采用窄带滤光片作为选频元件对精确波长激光器高频调制特性进行了小信号分析.优化设计了外腔长度,兼顾了激光器的阈值特性和工作稳定性;给出了适用于外腔情况的光子寿命表达式;讨论了外腔反射率、管芯与外腔耦合效率以及外腔长度对光子寿命的影响.数值分析结果表明该类型激光器的调制响应特性主要取决于等效光子寿命,受偏置电流影响不大.当外腔反射率为72%,管芯与外腔耦合效率为80%,等效外腔长度为9.7 mm时,光子寿命为100 ps,激光器的调制带宽约为2 GHz,适合于以太网无源光网络中波分多址技术应用的需要.

设计了一种新的CMOS带隙基准电压源.通过采用差异电阻间温度系数的不同进行曲率补偿,利用运算放大器进行内部负反馈,设计出结构简单、低温漂、高电源抑制比的CMOS带隙基准电压源.仿真结果表明,在VDD=2 V时,电路具有4.5×10-6V/℃的温度特性和57 dB的直流电源抑制比,整个电路消耗电源电流仅为13μA.

采用传统陶瓷工艺制备了高磁导率MnZn铁氧体材料.从分析材料微观结构入手,研究了SnO2和Nb2O5掺杂对高磁导率MnZn铁氧体材料性能的影响.Sn4+能进入尖晶石晶格内,由于电中性条件可使Fe3+转化为Fe2+并生成相对稳定的Sn4+-Fe2+对,从而有效补偿磁晶各向异性常数K1,且Sn4+可促进晶粒均匀生长,提高材料的起始磁导率及烧结密度,有效降低材料的比损耗因子.Nb2O5的添加起到细化晶粒的作用,可以改善材料的频率特性,降低材料损耗,磁导率稍有降低,但当Nb2O5的质量分数大于0.005%时会显著降低材料的起始磁导率.

引入量化指标———马氏体份数来描述形状记忆合金的相变程度.基于马氏体份数,构建了可充分定义主、次级迟滞环的非线性分析模型.该模型采用两个指数方程分别计算加热和冷却条件下SMA的马氏体份数,由连续、共初始与共极限约束实时调整指数方程的相应参数,得到SMA相变时的马氏体份数.由内嵌式SMA电机曲率与SMA马氏体份数的线性变化规律,得到内嵌式SMA电机的弯曲曲率.PI控制的阶跃响应的仿真与实验结果验证了模型的有效性和准确性.

研究了强磁场发生电源-高储能的电容器组的组成、极性改变方式与工作原理;阐述了脉冲磁体的设计原则、材料选型与冷却方式;分析了探测线圈的电压波形与磁场强度波形;对低温保持器的外形结构、机械减震系统进行了详细的描述.在完成探针结构及测量电路设计后,对高温超导薄膜YBa2Cu3O6.5的传输特性进行了实验研究.实验表明,得到的电阻率与温度的关系曲线ρ(T)在YBa2Cu3O6.5的超导电性发生区域内具有常态绝缘体特征.

针对电压型逆变器驱动的多相异步电动机的定子谐波电流问题,提出了一种新型的电抗滤波方法,滤波电抗器采用单铁心结构.当被控异步电机为六相移30°的绕组结构时,定子中的基波电流在电抗器铁心中产生的磁动势为零,而5次,7次等低次谐波电流则产生2倍于三相结构的旋转磁动势,因此该滤波器可以有选择地对定子中的显著谐波电流产生电抗,而对基波电流不产生电抗.对包括滤波器的多相异步电动机建立了数学模型并进行了仿真分析,仿真结果验证了电抗器的有效性.

提出了一种新的交流信号真有效值数字测量方法.交流信号被逐个周波地采样,而不必满足采样频率必须等于交流信号频率的整数倍或有理分数倍这一条件.通过程序先找出信号基频、采样点与过零点间的时段长,然后算出各周波的真有效值.分析表明在周波内测量点数为128时测量误差约为1×10-6,且随测量点数的增大而进一步减小.该方法提供了一种新的真有效值测量手段,具有测量过程简化、响应时间减少、可输出每个周波的真有效值等优点.

在试验研究的基础上,应用基于RNG方法的考虑负浮力的作用的kε-湍流模型,,对流动环境中由于温差引起的平面热水负浮力射流进行数值模拟.计算采用了混合有限分析方法离散控制方程,物理变量采用交错网格布置,用SIMPLEC算法求解离散方程.计算得到的流速场、温度场与试验结果符合良好,表明该模型和方法可用于平面热水负浮力射流特性的预报.

在对流动环境中平面热水负浮力射流进行数值模拟的基础上就近区特性进行分析,得到了不同排放角度和射流比下涡心和分离点位置等特征量的值.分析了水面上流速、温度、湍动能及其耗散率变化规律,对涡心断面上的动量方程和湍动能平衡进行了研究.计算结果分析发现回流区内湍动能最大值存在滞后的现象,浮力作用对时均量的影响较大,而对紊动量的影响则比较小.

将数据的抽取转换加载(ETL)过程和工作流技术结合起来,研究了ETL过程的工作流调度问题,设计了一种简单串行和稳定可靠的循环遍历算法.为了提高ETL效率,将并行机制引入到节点访问算法中,对节点访问算法进行了改进,设计了新的节点访问算法,并讨论了加入并行机制后可能会遇到的数据源并发控制等问题,并给出了解决方法.所提出的方法对提高数据集成效率很有效,在国产数据库系统的应用中可起到积极推动作用.

基于角色的访问控制(RBAC)将角色概念引入到访问控制中,极大地方便了用户对资源的访问,同时也减轻了系统保存大量用户信息的压力.在分析RBAC模型的基础上,结合RBAC系统的特点以及SPKI/SDSI证书的优越性,提出了一种分布式环境下的基于属性证书的RBAC模型,定义了属性证书的结构以及描述了用户访问资源的工作流程,对模型的特点进行了总结.分析表明,该模型具有简洁的证书格式、支持匿名访问、单点登录等优点.

提出了一种用于保证实时周期任务满足“至少满足”弱硬实时限制的算法.针对以往算法的缺点,扩充了弱硬实时限制的性质,定义了下确界限制并给出求解法.下确界限制用于保证任务满足“至少满足”弱硬实时限制,是任务满足限制的下确界.下确界限制的求解法计算负责度较低,因此在该求解法的基础上设计了调度算法MAA,用于保证任务满足“至少满足”弱硬实时限制.

以传统的攻击树为研究对象,在对攻击节点进行重定义的基础上,将多阶段网络攻击与其所处的复杂网络环境相结合,给出了一种上下文敏感的结构化攻击建模方法,使之能够捕获网络漏洞和多阶段网络攻击的行为特征.实例分析表明,利用此方法构建的附带有多种评估参数的攻击树模型,能够有效地对系统进行脆弱性分析和攻击预警,具有较好的扩展性和实用性.

分析了网络存储技术中性能和管理方面所存在的问题.基于链路聚合技术并采用专门I/O处理器的方法,在软件体系结构中应用TCP/IP减荷引擎(TOE,TCP/IP Offload Engine)机制,设计了一款具有双端口并行、智能负载均衡功能的高速网卡,并对该设计在iSCSI协议下进行读性能和主机CPU使用率测试.结果表明,读速度提高接近1倍,而且也增加了访问的安全性,同时,分担了主处理器的I/O开销,使主CPU的使用率降到原来的2/3左右.

针对当前许多网络测量系统无法进行实时网络流量监测以及无法支持下一代互联网协议IPv6等不足,提出了一种基于IPv6的比特模式流定义方法和数据结构实时网络测量系统.系统通过在IPv6扩展首部中承载测量信息实现精确流测量,减少了测量开销,提高了测量效率.比特模式流定义方法提供了一种灵活的按需流定义方式,使系统能在IPv4/IPv6环境下实现流测量工作.实验证明,整个系统运行正常、效果良好.

由于网格平台本身的异构性和动态变化性,直接测试网格信息服务的性能是非常困难的.为此,分析了网格信息服务的特点和形式,给出了平均响应时间、平均吞吐率、CPU负载、资源的利用率以及成功的请求数等等测试指标.在此基础上,设计和实现了网格模拟器JFreeSim,通过模拟网格环境,动态部署网格信息服务,对其性能进行了评估,为网格平台的性能优化提供了依据.

许多实际系统都可归结为基于脉冲差分方程数学模型所描述的离散脉冲系统,针对此类离散脉冲系统,考虑一类范数有界时变参数不确定性和一个二次型性能指标,研究了其保成本状态反馈控制问题.首先根据李亚普诺夫稳定性理论与鲁棒控制的基本原理,给出了存在保成本控制器的一个充分条件,然后依据范数有界性参数不确定性已有的结论证明了该条件等价于一个线性矩阵不等式的可解性问题,并用这组线性矩阵不等式的可行解给出了保成本控制律的一个参数化表示.

针对PSO在计算后期多样性不足、易发生优化停滞的现象,引入免疫系统中的阴性选择概念,定义了新的计算亲和力的方法,提出了带阴性选择的粒子群优化算法,并对其进行了计算复杂性分析.改进算法能在检测到粒子群收敛至局部解后,更新群体中的部分粒子,并使新粒子在解空间上远离局部解,提高了粒子的多样性.试验证明,改进算法的优化性能优于PSO和局部PSO.对改进算法的计算成本及参数选择进行了讨论,并提出了下一步的研究方向.

为支持协同装配设计过程中的过程预装配决策活动,分析了网络环境下协同装配平台的功能需求,给出了采用Browser/Server模式的平台体系结构.提出并分别定义了面向协同装配的应用主模型和可视化从模型的概念,在Web环境下实现了基于应用主模型的装配干涉检查和产品多个装配序列动态组合的协同装配过程.开发原型系统的应用说明了协同装配应用主模型方法的可行性和有效性.

针对超精密气浮轴承垂直方向的动态特性易受多种因素的影响,且各影响因素有极强的耦合性的特点,运用纳维-斯托克斯方程和牛顿力学方程建立了气浮轴承的动力学解析模型,通过求解该模型,研究了系统惯性项、对流项和几何项对系统动力学特性的影响机理,导出了在惯性项为扰动张量下的系统稳定性方程,获得了一维气浮轴承全动力学的解析渐近结果.仿真结果表明,所建立的解析模型正确地反映了超精密气浮轴承的动力学特性,得出的解析结果与仿真结果是一致的.

采用PIV激光内流测试设备对一个改进的HL220转轮模型试验所使用的尾水管锥管流场进行了测试,并对所测试各截面上的流场分布进行了详细的分析,研究了小流量工况下锥管径向面和子午面上的流场分布规律.结果表明:在小流量工况下,尾水管锥管内的瞬态流场呈现出明显的非定常特征,锥管中心处存在明显的回流,管壁处存在涡流;不仅小流量工况下的流场与最优工况下流场存在明显区别,小流量工况下瞬态流场与时均化流场的分布规律之间也存在一定的差异.PIV测试中采集收集的实验数据,有助于混流式水轮机小流量下尾水管非稳定性分析的内在机理研究,为CFD分析提供对比依据.

研究了煤焦的膨胀特性及其对1~5μm残灰颗粒物生成的影响.将一种烟煤筛分为小于63μm,[63~100)μm和[100~200)μm三种粒径,并在实验室沉降炉中进行了热解和燃烧实验,反应温度分别为1 373 K,1 523 K和1 673 K.利用激光粒度分析仪和扫描电子显微镜等对热解和燃烧产物进行了分析.研究结果表明,该种烟煤由于含有较高的镜质组成分,在热解过程中表现出明显的膨胀特性,而且煤粉粒径越小,其镜质组含量越高,因此在热解过程中膨胀越厉害,形成的煤胞型颗粒越多.膨胀厉害的煤焦在燃烧过程中很容易发生破碎,形成更多的1~5μm残灰颗粒物.

利用聚丙烯腈活性炭纤维(PAN-ACF)在模拟烟气条件下进行吸附脱除NO和SO2的试验研究,重点研究吸附剂质量与烟气流量之比W/Q、水蒸气和氧体积分数、温度等因素对吸附的影响,得到了单独吸附SO2和NO时的最佳工况为:温度30℃、水蒸气体积分数为8%、氧气体积分数为5%、W/Q为2.5(g.min)/L,此时SO2和NO的吸附效率分别为85.8%和65.9%.最后进行同时脱除SO2和NO的试验,结果表明:SO2和NO同时存在时,NO促进了SO2的吸附,而SO2对NO的吸附起抑制作用,此时SO2和NO的吸附效率分别为89.0%和19.0%.

在基体中添加纳米TiN粉(质量分数为0.05)的条件下,用三点弯曲法和扫描电镜等研究了粉末单向冷模压压制工艺和烧结技术对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能和微观组织的影响.实验结果表明:烧结坯的抗弯强度先随生坯的压制压力(≤150 MPa)增加而增加,随后(210 MPa~600 MPa)增加缓慢,最后(≥600MPa)下降;烧结坯的变形率则随生坯的压制压力(≥300 MPa)增加而增大;最佳生坯的压制压力范围是150MPa~210 MPa.实验结果表明:两阶段烧结法优于传统烧结法,烧结坯的微观组织均匀,抗弯强度增加.

利用角动量定理对实验采用的电磁驱动机械陀螺的内部摩擦力矩进行测量,分析了这一摩擦力矩对宏观旋转物体等效原理扭秤方案检验的影响,并就此提出了几项改善措施.实验结果表明:该摩擦力矩正比于陀螺的角速度,当陀螺旋转的角速度达到17 000 r/min时,陀螺内部摩擦力矩达到1×10-4N.m,这一大小对宏观旋转物体等效原理检验扭秤方案的预期精度给出了严格限制.

提出了蜂王浆中氯霉素残留量测定的高效液相色谱-串联质谱联用(HPLC/MS/MS)法.采用C18 SPE萃取小柱净化蜂王浆样品,以电喷雾负离子多反应监测方式进行定性定量分析,并优化了提取、净化及仪器各项参数,测定结果重复性较好,氯霉素残留量在(0.1~0.3)×10-9之间,RSD小于10%时,方法的检出限为0.1×10-9,线性方程的相关系数为0.999 8,氯霉素残留量在(0.1~0.3)×10-9时回收率在90%~110%之间.所建立的方法可用于蜂王浆中低浓度氯霉素残留的分离检测.

用PCR扩增法获得含4×35s增强子的DNA片段,酶切后克隆到质粒pREP-GFP中,得到4×35s增强子插入方向相反的两种表达质粒pREPen1和pREPen2,并进行了测序确认.这两种表达质粒和pREP-GFP同时转化亮氨酸缺陷型裂殖酵母.荧光显微镜观察表明,pREP-GFPen1和pREP-GFPen2转化的酵母细胞,比pREP-GFP转化的酵母细胞所发的绿色荧光强8~10倍,体积大2~5倍.使用流式细胞仪和Lowry方法分别测定三种细胞平均荧光强度和蛋白量,测量结果表明:2×104细胞的平均荧光强度分别为1 800 U,1 800 U和200 U;2×104细胞的GFP含量分别为200μg,200μg和25μg.这一结果证明4×35s增强子增强了gfpgene的表达水平,所克隆的4×35s增强子具有正常的功能.

以价格竞争模型为基础,研究了在产品市场存在不确定性时债务的战略效应.运用博弈论以及约束条件下优化的方法,推导出企业债务战略效应的分类模型.模型的结论表明,当需求不确定,产品价格战略替代时,行业内的企业均高负债是有利的;当成本不确定,产品价格战略互补时,行业内的企业均低负债是有利的;而当清算价值不确定时,债务不影响企业产品市场的价格决策.研究结论对于企业在不确定条件下进行债务融资决策以及竞争战略调整具有一定的参考意义.

针对稀疏矩阵图像提出了一种低复杂度智能无损压缩算法.首先通过图像分块,采用列坐标和标志位相结合表示非常规像素位置;然后基于图像特性分析,得出非常规像素列坐标相对值的概率分布,从而根据非常规像素位置分布的连续性,对其相对列坐标提出一种基于Rice编码的智能码字分配方法.并且,针对非常规像素灰度值分布的连续性,引入预测的方式去除统计相关,对预测冗余采用简单有效的Golomb编码.实验结果表明,该算法压缩效率高,且结构简单,易于硬件实现.

提出红外图像小目标检测多级滤波算法的一种ASIC体系结构实现方案.该结构有三个数据通道,分别级连不同数量的1×3基本滤波模板;每路数据通道采用流水线结构,其中乘法电路由移位相加电路构成以提高运算速度;采用定点运算,计算精度为8位二进制小数,可处理位宽为8~16位的数据,吞吐量5 M pixel/s~10 M pixel/s,支持128×128,256×256,320×240三种帧格式的图像滤波.设计采用SMIC 0.35μm工艺,芯片面积为3.2 mm×2.7 mm,芯片内部工作频率为50 MHz.芯片滤波实现方式相对软件实现的方式,最大绝对误差0.483 3,可满足实际精度的要求.该芯片可以用于同时检测大小不同小红外小目标.

提出了一种基于小波域统计建模与小波系数显著性修正相结合的斑点噪声滤波方法.通过对数变换将乘性噪声模型转化为加性噪声模型,将对数变换后的图像进行小波变换并对小波域的高频子带系数用混合高斯模型与隐马尔可夫树模型进行建模,采用EM算法来估计模型参数.利用贝叶斯最小均方误差准则来估计“干净”的小波系数,在贝叶斯最小均方误差估计的基础上引入基于显著性准则的小波系数进行修正,显著性准则采用小波系数的模极大值准则作为判据,通过小波逆变换与指数变换获得抑制斑点噪声后的图像.实验表明,所提出的方法能够有效地抑制SAR图像中的斑点噪声,同时能够很好保存边缘细节结构与强散射中心.

针对复杂条件下合成孔径雷达图像中机场目标自动检测识别问题,提出了一种基于假设检验的机场跑道自动识别算法,利用雷达图像中跑道灰度特性和结构知识,通过迭代分割和形态学滤波提取感兴趣区域,抑制具有类似灰度特性的水域对跑道线检测的影响,并结合Hough变换和线段跟踪连接提取候选跑道,最后采用假设检验方法对机场跑道进行识别.试验结果表明该方法可快速有效地检测识别复杂背景下低分辨率、低信噪比合成孔径雷达(SAR)图像中的机场跑道.

研究了PDE在数字图像处理方面的应用.从能量分析法切入,构造变分问题,从而得到原始模型;以去噪、提升边缘、保留原图信息为目标改进了原始模型.对于图像处理的难点问题———边缘的去噪去模糊,在文中得到较好的解决.结果表明:经过该方法处理后的图像在提升信噪比方面十分显著,由此建立的扩散模型不仅产生了一种新算法,而且为人们在该领域的后续研究提供了参考.

基于离散余弦变换(DCT)方法对水印算法进行了研究,提出一种新的将水印嵌入到分块DCT相位成分的盲水印算法.引入了局部峰值信噪比来确保嵌入水印的不可见性,同时根据混沌系统对初始条件极度敏感的特点,以一维混沌映射的初始条件作为密钥,由产生的混沌序列来确定水印嵌入的子块位置,进而提高算法的安全性.仿真结果表明:采用该算法实现的水印对常见的处理和几何变换具有很好的鲁棒性.

从蓝绿激光束在海水中的散射和吸收规律出发,运用能量守恒定律,研究了蓝绿激光束在海水中的能量扩散过程,导出了篮绿激光束光斑大小随海水水质参数和深度变化的解析公式,详细讨论了光斑大小与衰减系数和海水参数之间的关系,对已有的解析公式进行了有效地修正,对已取得的实验数据进行了正确阐释.研究结果对海洋探测和海洋激光雷达的研制有一定参考意义.

以系统瞬时容量最大化为目标,提出了两类基于空间复用的下行多用户OFDM系统中的自适应子载波分配准则:a.将每个OFDM子载波分配给一个用户的“独占准则”;b.允许多个用户共享同一个子载波的“共享准则”.分析和仿真表明,两类分配准则都能有效获取系统中的“多用户分集”,明显提高MIMO-OFDM系统的容量.此外,通过实验比较还发现,相对于“共享”分配,“独占”的分配方式能够更好地达到容量提升、反馈开销和复杂度等方面的折衷,是一种实际可行的方案.

根据最小发送功率准则,针对多用户OFDM系统,提出了基于遗传算法的自适应比特加载解决方案.采用的矩阵编码方法直观、简单,具有并行性运算特性.通过交叉和变异让搜索跳离局部极值的陷阱,搜索到全局最优解.仿真结果表明,在给定的误比特率下,遗传算法与等比特分配方案相比可节省功率5~6 dB,与multiuser adaptive OFDM(MAO)方法相比仅相差1 dB,同时遗传算法的并行性使得节省了运算时间,提高了运算效率.

对比了几种可调滤波器的设计方案优缺点,优选出PIN开关电容阵列调节电容带通滤波器的最佳设计方案.通过研究抽头耦合输入梳状线滤波器的设计方法,改进级间耦合方式,并使用微波EDA仿真软件的高效设计和优化功能,设计出一种高性能的带通梳状线滤波器.在内部解码/驱动电路的控制下,滤波器能够在频带内实现10μs级的频率调谐,并保持良好性能的可靠性.实验表明,调频滤波器测试结果与仿真曲线基本一致.