研究了一种对浮法玻璃进行在线检测的机器视觉系统.通过智能光学系统,可以同时检测到玻璃的光学形变(如玻筋、小坑等)和点缺陷(如夹杂、气泡等);通过C/S网络化并行结构,可以对图像数据进行分布式处理和集中统计管理;通过网络接口,可以为优化切割设备提供优化信息,为质量打标提供分类信息.现场运行表明该系统实现了浮法玻璃全面质量检测的要求,在高温环境下运行稳定可靠.

基于机器人终端执行器经历的空间任意三点,求出空间圆弧的圆心和半径,继而推导出机器人控制系统中任意空间圆弧的实现方法.该算法不仅理论上可使所有插补点均落在圆弧上,而且由于采用了矢量算法,并以三点的次序作为圆弧的方向,从而避免了插补方向和过象限的判断,可以使用统一的实时插补递推公式.研究成果已在实际机器人中得到应用,该成果同样适用于需要空间圆弧功能的机床数控系统.

针对以往视频加密研究成果不能直接适用于H.264的现状和保持语义格式兼容的难点问题,对H.264编码码流中量化步长、预测模式字、运动矢量和残差系数相关的重要信息进行了深入分析,提出了保持语义格式兼容的自适应的选择性加密方法;同时提出了一种将残差块按照其nC值和非零系数个数进行分组,然后在组内产生置乱码表,最后统一置乱的加密方法.实验结果表明:该加密算法在保证视频内容信息安全性的前提下,能保持语义格式兼容和码流大小不变,满足视频的实时传输.

提出了在位置相关连续查询(LDCQ)中选择区域更新策略在多个查询存在的情况下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.研究结果表明,在多个查询同时存在的情况下,SAU的优化参数选择的理论分析和结果与实际仿真结果是基本符合的.

在详细研究图像色调饱和度与强度关系的基础上,利用图像强度与色调饱和度有相似平滑度这一性质提出了一种将最小二乘原理应用到IHS图像融合中的新方法.该方法通过图像平滑度限定条件和能量守恒限定条件,使用最小二乘法估计融合后图像的色调饱和度分量.根据主观目视判断和客观评价指标对融合结果进行了比较和分析.仿真试验表明,新方法能够使融合图像具有较高的空间分辨率,能很好地保持原有多光谱图像的光谱特性;可以显著减小融合后图像的颜色偏差,从而提高了融合图像的质量.

提出了用小波变换检测储粮害虫图像边缘的方法,这种方法通过对二维小波变换图像局部极大值的检测得到图像的边缘信息.计算表明,将二维小波变换应用于储粮害虫的图像去噪和边缘检测,不仅可以保留图像的边缘特征,视觉效果好,还可以得到较清晰的粮虫特征图像,为粮虫图像特征提取打下了良好的基础.

采用C-MEMS(carbon-microeletromechanic system)新型工艺制备碳微电极,将光刻胶经光刻、热解而得到导电碳微电极图形.利用国产BP212光刻胶及进口SU-8光刻胶高温热解分别得到方块电阻为120Ω/□的平面碳微电极和厚度约为7μm的柱状三维电极.该工艺与金属微电极制备方法相比,具有工艺简单、成本低、可重复性强,设计灵活的优势,所制备得到的碳微电极具有良好的电学性能,满足使用要求.

在讨论高级加密标准(AES,advanced encryption standard)的算法、电路实现的基础上,通过功耗、面积和速度的折衷完成了用于无线传感器网络的AES协处理器设计.重点讨论了实现设计中面积和功耗优化的问题.采用加密解密复用设计,减小了设计面积.通过分析功耗的瓶颈,采用低功耗的S盒设计和减小组合电路无效翻转的方法进行功耗优化,并给出了功耗仿真的结果.该设计能达到非常快的处理速度,数据率可达到每时钟周期1.33 byte.

用蒙特卡罗-泊松方程自洽求解的方法,对深亚微米金属-氧化物-半导体场效应晶体管——MOSFET的电特性进行了模拟.在泊松方程的求解上,使用了矩阵法,与一般的迭代方法相比,求解速度得到了极大的提高.为减少自散射的次数,用阶梯自散射方案求电子的自由飞行时间.这两个措施的实施,减小了蒙特卡罗模拟时间,加快了模拟速度.模拟中主要考虑了电离杂质、声学形变势、表面粗糙散射和电子谷间散射四种散射机制.模拟的MOSFET输出特性曲线和电子速度在沟道中的分布与报道的相关结果符合得很好.

分析了峰值电流升压型PWM变换器环路中极零点补偿对稳定性的影响.根据补偿原则,采用电容等效乘法电路,设计了一种应用于峰值电流升压型PWM变换器的内部补偿网络.利用模拟乘法电路的等效倍增功能,实现了补偿电容的最小化,使内部补偿成为可能.仿真结果表明:该补偿网络使变换器具有高稳定性,补偿后,输出电压的波纹很小,输出纹波电压仅在±8 mV范围内抖动,满足电压稳定输出的性能要求.

对蒸汽发生管道涡流检测中的细孔状缺陷进行了模拟,涡流探头为一对差动式Bobbin线圈.求解过程分为两步:首先分析线圈在无缺陷管道中产生的入射场,然后把缺陷看成一个等效电流源,计算缺陷引起的扰动场.入射场存在解析解,扰动场使用体积分方程法求解.计算结果表明这种方法计算量小,结果正确.

讨论了同震库仑应力改变的基本含义,以及基于静应力位错理论求解同震库仑应力改变的边界元方法,对与发震断层相互平行和相互垂直两种典型构造模式下,断层相互作用产生的同震库仑应力改变进行了数值模拟研究,分别获取了相应条件下的同震库仑应力改变空间分布图像.结果表明:不同构造模式的断层相互作用,其产生的同震库仑应力改变分布图像存在较大差异,在分析和评价断层相互作用产生的同震库仑应力改变,及其对活动断层地震危险性的影响时,应该充分考虑待评价断层与发震断层之间的空间几何关系、断层的性质和产状等特定的构造条件.

面向多学科复杂产品虚拟样机概念设计的应用需求,研究并实现了一种智能型计算机辅助概念设计工具ICACDT.该工具以基于案例推理的问题求解机制通过CBR-Solver再现机械产品概念设计功能-行为-结构的决策过程.充分运用人工智能技术使概念设计反复迭代的流程自动化,并采用计算智能方法强化关键推理环节,优化系统性能,提高有效性和工作效率.系统备有案例及案例库自组织模块,可适应多学科用户自建本学科适用案例库及推理系统的需要.为满足复杂产品虚拟样机动态适应性技术进展的需要,提出该工具系统未来的改进方向,使系统具有自主计算特征并给出相应机制.

提出了一种用于有效管理交通,基于基本空间对象模型,紧密结合时间维的时空模型.针对当前大多数时空模型的局限性在于把复杂立体化的交通网络变成平面化的实体、导致网络分析效率不高的问题,以现有成熟的关系数据库为底层架构,采用自底向上的嵌套方式对移动对象(交通工具)和固定空间对象(交通网络、路标、区域等)进行建模,以及分层和栅格化处理交通网络的各个区域,有效地提高了时空查询和各种操作的效率.

在简要分析传统的基于角色的访问控制模型、基于任务的访问控制模型和一些基于它们的扩展模型的基础上,针对这些模型在实际应用中的问题,提出了基于受控实体的访问控制模型(称为EBAC).EBAC模型以受控实体为访问客体,并以其为中心实现安全控制机制.一方面,用户通过对受控实体的管理能力间接获取访问权限;另一方面,受控实体动态地对用户对其实例集和属性集的访问进行自主控制.该模型强化从企业/组织的资源管理视角实施访问控制策略,能够有效加强企业信息系统中访问控制的灵活性和安全性.

为实现对网页更好地评分,提出了融入链接相关度策略的PageRank算法.以体现人工智能的当代经典PageRank算法为基础,分析其基本思想并指出其在对网页评分中存在的不足,通过引入相关度计算使链接标题的质量和其所指向网页的内容产生联系,实现在网页中各个链接之间的竞争.通过实验和分析,新的算法在不影响原算法的优点和效率的同时能更好地进行网页评分,在网页优先级算法上向人工智能和语义网又迈进了一步.

给出并证明了在DNA计算中处理实数问题的策略,即首先在误差限范围内用有理数集合代替实数集合;再取出与有理数集合一一对应的最小的整数集合.针对赋权匹配问题,给出了基于闭环DNA计算模型的赋权匹配问题算法.该算法首先按边进行三组编码并合成初始闭环DNA;再以相邻两条边为约束条件用删除实验获得所有匹配,并用电泳实验得到所有最大权匹配,最后用检测实验输出最优解.证明了算法的正确性,讨论了算法复杂度,并以一个例子说明了算法的有效性.

提出了一种结合内存缓存与磁盘缓存的新型缓存策略.该策略在原有内存缓存基础上增加了磁盘缓存,数据从内存中被淘汰时,从磁盘缓存空间中选择合适磁盘分片进行缓存,并建立索引管理已缓存数据,使对等网络中的节点利用彼此的闲置磁盘资源缓存更多的媒体数据,服务器的负载得到有效降低,节点在对等网络中从其他节点获取数据的成功率明显提高.实验证明,该缓存策略有效提高了系统的整体服务能力,充分利用对等网络中的空闲节点资源降低视频服务器的负载.

提出了一种联合结构的动态信任模型.在信任模型基础上,扩展了基于角色的访问控制模型.在信任模型中,将信任表示为能够体现信息空间和物理空间的特点的基本信任和动态信任的联合结构.基本信任决定对陌生实体的认证;认证完成后,根据基本信任值,用户被分配一组角色,动态信任决定角色和许可的激活,不同的动态信任值激活不同的角色和许可,因而用户的访问权限也随之变化.

针对从动系统对主动的参数未知的情形,讨论了一个混沌电路的同步控制问题.当从动系统对主动系统的参数未知时,采用李亚普洛夫稳定性理论和自适应设计方法,设计出了一个自适应控制器.该控制器可实现主从混沌系统间的自适应同步并同时实现参数的辨识.仿真结果表明该设计方法的有效性.

针对目前基于Web的车辆监控系统由于浏览器处理功能有限而产生地图加载速度慢、车辆运行轨迹显示不连贯等诸多问题,通过对车辆监控系统典型架构的研究,利用Ajax模式和GIS Web Services相结合方式,设计并实现了一种基于Ajax的Web车辆监控系统.此系统采用Ajax异步调用GIS Web Services的方式,在无需增加网络带宽和任何浏览器插件的情况下,能够在浏览器端对车辆运行轨迹进行准确实时的显示.实验表明:采用所提方法降低了浏览器与服务器之间的通信量,加快了地图的加载速度,使系统的性能得到了显著提高.

针对汽车防雨密封性淋雨试验方法中存在的主要问题,提出了一种基于超声波检测的试验方法,采用超声波发生器作为信号源置于车体内,利用检测装置将超声振动波转换成电压信号输出,经计算机处理分析后可自动评定汽车的防雨密封性能.研究结果表明,该方法可节省试验时间、简化试验步骤、降低试验成本,对提高营运汽车运行的安全性和舒适性、实现完整的全自动汽车综合性能检测系统可起到积极的推动作用.

在大量动力电池充放电动态响应试验研究的基础上,研制了电动汽车动力电池在线监测系统.系统以MC9S12DP256B微控制器为核心,实时监测电池电压、电流和温度等信息;利用电池的电压模型、安时平衡模型,模糊控制模型估算荷电状态;通过CAN和多能源管理系统进行通信;将电池的状态信息保存于EEPROM中.试验结果表明:该管理系统对车用管式铅酸电池荷电状态的预测具有较高的精度.

对CO2气氛下CaCO3的热分解过程进行了研究.采用Flynn-Wall-Ozawa公式,避开反应机理函数,求得不同转化率α下的表观活化能E,并将其外推至零,得到新物相晶核形成时的活化能Eα→0=1921.88 kJ/mol.然后运用Coats-Redfern积分式,计算出对应于30种机理函数和不同升温速率β下的表观活化能E,并将升温速率β外推至零,得到样品在热平衡态下的Eβ→0,比较Eα→0和Eβ→0后,可认为此反应过程最概然机理函数,即为n=1/4的成核与生长过程.分析了CO2气氛下CaCO3热分解经历的几个过程.

基于烧结机理分析了激光热作用下尼龙对铜颗粒表面的润湿与粘结行为,通过对SLS烧结件的力学性能测试,探讨了材料不同配比对SLS成形件强度的影响,以及不同工艺参数对成形质量的影响.结果表明:预热温度为165℃,单层厚度0.15 mm,激光功率15 W,扫描速度2000 mm/s时制件的成形性能比较理想,且拉伸强度和抗弯强度分别可达34.76 MPa和51.75 MPa.

针对金属零件在选择性激光熔化成形过程中容易产生翘曲变形、裂纹与球化现象等问题,在理论分析与试验的基础上,探讨了其工艺参数与扫描路径对金属粉末在熔化成形中翘曲变形、裂纹与球化的影响,以及化学成分、熔池冷却速度与制件金相组织、显微硬度的关系,为选择性激光熔化技术的发展提供理论指导与实验依据.实验表明:通过合适的工艺参数与扫描路径,能够得到高致密度金属零件,金相组织均匀细小,没有出现明显翘曲变形、裂纹与球化现象.

对具有多维基本随机变量的碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)缠绕压力容器提出一种可靠性分析方法.选取CFRP单向板弹性常数、基本强度、纤维缠绕角和压力容器纵环向层壁厚作为基本设计变量,制备CFRP单向板试件和CFRP缠绕压力容器,并通过大量试验获得各变量的概率统计分布.根据经典层合壳体理论和Tsai-Wu失效准则对CFRP缠绕压力容器进行结构失效演变及应力分析,基于可靠性分析的极限状态方程,完成压力容器失效载荷与失效概率分布以及重要随机变量对失效概率分布影响规律的数值模拟.模拟结果与试验结果基本符合,验证了本文分析方法的准确性.

主要对AlCl3和LiAlH4溶于四氢呋喃有机体系镀层的表面形貌、电镀参数、温度以及镀层的厚度进行了研究.结果表明:当电流密度或电压低时,核密度低,形变能是控制颗粒形状的主要因素,析出铝颗粒呈碟状;当电流密度或电压高时,核密度高,表面能成为主导因素,铝颗粒呈球状.实验结果还表明,电流密度或电压是影响形核密度和颗粒形貌的关键因素.采用此方法可以获得平滑、光亮、致密与基体附着良好的镀层.

提出了基于参数化模板的大批量定制设计方法.该方法的设计思想是结合参数化模板方法、配置设计和变型设计建立新的快速设计方法,更好地支持按定单设计的大批量定制.研究了产品结构模板的参数化实现和产品快速设计的过程,设计流程归纳为"初步配置设计(模板)→变型设计→完善产品配置",并将该方法应用于自行车车架产品的设计实例.与传统设计方法相比,该方法可以快速生成产品模型,显著提高产品的设计效率.

提出了求解非线性动力方程的一种齐次扩容精细积分法.首先利用泰勒公式将动力方程的非线性部分在tk时刻展开至二阶或更高阶级数,然后将1,(t-tk)和(t-tk)2/2等扩充到状态方程中,建立了便于用精细积分法计算的齐次方程形式.该方法能有效避免系统矩阵的求逆问题,且在保证具有较高计算精度的前提下,能使积分步长有效拓宽,提高了计算效率.为适应实际计算,还提出了一种通过迭代修正间接计算导数的方法.计算结果表明所提出的方法具有较好的计算精度和可靠性,是一种求解非线性动力方程的有效方法.

研究了颗粒增强聚合物复合材料的力学行为,研究得知:材料屈服、裂纹形核、扩展与贯通直至最终断裂是一逐渐劣化过程,而损伤理论正是这一劣化过程的良好描述.通过假设自由能和耗散势函数,导出了损伤演化规律,与实验比较,模型和试验结果基本符合.进一步采用改进的Dugdale模型,重点研究损伤对GB/PPO复合材料宏观裂纹起裂的影响,通过建立损伤模型来描述材料的劣化行为和裂纹扩展,结果表明,损伤区域严重影响裂尖的性能,材料损伤对宏观裂纹起裂影响不可忽略.

自主开发了数值求解RANS方程的CFD计算软件.采用多块结构化网格的有限体积法,各块间网格线在交界面处正接,并有一层网格的重叠,便于块间的信息交换;采用SIMPLE方法和动量插值法处理速度-压力耦合;对流项的离散有多种差分格式选项,如一阶迎风(FOU)、二阶迎风(SOU)、中心差分(CD)、QUICK和NND等格式,扩散项采用中心差分格式离散;可选择的湍流模式有高雷诺数k-ε模型加壁函数,SA和SST三种湍流模式;给出了DARPA2潜艇模型大攻角定常流场和水动力的数值计算结果,并与国外文献的实验结果进行了比较,两者符合很好.

讨论了分析结构与声耦合的WB法.与基于单元的方法相比,结构和声域都不需要划分成小的单元以及在每个单元内采用简单、近似的形函数来求解动力学方程,而是整个域内的场变量(结构的位移或者声压)由精确满足动力学方程齐次部分的波函数和非齐次动力学方程的特解函数组成.波函数的常数系数根据边界条件通过加权余量法得到.讨论了这种方法的数值条件和收敛特性.结果表明WB法比基于单元的方法计算效率更高以及收敛特性更好.

应用粒子图像测速(PIV)系统进行近壁圆柱绕流实验,探讨壁面积沙现象的机理.分别在两个动量损失厚度雷诺数1092和796下,对两个不同直径的圆柱,取间隙比(圆柱与壁面间的距离与圆柱直径之比)0到1.5中的12个值进行实验,总结了不同情况下积沙线的形成特点.研究结果表明:积沙线形成的可能原因是由于圆柱对平板壁面边界层的影响,使得边界层流动在圆柱下游一到两倍圆柱直径的平板壁面处发生壁面分离,在分离区域流体速度减小,并且产生附着涡,流体运动挟带到此处的粒子速度减小,发生沉积而形成.

分析了供应链类虚拟企业的协作模型和基于Agent的供应链类虚拟企业的特点,结合虚拟企业的创建和运行过程,提出了虚拟企业的两层结构模型,其上层结构为虚拟事务协调中心,下层结构为虚拟工作团队和备选能力团队.在此基础上,对基于Agent的供应链类虚拟企业的组织结构、运行结构和功能结构进行了设计,并对设计方案的实施步骤进行了探讨,为基于Agent的供应链类虚拟企业的具体实现打下了基础.

研究了多生产商联合对其回收产品进行回收的逆向物流网络和流量分配问题.构建了多回收源点、多企业参与回收多种回收物品,且每一回收物品处理站对每种回收物品有最大处理容量约束的网络优化模型,提出了基于拉格朗日松驰的启发式算法,并通过一组算例验证了算法的适用性和有效性.该研究可以应用到资源受限的回收物品回收实践中,为回收资源、再生资源和循环利用资源中的逆向物流设计提供新的方法.