基于模块化方法构建了舰船目标的多尺度多视点三维特征模型.根据大气传输参数、舰船材质的热物性参数和舰船温度分布,通过设置仿真软件Vega的Sensor Vision模块和Sensor Works模块参数,实现了舰船目标的多视点红外视景仿真.在此基础上,由多视点原始级别的红外仿真图像与二维高斯模糊模板进行卷积达到模糊降分辨率的效果,从而仿真出多尺度多视点的舰船目标红外图像.仿真结果表明,仿真生成的红外图像与实际图像较为接近,符合实际成像条件下的成像规律.

通过提取视频图像上跑道的线性特征以及利用消失点的定义来估计无人机(UAV)的三个姿态角.先对相机的三个姿态角进行估计:利用跑道底线估计出滚动角,用消失点在图像上的位置来估计偏航角,结合消失点的定义给出俯仰角的估计,同时对偏航角和俯仰角的估计进行修正,随后给出无人机的姿态角估计.仿真试验证明了所提方法的有效性,滚动角的估计误差在0.8°之内,偏航角和俯仰角的误差在0.2°之内.

分析和确定了Flower星座的优化参数,从参数编码、适应度评价和算法流程设计三个方面进行讨论,给出了Flower星座的遗传算法优化模型.利用自行开发的卫星星座仿真软件SatSim(satellite simulation)和STK(satellite tool kit)工具包,设计了适合中国区域通信的三个Flower星座并进行了性能分析.仿真结果表明,4和5颗星的星座在最小仰角10°的条件下对中国的平均覆盖率分别为97.26%和99.24%;6颗星的星座在最小仰角15°的条件下对中国的平均覆盖率为99.88%,基本实现对中国的连续覆盖,可以满足卫星移动通信的需求.

在Flower星座设计方法的基础上,提出了一种新的区域卫星导航系统设计方法.利用2个Flower星座,通过Flower星座模型精确计算导航Flower星座(NFC)中每个卫星的6个轨道参数,得到一个区域卫星导航系统NFC.NFC可以分阶段部署,开始由8颗卫星组成,补充发射6颗卫星以后组成完整的系统.对中国区域的几何精度因子(GDOP)仿真证明,NFC的平均GDOP值为2.113.与国内已经提出的几种区域导航系统及GPS,GLONASS,Galileo等全球卫星导航系统相比,NFC的GDOP性能与Galileo系统相当,远优于其他系统.NFC较高的导航精度和经济性证明基于Flower星座的区域卫星导航系统设计方法是有效的.

在对现有ALOHA算法分析的基础上提出一种改进的动态帧时隙ALOHA算法.算法根据实时估计的读写器附近的标签数量动态调整帧长,使系统工作在最大吞吐量下,从而缩短标签读取时间.仿真结果表明,该算法在标签数量大于500时,相比其他ALOHA算法在吞吐量上有近100%的提高,同时读取时间下降近50%,从而适用在实时性强的射频识别场合.

提出了视觉测量系统的像点残余误差和紧密度的精度评价方法,基于束调整算法推导了像点残余误差和紧密度的计算公式.测量实验表明,在大尺寸视觉测量中,采用本方法更有利于对测量作精度评价,便于工业测量应用.作为实例,对实验室控制场内测量点进行三维坐标测量,50%的待测像点坐标达到0.13像素的精度,50%的空间点坐标的紧密度小于0.024%.这种精度评价方法特别适合于采用束调整算法的多站位视觉测量系统,可以伤脑筋为常规精度估算方法的补充.

从土地利用图件的特征出发,提出了一套具有实用价值的矢量化流程,并对线状目标半自动提取和边界一致性轮廓优化等关键技术进行探讨,提出了基于方向估计的变向骨架跟踪算法,快速有效地实现了线状目标的半自动提取;同时提出了一种基于三色点的边界一致性轮廓优化策略,有效地解决了图斑共用边界的同一化问题.实验结果表明,算法完全满足土地利用基础图件的实用要求,具有一定的理论意义和实用价值.

针对多天线多用户环境下的正交频分复用(OFDM)系统,提出了一个低复杂度的自适应资源分配方案,包括自适应子载波分配、自适应功率分配以及自适应波束成形等.目标是在保障各用户的服务质量(QoS)要求下,最小化总的系统发射功率.根据随机矩阵和排序统计的最新理论,对系统性能进行了详细的数学推导.数学分析和仿真结果表明,该方案可以充分利用多用户分集、空间分集等来显著提高系统性能,且能有效地保障用户的QoS.

针对离散余弦变换(DCT)的运动残差编码效率低下的问题,从残差量化DCT系数的统计特性出发,提出了一种全新的运动残差视频编码算法.对于残差的非零量化DCT系数,按照其在当前编码图像中对应位置的量化DCT系数是否为零被分为两类,然后分别对两类不同的残差量化DCT系数逐类进行编码.本算法在编码效率上相对于MPEG2编码方法可提高2~2.5 dB.

针对正交频分复用(OFDM)系统提出了一种新的符号定时和载波频率同步算法.该算法将整个OFDM符号分成多段,在连续多个OFDM符号中采用相关累加的方法得到对系统同步的估计函数.当分段长度小于相邻OFDM符号间的无符号间干扰(ISI)区长度时,算法可以分辨这一区间,从而得到最优符号定时同步以及载波频偏估计.分析表明最大似然(ML)算法和Karthik算法是它的一种特殊情况,计算机仿真结果表明该算法不仅可以跟踪时变信道而且其均方估计误差(MSE)要远远小于最大似然(ML)估计.

提出了一种分时双频方法用以提高其目标探测性能.分析了分时双频雷达波形,针对分时双频探测引起的目标相干积累时间减少以及多普勒谱点不对齐等问题,利用非均匀傅里叶变换将其转换为一不适定问题,并利用Cauchy-Gaussian模型正则化方法进行外推处理,从而获得目标多普勒谱图.仿真结果表明该方法能够有效地消除海面移动目标的检测盲区,提高检测性能.

给出了在位置相关连续查询(LDCQ)中,选择区域更新策略(SAU)在单个查询时的优化参数值的理论分析结果.通过给予不同区域内固定大小的偏差限来减少移动对象的更新次数和对计算容量的占用,同时通过延迟广播来减少广播信息数量,从而优化了系统结构,减轻了系统负荷.

通过综合考虑无线网络传输时延、流媒体片段内部流行度以及用户终端缓存空间大小对流媒体分发质量的影响,提出了一种基于最大缓冲时间的P2P流媒体分发缓存算法,算法考虑了无线网络传输时延、流媒体中断的位置及用户提供的计算资源.性能分析表明,它与仅考虑无线网络传输时延的缓存算法相比,能减少流媒体分发起动时延和播放抖动时延,可有效地提高无线Ad Hoc网络中P2P流媒体分发质量.

在研究多种J2EE Web框架和J2EE核心模式的基础上,提出了一种基于J2EE核心模式的组合Web框架——CWFBP(Composite Web Framework based on core J2EE Patterns)模型.框架采用分层体系架构,集成了开源的J2EE Web框架和持久层框架,并在表示层和业务层综合应用多种J2EE核心模式,实现了层次之间和业务层内部的松散耦合,提高了系统的可复用性和开放性.研究了N层计算模式、AJAX和正则表达式等在模型中的应用.采用CWFBP进行软件架构,设计实现了三峡——葛洲坝水利枢纽通航调度系统.系统运行实践表明了CWFBP的正确性和有效性.

研究了Liu混沌系统的参数辨识问题.将混沌系统的未知参数看成系统的状态变量,根据状态观测器思想和微分方程的稳定性理论,提出了选择增益函数和构造相应的辅助函数的一般方法,解决了混沌系统的非线性部分未知参数观测器的设计问题.分别对Liu混沌系统第2个和第3个微分方程中的非线性部分的未知参数设计了观测器,对未知参数进行了辨识.用Matlab软件进行了数值仿真,结果表明该未知参数观测器的设计方法是有效的可行的.该方法可推广到任何混沌系统的参数辨识.

研究了对象存储控制器的关键技术.基于交换式片内总线,使用NiosⅡ处理器,设计了高速对象存储控制器;基于可编程片上系统技术,用硬件描述语言实现光纤通道底层协议;基于实时操作系统,在软件层实现面向对象存储协议.以循环冗余校验算法的优化与8 bit/10 bit编码游程值计算的优化为例,描述了通过逻辑优化得到更高频率和提高系统性能的方法,并通过软件仿真分析了优化结果.仿真结果表明,优化后的算法逻辑正确且性能大大提高.

对单相整流器的升压滤波电感电路设计进行了研究.根据系统所能提供的最大功率和运行中的最大电流脉动量,分析了单位开关周期内电流变化与电感之间的规律,提出了一种基于系统额定功率和抑制电流脉动的新的输入电感设计方法.建立了基于Saber的系统仿真平台,给出了电感量分别为3 mH和22 mH的仿真结果.系统在单个开关周期内的电流变化以及系统运行状况表明,当Ls=3 mH时,系统可以运行且系统响应速度很快,但电流脉动量超过容许范围.当Ls≥20 mH时,系统运行开始不稳定.仿真实验验证了该方法的正确性和实用性.

提出了一种新型归一化的Z变换FDTD算法(ZTFDTD).ZTFDTD采用DH模式,根据DE的频变关系式,利用Z变换形成D-E-H-D迭代模式,将这种方法用于电磁波与非磁化等离子体的仿真,通过二维模型分别仿真了在不同等离子体自由电子密度分布,不同电磁波频率和不同等离子体碰撞频率下,不均匀非磁化等离子体对电磁波的吸收衰减.数值结果表明,等离子体隐身在理论上是有效可行的,合理地设置等离子体参数,可以极大地增强等离子体隐身效果.

以绕线式异步电机为研究对象,采用定子电压矢量控制约束,建立了转子交流励磁变速恒频发电机的矢量控制模型,并基于MATLAB/Simulink平台构建了系统的仿真模型.仿真结果和分析表明,转子交流励磁电流实行矢量控制的变速恒频发电机能实现机电之间的充分解耦,发电机定子电压(或电流)的频率和相位与转子的实际转速无关,实现理论上机电之间的柔性连接,对高品质柔性电力系统的研究和机电系统的建模仿真亦具有参考价值.

提出了嵌入式方法,室温时将多根形状记忆合金丝嵌入液态橡胶中固化成弹性棒,由此构成内嵌式形状记忆合金电机.以结构小巧紧凑、功能完备稳定的人手为模型与目标,直接将内嵌式形状记忆合金电机作为指节,构造多指拟人机械手.阐述了记忆合金机械手的驱动控制系统的构成与实现.对DSP最小系统、加热模块、检测模块进行了设计.进行了软件系统的规划和实现,构建了完整的记忆合金机械手驱动控制系统.对单机阶跃响应以及多机协调运行等内容进行了实验研究.实验表明,单指节响应上升时间约为0.55 s,机械手基本能够按预定轨迹运行.

研究了脉冲经磁场测量中测量线圈有效面积的定标问题,论述了一种基于合成钻石光致发光效应的新型定标方法.介绍了脉冲强磁场的发生技术与实验装备,构建了光致发光实验测量系统,将合成钻石置于沿特定晶轴方向的应用磁场中,实验测取了1.4 eV Ni相关中心光致发光的光谱与光强,由塞曼分裂机理计算探测线圈有效截面积.由实验测量的探测线圈有效面积为813.83 mm2,与由线圈尺寸直接计算所得819.54mm2相比,误差为0.7%,说明了试验结果的可信性.

提出了谐波等值网络化简法,分析各奇次谐波下随电容器组投入情况不同,变电站等值网络的变化过程,研究了电容器支路发生谐波谐振放大的各种可能性.并在此基础上,指出电容器组须按照分析结果进行投运,以避开谐振点,从而避免谐波电流放大的发生.对驻马店变电站实际运行电容器组进行的仿真分析,证明了所提出分析方法的正确性和有效性.该方法对实际生产运行具有指导意义,可避免传统方法所造成的设备浪费,对多数带并联补偿的三绕组电力变压器都适用,并可作为校验方法供设计时使用.

针对电力系统状态完全观测下的相量测量装置(PMU)配置优化问题,提出了一种新的基于免疫遗传算法的优化配置方法.给出了免疫算子的构造、控制参数的选取以及利用系统信息与先验性知识来构造和接种疫苗的具体步骤.算例系统的研究结果表明,免疫遗传方法可以提高求解PMU优化配置问题的效率和准确性.

针对现代企业的服务内容和范围扩展以及异地企业间合作日益增加等问题,基于协同服务技术构建了分布式协同服务平台.在分析了协同服务平台的组成和特点的基础上,研究了协同服务平台中技术支持子系统和信息反馈子系统等关键子系统的功能结构和流程等问题.基于J2EE的核心技术,提出协同服务平台三层体系结构,包括表示层、业务逻辑层和数据层,系统具有多层次、安全、分布式的特点,该平台实现了逻辑与表示的分离,从而降低平台的复杂性,提高企业的服务质量和服务效率.

基于STL(STereo Lithography)文件描述的实体造型,应用插入多边形操作技术对实体表面进行二维Delaunay三角网格剖分,形成空间离散点集和新的约束边界;采用换面操作方法实现离散点集的Delaunay四面体构型;采用四面体外接球心和内切球心加权平均的坐标点加密四面体网格;在边界恢复操作中,采用2D-3D联动优化的方法实现边界一致性恢复,对难以恢复的局部区域,放弃Delaunay空球准则,进行特殊处理,从而实现表面约束的不完全Delaunay四面体剖分.实例表明所提出的算法具有很好的适应性.

针对无铅互连电迁移失效这一高密度封装时面临的重要课题进行了研究.采用四探针法分别监测了电流密度为1.5×104A/cm2和2.2×104A/cm2时Sn3.5Ag0.5Cu互连凸点上电压的变化,发现电流密度为2.2×104A/cm2时凸点的平均电阻变化率超过电迁移失效的临界值10%,分析了其微观结构的扫描电镜照片,所提出的发生电迁移失效的电流密度值为凸点设计提供十分有用的数据.对无铅互连凸点的电迁移失效过程和四探针测量法的测量误差进行了分析,提出了采用四凸点结构提高测量精度的改进措施.

利用非等温热重分析对3种典型煤种二氧化碳气化的反应动力学进行了研究.探讨了典型煤种二氧化碳气化活化能及特征温度变化情况,运用Doyle近似函数和Coats-Redfem近似函数计算了反应动力学参数,并对3种煤二氧化碳气化特性进行了分析,获得了3种典型煤种二氧化碳气化反应动力学方程.

以KIVA程序作为三维瞬态模拟软件,对进气道喷油式汽油机(PFI汽油机)采用闭阀喷射模式在3500r/min全负荷工况以及800 r/min怠速工况下单个工作循环内的油气混合过程进行了计算研究.计算表明两工况有着相似的燃油蒸气浓度分布状况,并且点火前时刻两工况下缸内的混合气浓度分布都比较均匀,空燃比的变化范围不大.计算还表明,800 r/min怠速工况下的燃油蒸发状况明显劣于3500 r/min全负荷工况,该工况下气道内不仅存在附壁油膜,而且部分油膜不能在本循环完全蒸发,致使点火时刻缸内的燃油蒸气浓度明显低于3500 r/min工况下的燃油蒸气浓度.

根据双冷源低温系统冷却实验腔的传热特点,建立了二维非稳态传热的数理模型.利用FLUENT计算软件对实验腔的冷却过程进行了数值模拟,得到实验腔底部温度变化曲线和壁面的温度分布,分析了辐射热对实验腔冷却过程的影响.计算结果表明实验腔经过2 h冷却后,底面温度基本稳定在6.27 K,可以满足研究对温度的要求.

基于化学镀方法将CoB和FeB二元合金包覆在多壁碳纳米管模板上,制备了一种新的一维纳米复合材料.将JEM-2010透射电子显微镜显示多壁碳管的外径从13 nm增加到35 nm,能量色散X分析仪也表明碳管的表面镀覆了铁磁性纳米金属颗粒.用Angilent8722ES矢量网络分析仪在2~18 GHz测试了复合材料的动态电磁参数,在2 GHz时,铁包覆碳纳米管复合材料的复介电常数的实部ε′和虚部系数ε″分别为23.90和14.31,在2 GHz时复磁导率的实部μ′和虚部μ″分别为2.64和1.63,而钴包覆碳纳米管复合材料的ε′,ε″,μ′和μ″分别为12.00,2.04,1.28和0.39.在低频处复合材料的磁导率和磁损耗相对于纯碳管有明显的增加.这种电磁特性可以应用于微波吸收材料.

设计了一种指数型曲线补偿的带隙基准源电路.利用Bipolar管的电流增益随温度呈指数型变化的特性,有效地对基准源进行指数型温度补偿.电路具有较低的温度系数,并且结构简单;利用深度负反馈的方法,可有效地抑制电源电压变化给带隙基准源所带来的影响,提高了电源抑制比;为了加大电路的带负载能力,该电路增加了输出缓冲级.用spectre工具对其进行仿真,结果显示在-40℃~85℃的温度范围内,电路具有12×10-6/℃的低温度系数;当电源电压在4.5 V到5.5 V之间变化时,基准源电压的变化量低于85μV.电路采用0.6μm BICMOS工艺实现.

利用神经网络诊断模型来识别故障发展的不同程度,并以柴油机连杆铜套磨损故障为例进行分析.首先在295柴油机上进行了设定及待定工况实验,获取各工况下的缸盖振动信号;然后利用基于神经网络和小波分析的故障诊断方法进行故障程度识别;最后利用训练后的模型对待定工况进行故障程度的判定.实验和仿真结果表明:对于各设定工况,诊断模型可以定量地识别出来,准确率达到100%;对于待定工况,诊断模型也可以给出定量的故障程度描述.从而使操作者能及时了解故障的发展情况,并根据网络模型的定量输出结果对故障部件进行相应的维修或更换处理.

对于高功率激光器谐振腔反射镜在高能光辐照下的热变形问题,通过对不同镜体结构的热变形的效果分析,说明镜体结构决定了热变形的效果.比较了不同的镜体结构镜面热变形的有限元软件计算结果,得到较优的镜体结构:对于圆形的Si反射镜,去掉光照背面中心区域以外的环形区域有利于减小热变形,环形区域保留5 mm厚比较适宜;光照背面的中心区域的直径大小为40~60 mm比较适宜.结果还表明,通过优化镜体结构的方式对减小镜面热变形是非常有效的.热台架实验结果与数值模拟结果相符.

研究了接裂缝荷载传递能力对沥青路面开裂的影响问题.基于断裂力学理论以及简化荷载传递弹簧模型,利用有限元方法计算分析了接裂缝荷载传递能力变化对行车荷载下加铺沥青面层中裂纹尖端应力强度因子的影响.结果表明:在荷载传递能力从无增大到较小值的过程中,应力强度因子急剧减小;在超过这个值后,应力强度因子没有明显变化.这说明,在旧水泥混凝土公路改造中,在铺筑沥青面层前应该对其接裂缝进行处理,使其达到一定的荷载传递能力,另外,没有必要使得荷载传递能力超过这个小值,避免过度处理而造成浪费.

针对我国混合交通的特点,提出一个新的车辆行为模型,模型由跟驰模型、邻车影响模型和换道模型共同组成.在新模型中将车辆的跟驰状态划分为一般跟驰和自由行驶,充分考虑了驾驶员的反应延迟.同时,鉴于多车道间车辆的相互干扰,还建立了邻车影响模型,探讨同向及对向的相邻车辆对驾驶行为的影响.运用面向对象开发环境VC++6.0对模型进行软件实现,将仿真计算结果与已有的实测数据进行对比,取得了较满意的结果,证明所建模型符合实际情况.

讨论了DEM生成方法和高精度、高保真问题.指出评价生成方法的误差必须顾及内插模型的截断误差,并把它作为主要部分;给出了新型的地图代数DEM生成方法——MADEM(map algebra DEM),它是定义在最速下降线水平投影上的线性插值方法,通过赋值点线间的加权Voronoi的递归内插过程实现.它在同样条件下,具有远高于Delaunay构网下三角形上的线性插值方法精度,并具有高保真特性.分析和实例比较表明它是目前DEM最优的线性内插方法.

采用乳化-分散-蒸发方法制备了表面含有聚酰胺-胺树状大分子的聚乳酸纳米粒,并将DNA与该阳离子纳米粒复合,研究了复合物的理化性质、细胞毒性和转染效率.结果表明在氮/磷比为2以上时,DNA与阳离子纳米粒形成了稳定且带正电的复合物,能保护DNA抵御核酸酶的降解,且复合物的细胞毒性较小.在无血清介质中,阳离子纳米粒可以将DNA有效地转移到细胞内得到表达,转染效率与未纳米化的PAMAM相比有明显的提高,且转染的最佳氮/磷比为2~5.

研究了羟基磷灰石(HA)与含钇的四方多晶ZrO2(Y-TZP)复合制备人工关节柄部的多孔生物陶瓷涂层材料的问题.经XRD和SEM分析了涂层材料的相结构和微观结构及人工关节柄部与骨组织结合情况,同时测定了人工关节及涂层材料的性能,并进行了体外降解及动物实验.实验表明:人工骨多孔涂层H-Z的平均气孔率Pa为34.95%,吸水率Wa为8.63%,体积密度ρ=3.84 g/cm3,断裂韧性KIC=10.95 MPa.m1/2,显微硬度HV为1 051.微观结构测定H-Z涂层中晶体为t-ZrO2,m-ZrO2,d-TCP和少量HA等晶相,Y-TZP与H-Z涂层结合良好,具有生物相容性、增韧性好和坚硬耐磨的特点,是目前较理想的骨移植材料.

对消失模铸造AZ91镁合金的表面成分进行了测定和分析,研究表明,在消失模铸造镁合金表面形成了复杂的MgO-Al2O3-SiO2-无定型C粒子等组成的薄膜.由于该薄膜的存在,铸件的耐腐蚀能力与普通重力铸造或其他铸造方法得到的镁合金铸件相比有较大提高.同时对消失模铸造镁合金的力学性能的变化进行了研究,发现消失模铸造条件下的AZ91镁合金拉伸性能比金属型、石墨型铸造的低,比树脂砂型的略高.并通过进行热处理强化,消失模铸造镁合金的抗拉强度、硬度和延伸率大大提高,其中高温时效对于提高合金的屈服强度、抗拉强度及加工硬化率非常有效.