍率实现富氧燃烧,但是由于CO2的高热容,因此导致受热面吸热不均匀和烟气流速大幅度降低,影响整个锅炉的安全运行;有针对性地提高烟气流速和减小受热面面积可以达到实现富氧燃烧锅炉改造的目的.结果表明:锅炉经富氧燃烧改造后各参数达到与空气近似的热力性能,其容积热负荷和截面热负荷与空气气氛相比降低了0.7％～2.5％,烟气量降低20％左右,而锅炉热效率可增加0.42％～4.10％.

建立了内嵌管式辐射地板的简化RC(热阻热容)模型,包括混凝土层的5R2C模型(基模型)、上表面铺设层的2R1C模型以及绝热层的2R1C模型三个部分．混凝土层5R2C模型的参数通过建立的有限差分(FDFD)模型在频域进行辨识确定,地板上表面铺设层2R1C模型和绝热层2R1C模型的参数可以直接根据地板上表面铺设层和绝热层的材料热物性直接计算．采用提出的内嵌管式辐射地板的简化RC模型建立方法,将辨识得到的混凝土层的5R2C模型作为基模型,当地板上表面铺设层和绝热层改变时可以快速准确地得到地板的简化RC模型．进一步建立了内嵌管式辐射地板的FDFD模型并将其作为参考模型,通过将参考模型及简化RC模型计算的频域热特性进行对比分析,结果表明所建立的简化RC模型有很好的准确性.

以Morpho Rhetenor蝴蝶鳞翅为研究对象,采用光学显微镜和电子显微镜对其蝶翅表面结构进行分析,提出一种易于操作、成本低的仿蝶翅微纳结构制备方法.以Morpho Rhetenor鳞片为生物模板,采用磁控溅射技术,借助烧结成型工艺,制备出仿蝶翅结构的Al2O3和ZnO反结构产物.再采用Rsoft软件对蝶翅结构及蝶翅样本的Al2O3和ZnO遗态结构进行光学仿真模拟,与实测的蝶翅样本反射谱进行比较.研究表明:仿真结果与所制备出的仿蝶翅微纳结构颜色及用低温原子层沉积工艺、溶胶凝胶等方法得到的结果较为近似,从而印证了该工艺的可行性,也为仿生微纳结构的制备及其应用提供了一条具有参考性的途径.

针对高空大气压力模拟系统对伺服装置泄漏敏感且充放气非对称性强的特点,提出采用一种简单、便于工程应用的伺服装置泄漏模型,并基于自适应鲁棒控制原理设计了控制器．自适应鲁棒控制器通过泄漏系数在线辨识减小参数不确定性对控制精度的影响,利用非连续参数映射的方法保证预估参数在一定范围,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了控制系统的渐进稳定性．实验结果表明:所设计的控制器可以获得不同压力点的泄漏系数并消除充放气非对称性的影响,提高系统控制精度和响应速度.

为了改善滑动轴承混合润滑时的摩擦学性能,在锡基巴氏合金表面加工出矩形阵列和发射线阵列的圆坑织构.采用销盘式摩擦实验机和数值模拟对织构的润滑性能及机理进行分析,研究不同滑动速度和载荷下表面织构的摩擦系数,并数值模拟了表面织构的油膜压力分布.实验结果表明:表面织构能降低混合润滑的摩擦系数.随着滑动速度的增加,表面织构的减摩性能更佳;但是随着接触压力的增加,表面织构的减摩性能降低.相对于发射线阵列织构,矩形阵列织构的摩擦系数更低并且稳定性更好.面密度为8.6％的矩形织构阵列(3#)具有较优的摩擦学特性,在滑动速度0.3 m／s、载荷5.0 MPa下的摩擦系数为0.015.模拟结果表明:相对于发射线型阵列织构,矩形阵列织构的油膜压力分布能减小润滑油泄漏,从而获得较好的摩擦学特性.

针对28CJ-70型立式轴流泵内部空化对机组性能的影响,从泵内空化基本方程出发,确立叶顶尖间隙γ、叶片吸力面流线分布和叶片进口边外缘修圆ψ为影响轴流泵空化特性的主要因素,并建立L9(33)正交实验表,分别对9组试验方案进行数值模拟,计算结果表明:叶顶尖间隙γ对叶轮吸力面外缘泄漏涡变化较为敏感,增大叶顶尖间隙γ能够有效改善吸力面外缘速度分布,但会使泵扬程降低;叶片吸力面流线分布φ对轴流泵效率和空化持续长度χ具有重要影响,当吸力面流线分布φ=0.7时,能够明显改善吸力面低压区流体回流范围,使空化持续长度χ迅速降低,并能大幅度减小空化体积分数.通过对立式轴流泵模型进行试验研究发现:数值模拟结果与试验外特性曲线能够较好符合,达到工程应用的要求,进而验证正交计算结果准确性.

针对一种助行康复机器人助力行走训练策略,进行了机器人助力控制研究.考虑使用者差异及机器人系统误差等干扰,建立了人机系统动力学模型及机器人助力控制模型.通过分析系统特性设计了前馈反馈复合控制器,为解决扰动力导致的移动单元转弯及推力突变问题,设计了模糊制器调整期望推力实现人机系统协调运动,利用Matlab软件对助力行走过程进行了控制仿真分析.研究结果表明:助力控制系统能够抑制干扰的影响,对人体提供期望推力,满足使用者对助力行走训练安全性和稳定性的要求.

为提高碳纤维复合材料螺旋桨的推进效率,达到设计要求,采用面元法与有限元法相结合的流固耦合分析方法对碳纤维螺旋桨进行水动力性能分析.引入近似模型技术,同时考虑桨叶几何参数和碳纤维材料铺层角度对螺旋桨水动力性能的影响,借助iSIGHT软件构建起基于响应面近似模型碳纤维螺旋桨多目标优化策略, 并以深潜水器螺旋桨优化为例进行了碳纤维螺旋桨的多目标优化分析.结果表明:基于流固耦合分析的碳纤维螺旋桨多目标优化方法能耦合优化分析碳纤维螺旋桨的流体和结构性能，所得到的设计方案能满足设计指标中的要求,螺旋桨的各项性能指标均得到优化,并能快速高效地优化出最优的设计方案.

为了使角反射器的3 dB波束宽度能覆盖合成孔径雷达天线所有模式对应的入射角范围,提出了一种合成孔径雷达角反射器的优化设计方法.首先结合光线追迹和Gordan面元积分法提出一种角反射器雷达截面积的快速计算方法,再通过大量仿真计算得出角反射器3 dB波束宽度随棱长比和安置角度的变化规律,最后基于此对目前常规的三条棱边等长型的角反射器进行优化设计，以提高其3 dB波束宽度.优化设计计算结果表明卫星HJ-1C,ENVISAT和ALOS在各自入射角范围内，角反射器方位向3 dB波束宽度分别增大了6.06°,6.26°和16.00°.

为了降低现有内部模板攻击的数据复杂度并提高攻击成功率,提出了一种内部模板攻击改进算法．对内部模板攻击算法进行了两点改进:一是在模板匹配分析阶段,提出了一种基于等级相关性的模板匹配策略,利用功耗曲线电压值的相对排名,提高了单个密钥片段恢复的局部成功率;二是在密钥恢复阶段,提出了一种基于校验方程的密钥恢复方法,利用冗余信息来修正猜测多个密钥片段的概率分布,提高了多密钥片段恢复的全局成功率．以8位微控制器上的LED(轻型加密设备)密码功耗旁路分析为例,开展了攻击验证实验．结果表明:改进后的算法提高了匹配的区分度，降低了攻击所需功耗曲线数量,仅需要50条功耗曲线即可使攻击的全局成功概率接近100％.

针对修正二次判别函数(MQDF)的替代参数的选择问题,提出一种选择参数h的方法．首先通过分析h在MQDF中的作用,将h对判别结果的影响分为两类情况;然后对每类情况在训练集上统计h的取值分布,并分析如何选择h可获得最优的分类结果;最后用非参数方法得到这两种情况的概率分布,从而得到h的最佳取值．在手写数字数据库MNIST和手写汉字数据库ETL9B上的实验结果表明了该方法在识别效率以及时间效率方面的有效性.

为进一步提高河流检测与识别系统中河流遥感图像分割的准确性和处理速度,提出了分解的二维倒数灰度熵河流遥感图像阈值分割方法.首先引入了倒数灰度熵,避免了香农熵中的无定义点问题,给出了一维倒数灰度熵阈值选取方法,考虑了图像灰度级概率及类内像素灰度均匀性;然后经推广导出了二维倒数灰度熵最佳阈值选取公式,增强了抗噪性;最后提出了二维倒数灰度熵的分解算法,将求解二维最佳阈值转化成分别求解灰度级图像和邻域平均灰度级图像的一维最佳阈值,运算量从O(L4)大幅降低至O(L).经大量实验验证,与改进的Otsu法、基于粒子群优化(PSO)的二维最大香农熵法、基于混沌小生境粒子群优化(NCPSO)的二维斜分倒数熵法相比,该方法在对河流遥感图像的分割效果和处理速度方面有明显优势.

为了解决消息传递接口(MPI)的集合通信性能在实际应用中受非平衡进程到达模式影响较大的问题,提出了基于进程到达模式感知的广播优化方法.根据多核集群层级特点,在流水线广播算法基础上,优化算法以节点内与节点间两级感知进程到达,使先到达的进程尽快开始通信操作,减少等待时间,提高通信效率.理论分析模拟结果显示优化算法几乎不受非平衡进程到达模式影响.试验测试了在不同消息大小、不同进程到达模式和不同进程数三种情况下的算法性能,结果表明:本文所提出的算法有效提高了MPI广播在非平衡进程到达模式下的性能,通信时间减少129％～174％.

针对现有多径抑制方法在航天器间测距系统短时延多径场景下性能下降的问题,提出了一种基于改进码环鉴别器的多径抑制方法.通过对短时延多径情况下的超前、滞后和对准相关器进行分析,定义了一种改进的对准支路.所设计的鉴别器通过比较改进的对准支路相关值和滞后支路相关值,保证了当本地估计码相位与直达信号码相位同步时鉴别器输出为零,克服了传统鉴别器过零点偏移的缺陷.通过理论分析和仿真,证实改进的码环鉴别器的短时延多径抑制性能优于现有的多径抑制方法的,提高了航天器间测距场景下接收机的测距精度.

设计了一款超宽带低噪声放大器(UWB LNA)．采用Cascode共基极电流复用结构,直流通路时能有效降低功耗,交流通路时增加了电路的增益,并且保持了Cascode结构高反向隔离性的优点．采用有源电感替代输出级的螺旋电感,减小了芯片面积,并且通过改变有源电感等效电感值的大小,实现UWB LNA增益的调节功能．基于Jazz 0.35μm SiGe BiCMOS工艺,利用射频／微波集成电路仿真工具ADS对该UWB LNA进行了验证．结果表明:在3.1～10.6 GHz频段内,增益大于14.1 dB,噪声系数小于4.0 dB,输入与输出反射系数均小于-10 dB,频率为7 GHz时输入三阶交调点为-11 dBm,功耗为19.75 mW.

针对数字通信单输入多输出(SIMO)系统中的信道盲均衡问题,使用优化理论中的半正定规划(SDP)方法,对采用随机梯度法求解的二阶统计量盲均衡算法(MSOSA)进行改进,给出了一种新的盲均衡求解算法SDP-MSOSA．相比采用随机梯度迭代法实现的MSOSA, SDP -MSOSA需要的数据样点更少,且收敛后的稳态误差更小,能够更加有效地消除码间干扰,仿真实验验证了算法SDP-MSOSA的有效性.

为提高应用X波段导航雷达反演海面风向的适用性和精度,针对现有局部梯度法反演海面风向存在无法自动寻找到合适的缩减图像分辨率,导致风向反演结果不稳定的问题,提出基于波数能量谱的海面风向反演算法．首先,应用风场成像特征,将包含风条纹的海面静态特征提取出来;其次,应用二维离散傅里叶变换获得海面静态特征的能量谱;最后,利用风条纹尺度特性,构建波数能量谱带通滤波器,将风条纹能量谱提取出来,从而得到海面风向．通过实验将本文算法、局部梯度法与风向标实测数据比较分析,表明本文算法反演适用性达到99％,反演精度提高了58.97％.

提出了一种基于IEEE802.11ad的正交频分复用 (OFDM)频偏估计算法,该算法将接收到的训练序列与本地保存的训练序列共轭相乘,对其相位角进行线性拟合,得到的斜率经过简单计算即得归一化频偏．通过数据消噪和分组对算法进一步改进,使得低信噪比下的估计性能得到改善．Matlab仿真表明:在高斯(加性高斯白噪声)信道和60 GHz多径信道下,改进的线性拟合方法性能稳定,频偏估计精度比传统的时频域估计高1个数量级,当信噪比为0 dB时,频偏估计的均方差达到10-4数量级,从而满足了OFDM系统的技术要求.

为了满足面向服务体系架构中对大规模访问请求高效评估的需求,提出了一种分布式策略评估引擎XDEngine．该引擎的核心为策略分解模块和请求分配模块,具有分解策略和分发请求的功能．提出了按照主体属性进行策略分解的算法,该算法将策略分解成多个子策略,并使得部署到每个策略决策点的子策略的开销相等或近似相等．通过实验对比了XDEngine和Sun PDP中策略决策点的评估性能,测量了含有不同数量策略决策点的XDEngine的评估时间．实验结果表明:策略分解算法大幅度提高了XDEngine的评估性能,XDEngine的评估时间随着策略决策点数目的增多而降低;XDEngine能够满足面向服务体系架构中高效评估高并发量访问请求的需求.

为了有效获取伺服系统机械传动部分的谐振特性,在分析二质量系统模型的基础上,提出了用于参数辨识的粒子群算法.该方法首先利用二质量系统的运动方程对负载侧的摩擦转矩进行了估算,然后设计了特定信号激励系统,获取电机转矩电流和转速,最后采用粒子群算法对二质量系统中的等效电机转动惯量、等效负载转动惯量、系统谐振频率以及阻尼比进行了辨识.实验结果证明辨识得到的系统参数能够准确描述系统的特性,有助于控制器的精确设计.

针对极区经线收敛导致以真北向作为航向参考的导航算法失效问题,提出了基于横向地理坐标系的导航参数定义和导航解算方法．该方法选取地球赤道上一点作为新的极点,并在地球模型为椭球模型情况下以该极点为基础定义了横向地球坐标系、横向地理坐标系以及横向经纬度,进而了设计并提出了将横向地理坐标系作为导航参考坐标系的惯性导航力学编排,仿真结果表明本方法解决了传统力学编排在极区不能正常工作的问题.

以3D梯度描述为依据,提出了一种基于3D梯度投影描述捕捉微表情关键帧的方法．首先，通过对视频流中面部特征区域的投影梯度方向直方图的直观描述来分析面部表情动作趋势,进而通过直方图的峰值区域捕捉微表情所在的关键帧；然后,运用多尺度多方向的Gabor滤波器组提取微表情特征区域的Gabor图谱,并引入局部二值模式进行特征降维；最后,通过基于梯度量级加权的最近邻算法进行微表情的识别与分类．实验结果表明:该方法摆脱了传统视频流表情分析系统对于动态图像序列进行逐帧检测识别的不足,较为有效地实现了图像序列中微表情关键帧的捕捉与识别,提高了系统的实时性与准确性,基本满足微表情对于系统强实时性的需求.

为了检测车辆目标,提出了一种基于主被动传感器融合的车辆检测方法．将车辆检测分为假设和验证假设两个步骤,在假设阶段,通过被动传感器——毫米波雷达进行目标的检测与跟踪,在对雷达数据进行最邻近法聚类后,在多假设跟踪模型下,将观测目标集与通过卡尔曼滤波器预测的目标集进行数据关联,得到雷达目标．在验证假设阶段,首先通过新出现的雷达目标找出车辆可能存在的区域,然后通过训练好的分类器对这些区域进行验证得到最终的车辆目标．在实验室的无人自主车平台上,本系统在城市道路和乡村道路环境下进行了大量实验,结果表明本文的方法可以有效地检测并跟踪到车辆目标,得到目标的距离和速度信息,从而帮助自主平台实现更多功能.