针对IEEE 802.11的链路层重传机制和分包策略的不足,研究了基于重传时延最小约束的传输层包长调整策略,提出一种适合于无线局域网(WLAN)流媒体传输的可变包长TCP友好速率控制机制(VPTFRC).与其他方案不同,该机制进一步考查了无线包错误率对包长调整和速率控制的影响.仿真试验结果验证了采用该方法可获得优于TFRC的有效吞吐量、传输延时及抖动等指标,其中,帧传输时延、时延抖动和丢包率的最大改善程度分别可达58%,42%和85%.

分析了光突发交换(OBS)网络中突发传送方式对TCP短流的影响,以平均发送完成时间为主要性能指标,提出了一种OBS网络中TCP短流的分析模型,导出了一个平均发送完成时间与TCP短流长度、突发丢失率、突发组装时间以及往返时间等之间的递推表达式.仿真验证了分析的正确性,结果表明,当突发丢失率小于0.01且突发组装时间与往返时间之比小于0.1时,突发传送方式对TCP短流的性能没有影响.

提出了一种适用于短波宽带OFDM系统的联合同步方法.该方法根据Schmidl和Minn的符号定时原理,传输并处理文中构造的PN序列,并且利用该PN序列的相关性来进行同步判决.此PN序列经反傅里叶变换运算以后产生了OFDM符号,可利用该OFDM符号的特点,通过逐点滑动的自相关运算来判得时间同步的最大值,而后通过OFDM符号每部分之间的相位关系来完成整数频偏与小数频偏的估计.这一过程可同时完成定时偏移估计和频率偏移估计.计算机仿真了三种信道模型,结果表明在三种不同信道下,这种方法都可在较低信噪比条件下很好地完成时间同步和载波频率同步.

为了实现脑-机接口通信信号的单次提取,基于视觉诱发电位在脑部不同位置的相关性应该比自发脑电信号强这一特点,采用多通道的同步平均信号作为特征,用支持向量机分类算法,对一名受试者200次选择作业的记录进行了分类.结果表明,在仅利用Cz与Pz两个通道的信号叠加平均后,取250~550 ms时段的信号作为分类器的特征值,能达到97%以上的分类精度.这可为简化脑-机接口系统的设计、提高通信速率提供参考.

由于JPEG2000的离散小波变换(DWT)的提升算法和嵌入块编码(EBCOT)占85%以上的处理时间,因此,提出一种基于TMS320C6713 DSPs的1 392×1 040像素、40帧/s的JPEG2000压缩系统的设计方案.它采用并行编码处理的五片DSPs结构系统、改进9/7小波变换算法、运用高效的内存管理和EBCOT编码的并行处理.实验结果表明本方案在DWT执行速度上是现有方案的2倍多.

根据远距离前视红外图像中机场跑道的成像特点,提出了一种基于仿射不变矩的红外序列图像机场目标识别方法.该方法对图像进行多次双阈值分割,搜索分割图像中各潜在目标区域轮廓链,计算其仿射不变矩和目标背景梯度特征,并利用前后帧目标大小的约束关系等先验知识,对各候选目标区域进行识别,最终获取机场目标.试验结果表明:该算法对复杂背景下的远距离前视机场目标的正确识别率优于96%,误识率低于2%.

提出了一种新的图像分层放大方法,在各层上体现图像的局部和全局的相关性,弥补了传统插值放大中的不足.其原理是先将图像用二维经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法分解为具有不同复杂程度的图层,在每一分解层上分别设计一种组合放大方法,其中组合系数密切相关于图层的复杂度,最终的放大结果再由EMD逆过程得到.实验结果和数据表明这种方法能够取得良好的图像放大效果.

提出一种基于跳跃马尔可夫模型的红外点目标检测方法,根据模型设计了采用粒子滤器的模型参数与状态估计算法.该方法既能用于图像的空域滤波,也能用于序列图像的时域滤波.实验表明采用该方法进行空域/时域滤波可以极大地抑制杂波背景并增强点目标的可检测性.

提出了一种基于小波和人类视觉系统的稳健数字水印算法,首先将宿主图像进行小波分解,根据人类视觉系统求出重要小波系数,然后将灰度水印图像通过Arnold变换进行置乱,最后将置乱后的水印信息加入到宿主图像的重要小波系数中.提取水印信号需使用置乱密钥.置乱密钥的使用提高了置乱算法的安全性,使水印的安全依赖于密钥.在小波域中利用人类视觉系统使嵌入水印的图像具有较好的鲁棒性.数值实验和理论分析表明,该算法针对各种攻击具有很好的鲁棒性和更高的安全性.

为改善截断二进制指数退避算法(TBEB)的捕获效应,研究了一种改进的自适应冲突检测退避算法(ABEB),通过改进帧间时隙和退避参数的上限值来提高以太网的性能.从仿真结果可以看出,平均延迟减小了0.2 ms,捕获效应减小,吞吐量和网络利用率也有所增大.这对以太网实时业务和对无线局域网的碰撞检测具有参考价值.

基于细胞神经网络输出函数饱和线性特性,采用分割状态空间为若干子区域的方法,对处于噪声环境下的细胞神经网络的几乎必然指数稳定性进行了分析.在噪声扰动项分别满足Lipschitz条件和线性条件下,依据平衡点所处子区域位置,得到了对应区域中仅依赖于网络参数构成的矩阵负定性的若干代数判别条件.特别地,如果平衡点为区域内点,所得结果是非常方便检验的.研究结果可供网络设计参考,并可用来计算网络抗干扰强度.

在分析现有零拷贝通信协议实现的基础上,提出了基于实时微内核的零拷贝通信协议RTZCP.针对不同的应用场景,RTZCP协议对单个数据包采用了传统的内存重映射方式来消除用户空间与内核空间之间的数据拷贝,而对于需要分片的大数据包,则采用RMA(远程内存访问)方式来实现零拷贝通信的目的.设立了专门静态网络通信资源的分配管理机制,以及具有缓冲机制的通信接口技术来优化处理IP数据包的分片机制.测试结果表明,RTZCP协议能够在提供比传统网络通信协议更低的通信延时的情况下,充分地保证实时数据包的实时通信性能.

在分析信息语义集成方案的基础上,提出了一种基于树形网格的企业信息语义集成架构.根据该架构构建的应用系统可以实现企业的分布、异构数据在语义层次上的动态集成,提供具有语义支持、QoS支持的数据访问服务;分析了该架构下本体的组织方式和构建方法,提出了多层树状本体结构;给出了一个企业信息语义集成的例子.

提出了利用最小费用流原理求解时间-费用优化模型的方法.应用对偶理论将费用-优化模型转换为适用于状态算法求解的最小费用流问题,采用互补松弛定理和状态算法推出了由对偶问题最优解求出原问题最优解的等式,以一个实例说明了利用上述方法求解时间-费用优化模型最优解的步骤.所提出的求解时间-费用优化模型的算法,提高了求解问题的效率,可用于大型工程网络的费用优化.

从信度赋值技术的角度,提出了统一融合框架(UFA)的理论机制,它是基于证据支持贴近度(ESMS)前置过滤器耦合包含冲突分配器在内的融合机,在给出一个ESMS函数的同时,也考虑了不同信息源(可靠、非可靠、不完全、冗余及互补)信度赋值中心,克服了错误、虚假和不一致等信息对融合机的干扰,充分发挥了融合机优势,减少了融合计算的复杂度,大大提高了融合效果.将统一融合框架应用于Pioneer II移动机器人地图创建方面,通过仿真分析,并与单一融合机的仿真结果作了对比,充分说明了统一融合框架的优越性.

基于遗传算法的移动机器人路径规划技术,提出了一种新的定长十进制路径编码机制.在对移动机器人的环境进行有效栅格剖分后,将障碍物表示为以栅格为基础的多边形,每个障碍物多边形的顶点对应于栅格线交点的惟一编号;随后将移动机器人的路径编码成以栅格地图上所有多边形有效顶点数之和为定长的十进制编码串,串中非零位上的十进制值对应着规划路径中途经障碍物多边形的顶点,各顶点在串中的顺序对应着其在规划路径中的顺序.所提出的编码方式拥有定长十进制编码机制通用性好的优点,并且基于此编码的遗传算法很容易克服路径规划算法中的障碍陷阱,使得路径规划算法更加简单有效,加快了遗传算法的收敛速度.

针对多Agent系统(MAS)内外环境变化所产生的不确定性和任务分配序列决策的要求,利用马尔科夫决策过程(MDP)模型对MAS中的动态任务分配问题进行了分析和建模.其中,状态空间由各Agent的当前负载和待分配的任务组成,每一状态下有多种任务分配方案,利用迭代方法可以获得最佳的任务分配方案以实现系统长期收益最大化的目标.仿真实验表明,MDP模型可以合理地模拟MAS中任务分配的运作过程,并在小规模环境下方便地获取最优任务分配策略.

基于变分法的局限性,在其基础上引入控制变量u,构建了一个分段时间连续的选举模型.在最优控制理论的框架下,运用最大值原理与汉密尔顿函数法对连续时间的动态优化问题进行了定量研究,求解出了控制变量与状态变量的最优时间路径,并进一步分析了控制变量(即失业率)是如何影响选举问题的.控制变量随时间表现出的周期性表明了它可以是不连续的.

基于汽车动力学的分析,提出了电动轮驱动系统应遵循的控制原则即输出转矩闭环控制;比较了目前常用的开关磁阻电机转矩控制策略,并提出了新的控制方案.该方案通过放置辅助检测绕组和采用硬件积分器,对电机绕组磁链进行实时检测;结合绕组电流进行转矩估算,经过转矩误差PID反馈控制,实现电机输出转矩对转矩给定指令的跟踪.建立了实际的转矩闭环控制系统并进行了实验研究.实测得到的电机输出特性证明了所提出的控制策略的正确性.

针对国内大型火电厂检修现状,提出一套完整的引风机状态检修平台设计方案.平台在对引风机运行数据分类整理的基础上,充分挖掘数据信息,运用模糊数学的理论对所有参数进行加权综合评判,得出设备的运行状态;依据设备的运行状态信息,运用模糊识别的方法进行故障诊断,从而得出设备运行的风险评判;运行人员参照设备的风险评判,结合人工现场经验判断,给出引风机最优的检修策略.广东沙角C电厂660 MW机组引风机实际运用情况表明,该平台界面友好,维护方便,模型推理可靠,为电厂动力设备实现检修优化提供一种可行性方案.

提出了一种新型的高性能过压检测电路的设计.对带隙基准模块的设计原理和一种无需比较器模块和带隙基准启动电路的过电压检测电路进行了详细分析,电路结构的优化设计有效地降低了电路的实现成本.仿真结果表明此电路检测精度高,当温度在-25~85℃范围内变化时,门限电压变化仅为11.7 mV.

设计并研制了一种新型平板式CPL系统.在所设计的新型平板式CPL系统中,蒸发器和冷凝器均采用带有毛细芯的平板式结构.蒸发器的设计借鉴了LHP蒸发器的设计,在回流液体入口侧设计了由纵横十字槽道构成的液体补偿腔,以提高系统的稳定性以及高热流密度工作特性;冷凝器采用新型的三通道平板式结构,以改善系统的启动特性和稳定性.在系统的构成方面,贮液器通过两条通道和系统回路进行流体交换;贮液器和冷凝器相连;贮液器和回流液体管道相连.针对所设计的新型平板式CPL系统建立了试验系统,进行了启动和变工况等运行特性试验.实验证明:该系统在高、低热负荷下都具有可靠、简便的启动特性,稳定的变工况运行性能.

在轴流叶轮常规准三维设计方法的基础上,采用前缘弯掠技术,运用CFD/CAD方法对空调器轴流风扇进行耦合设计,并且应用三维纳维-斯托克斯方程和Spalart-Allmaras湍流模型分别对国外样机风扇和新风扇进行了数值分析与性能实验.实验测试结果和内流计算结果符合较好,验证了设计方法的可行性和数值计算的有效性.研究结果还表明,采用大前弯角度和前掠角度的新轴流风扇减小了叶道中二次涡的影响范围,主流区域增大,基本消除了前缘分离现象;在气动性能基本保持不变的情况下,风扇噪声可降低0.5~1.3dB(A级声压级).

在对板翅式换热器的传热与流动进行分析的基础上,对Prasad的模型进行了改进,通过数值计算得到了温度场分布.在错流情况下与试验结果进行了比较,二者比较相符.利用场协同原理,研究了不同的流道布置下板翅式换热器的温差均匀性因子,结果表明:不同的流体组织结构的变化,使得换热器的速度场和温差场的协同性不同,直接带来温差均匀性因子不同,从而导致换热器的换热性能的改善或恶化.

基于相对压力概念,构建了太阳能热气流发电系统新数学模型,并对西班牙太阳能热气流电站模型进行数值模拟,分析了其流场和温度场,并据此对原始模型进行优化.计算结果表明:通过对发电系统集热棚出口和烟囱进口的局部流道进行优化,使烟囱进口处局部流速增大约14%,温度场更加均匀,相对压力减小约50%,提高了系统做功能力和能量转换效率,同时减少系统能量损失.数值模拟结果为太阳能热气流发电系统的设计和应用提供理论依据.

采用微热偶式测温和测湿技术,分别对大直径水平旋转圆筒表面对流传热和传质特性进行了对比实验研究.实验数据验证了在圆筒表面对流传热和传质之间存在着良好的可类比性,即旋转对圆筒表面对流传热边界层温度场分布和局部努塞尔数的影响规律与旋转对传质边界层浓度场分布和局部舍伍得数的影响规律相似,但顺向侧和逆向侧之间存在着明显的差异;旋转对圆筒表面平均传热努塞尔数数和平均传质舍伍得数的影响规律也相似,都存在临界雷诺数.当旋转雷诺数小于或等于临界雷诺数时,平均努塞尔数和平均舍伍得数随旋转雷诺数的变化基本保持不变;当旋转雷诺数大于临界雷诺数时,平均努塞尔数和平均舍伍得数随旋转雷诺数的增大而增大.实验中还发现,由于传热和传质的边界层条件不同,热质交换共存时的临界雷诺数小于纯对流传热时的临界雷诺数.

采用双光束CO2激光的玻璃切割技术对平板显示器进行切割.分析了较大热应力产生的区域,建立了运动坐标系下的双光束CO2激光的玻璃切割过程传热数学模型,并对单、双光束激光的玻璃切割过程进行热应力数值模拟.计算结果表明,采用双光束CO2激光切割方法使热影响区域的温度场更加均匀,温度梯度减小,应力减小,可以有效地避免不可控裂纹的产生.提出的采用双光束激光的玻璃切割方法为工程应用提供了新的参考.

提出了一种新的基于Matlab/RTW和VxWorks实时操作系统的仿真方法,所构建的基于Simulink的发动机实时仿真模型,可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码,在线调整模型参数并监视仿真数据.与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比,加速了硬件在环仿真平台的研制.通过对6110/125zl型柴油机进行仿真分析,验证了该方法的快速可行性.

提出了一种采用有限元法对钻杆外螺纹检测中磁化器的各项几何参数进行设计的方法.以齿根有1.0mm深0.2 mm宽的根部裂纹、其管体直径为Φ127的钻杆为例,分析了磁化器各项几何参数的变化对缺陷所产生的漏磁场的影响,得到了漏磁场水平分量随磁化器几何尺寸改变时的变化规律,通过实验对根据上述方法设计的磁化器进行了验证,实验结果与有限元分析结果完全相符.研究结果有助于从整体上设计磁化器,改善磁化效果,提高漏磁检测灵敏度,进而为漏磁检测中磁路的优化设计提供了依据.

采用空间简谐分析方法对水下无限长周期环肋圆柱壳受周向余弦分布简谐力振动的辐射声功率进行了解析计算.分别采用Flügge方程和Helmholtz方程建立壳体及声场的波运动方程,考虑肋骨的四种作用力和力矩,探讨了环肋及环肋参数对壳体表面辐射声功率级的影响,发现肋骨在较低和较高频段对声辐射有较好抑制作用,在环频率附近影响不明显.分析结果适用于整个频段,可为此类结构的工程设计提供参考.

针对船用浮筏隔振系统,采用有限元分析法,建立了两种筏体结构的浮筏隔振系统的有限元分析模型.提出了采用复刚度法模拟隔振器的阻抗,并由试验测得的隔振器阻抗求得了其随频率变化的刚度和结构阻尼系数.在此基础上,采用振级落差方法估算了浮筏隔振系统的隔振效果,并与试验结果进行了对比,理论预测与实测值基本一致.

提出了一种基于水平集方法的结构刚度拓扑优化设计方法.该方法将结构的边界隐式地嵌入到一个高一维标量函数的零水平集模型中,通过一个Hamilton-Jacobi类型的偏微分方程来控制水平集函数的动态运动,从而间接地实现结构边界拓扑和形状的动态演化.偏微分方程中的法向运动速度依据优化目标函数的形状敏度分析结果建立.用有限元法和有限差分法相结合的方法分别实现弹性平衡方程和Hamilton-Jacobi方程的数值计算,并通过一个典型算例证明所研究方法的有效性.

对注射成型过程中的残余应力进行了研究.针对注射成型的特点,采用线性粘弹性模型计算了注射成型过程中温度和压力引起的残余应力,充分考虑了保压压力和应力松弛对残余应力的影响,数值实现中采用了在时间上有限差分的计算方法.通过模拟计算平板形状制品残余应力在壁厚方向和流动方向上的分布及其在成型中的变化过程,深入讨论了注射成型过程中残余应力的形成机理和演变情况.实验证明了所提出的残余应力模型和计算方法的正确性与合理性.通过预测和优化注射成型中的残余应力,可以提高制品最终形状的尺寸稳定性和力学性能,对实际生产有一定的指导意义.

基于金属板料冲压成形模拟过程中有限元网格自适应加密与减密技术的特点,提出了自适应网格单元拓扑关系的截面物理量显示算法,可以快速、准确有效地确定特定截面与有限元自适应网格的交线,实现截面相关单元物理量显示.与板料成形仿真软件FASTAMP后置系统的集成验证表明,算法具有搜索速度快、准确性高、实现简单的特点.

应用通行能力及延误数学模型,研究了四路双车道主路优先、四路停车以及环形交叉口在不同交通分布模式下的交叉口通行能力及延误特性.研究发现,主路优先控制下主要道路车流通过交叉口延误小,抗交通流量扰动性好,但次要道路车流通过交叉口延误大,同时在交叉口各进口道交通量趋于平衡或左转车流比例较大时效果较差.四路停车控制方式对交叉口各进口交通量非平衡情况及左转车流比例较大情况适应性最好,但通行能力较低,抗扰动性能较差.环形交叉口通行能力较大,对进口道交通量非平衡情况、左转车流比例较大情况以及进口道车流扰动情况的适应能力介于前两者之间,但在交通量较小时延误较大.给出了各类控制方式适宜的交通条件.

对数字控制五自由度磁轴承系统的结构、硬件电路的组成进行了研究,实现了数字控制五自由度磁轴承全悬浮.综合分析了磁轴承系统的特性,作为磨削电主轴的磁轴承,其静态轴向最大承载力为1 160 N,径向前后端磁轴承最大承载力分别为798 N和428 N,轴向最小静刚度为1 412 N/μm,径向为535 N/μm.所设计的磁轴承满足磨削电主轴的承载力要求,实测静刚度在承载能力范围内达到应用要求.转子位移数据及轨迹的记录反映了磁轴承的精度,冲击试验说明系统基本上具备了大范围一致稳定性.

应用有限元-边界元混合法分析了等深度的无限大片状域流场中三维结构的自由耦振问题.采用四面体单元形成结构的有限元网格以便于网格的自动剖分,导出了与之配套的混合法计算格式.引入无限大片状域流场的格林函数,使流场的边界元剖分仅限于液固交界面,从而大大减少了计算量.为简化编程,提出了大型有限元分析软件的接口技术,提高了效率.椭圆柱体的数值算例表明了方法的有效性.提出的方法为进一步研究受迫耦振问题奠定了基础,所采用的大型软件接口技术也为应用有限元-边界元混合法解决类似问题提供了一条简单的途径.