通过分析显式和隐式方法在求解考虑共因失效的大型故障树可靠性时的不足,提出了一种基于二元决策图的考虑共因失效的故障树可靠性分析方法.该方法首先忽略共因失效情况下的故障树并将其转化为二元决策图,求出系统的不可靠度表达式;然后,通过隐式方法将该表达式转化成包含共因信息的不可靠度或可靠度表达式,并依据求得的表达式进行相应的可靠性分析.最后,针对单调关联故障树和非单调关联故障树两种情况分别给出了它们的详细算例.

在结构柔度矩阵的基础上,提出了一种结构的节点柔度灵敏度和单元柔度灵敏度的计算方法.利用计算出的柔度灵敏度构造损伤定位指标,用于三跨连续梁单个单元和两个单元损伤定位.在此基础上,用状态反馈控制的方法有目的地对结构进行极点配置,得到所需的受控结构的特征值和特征振型,并采用受控结构的特征值和特征振型构造柔度灵敏度指标,进一步提高损伤识别指标对损伤的敏感程度.三跨梁的数值仿真结果表明:该柔度灵敏度指标能达到较好的损伤定位效果;在检测结构适当位置施加控制力,采用受控结构的动力特性数据进行损伤识别,可进一步提高损伤定位的诊断率.

利用白光干涉垂直扫描原理,设计了测量微机电系统(MEMS)表面形貌特征的垂直扫描白光干涉系统.该系统由垂直扫描位移工作台驱动被测件,通过检测被测件表面的干涉条纹变化得到表面形貌.垂直扫描位移工作台利用压电陶瓷驱动柔性铰链结构进行纳米驱动,光栅传感器监控整个垂直扫描过程,对压电陶瓷的非线性误差进行实时补偿.垂直扫描位移工作台的性能分析表明:分辨率达到1 nm,定位精度小于10 nm.同时采用图像分析技术对光学仪器测量台阶出现的噪声进行了消噪处理,试验结果表明垂直扫描白光干涉系统能够实现MEMS三维表面形貌的高精度测量.

将功能梯度材料、快速原型制造、等离子熔射与机器人数字化成形技术相结合,多层连续熔射快速制造平板和瓦楞式固体氧化物燃料电池(SOFC)的三合一电极(PEN)部件.采用自主研发的梯度功能送粉设备,通过系统的工艺试验,探讨并研究了阳极、电解质与阴极层间连续梯度变化规律,以及阳极与阴极的多孔性特征;利用电子探针和能谱分析等检测手段分析了PEN部件材料成分的梯度变化情况.结果表明:采用本方法能够获得SOFC的PEN部件所需的成分与组织呈连续梯度变化,阳极与阴极孔隙率高的梯度功能涂层.

基于金属薄壁圆管圆角模外翻实验中的变形特点,提出了一种新的将管壁自由翻卷区经向曲率半径视作变量的分析模型,并利用该模型解析了利用直角圆角模稳定外翻成形金属双层管件时的应力、变形力与管件成形后的外层尺寸.算例表明:由此新模型算得的成形参数比传统模型得出的参数更接近已有文献中的实测数据,因而可应用根据这一模型推出的解析式来预测管件外翻成形所需的翻管力与成形后的尺寸,或由管件尺寸确定外翻管模所需的圆角半径.

使用切片方法对单个滚子/滚道接触对进行数值计算,并以此为基础对圆锥滚子轴承进行总体接触受力和变形分析.根据变形协调和力平衡条件,建立了对轴承总体进行接触分析的数学模型,该模型是一个方程组,通过数值方法求解该方程组,完成对轴承总体的分析与计算.以文中方法为基础,编写了对圆锥滚子轴承进行受力分析的软件,并以实例进行了验证.

为了实现汽车行驶过程中与前车车距的自动控制,提出了一种基于模糊神经网络的车辆纵向间距智能自适应控制方法.利用神经网络对车辆纵向运动进行辨识,将神经网络和模糊控制结合起来,设计模糊神经网络加速度控制器,利用神经网络的学习功能修正控制器的隶属度函数的参数和控制规则.仿真表明系统响应快,控制精度高,和传统方法相比具有较强的抗干扰能力和自适应性.

基于混凝土中钢筋均匀锈蚀及锈蚀产物仅仅填充且填满锈胀裂缝的假设,考虑混凝土与钢筋介面锈蚀前后的变形协调条件,以及保护层裂纹界面的部分承载能力,建立了带箍筋混凝土构件锈胀开裂模型,并通过直流阳极极化加速锈蚀试验对模型进行了验证.对于箍筋间距100 mm及150 mm两种工况,裂纹宽度实测值与模型预测值具有较好的一致性.

运用一维点无限元理论推导了三维四结点点辐射无限元的坐标变换和形函数,并将其与八结点有限元耦合,计算了预应力锚索锚固段的变形.结果表明:在预应力作用下,锚固段周边岩体的应力和压缩变形集中在以预应力作用点为中心的一个区域内,并呈指数形式衰减,因而在空间形成了应力锥和位移锥.将无限元计算结果与理论结果进行了对比,两种计算方法的结果拟合得非常好,表明本文的方法是可信的.

针对水下任意形状刚硬体,建立了其声散射T矩阵法计算模型.利用物体的几何对称性,提出了简化计算Q矩阵的方法.以刚硬回旋椭球体为例,分别计算了在不同入射角下的反向散射和收发分置的形态函数,并讨论了刚硬体的镜反射波和绕行波的干涉物理模型.数值仿真结果表明T矩阵法是一种很简便实用的计算水下物体远场散射的方法,该方法可以广泛用于水下任意形状刚硬体的声散射场计算.

研究了一种机械谐振式热声制冷机结构,建立了装置机械谐振系统的二维模型,从振动方程中分析获得了系统的模态频率关系,同时研究了振动质量、机械和气体弹簧、腔体尺寸以及工作压力等参数对模态频率的影响.研究结果显示系统存在两个模态频率,且频率随谐振参数的变化出现分岔.通过对谐振参数的设计和调节,装置可以获得所需的特性和谐振频率.

运用能量守恒和火用分析方法,对冷中子源氦制冷逆布雷顿循环过程进行热力分析和火用分析.找出了系统火用效率和各部件火用损失随着压缩机压比、膨胀机等熵效率、跑冷量、换热器冷热流体平均温差变化的规律,并提出减小循环跑冷量、换热器内冷热流体温差,以及提高压缩机压比、膨胀机等熵效率、物料分配均匀度以提高循环性能和系统火用效率的措施.基于换热器内部冷热流体温差分布对循环性能影响的分析,设计了膨胀机预冷循环方案,该方案的火用效率相对于基本循环提高了24%.

以R22为制冷工质,根据质量守恒、动量守恒和能量守恒等热力学基本定理建立了空调冷凝器的稳态分布参数模型.在空调系统设计工况下,对冷凝器过热气体区、气液两相区和过冷液体区分别进行了模拟计算.根据计算结果分析了冷凝器的流动和传热特性,结果表明气液两相区对冷凝器流动和传热的影响较大.与冷凝器的实际尺寸对比表明,模拟计算的结果是合理的.

为考察梯度扩散层排水能力,通过自制的测试装置测量了梯度扩散层液态水爆破压力和临界相饱和度;通过称重法测量了梯度扩散层液态水的残留量,并对梯度扩散层液态水过水流率和液态水残留量进行了理论计算.结果表明:与均匀扩散层比较,梯度扩散层能提高液态水排水量,降低液态水残留量.理论计算的两种结构梯度扩散层的液态水过水流率比均匀扩散层分别增加了152.82%和171.85%,液态水的残留量分别减少了23.73%和35.42%;由梯度扩散层组装的燃料电池比普通电池具有更好的性能.

基于ASPEN PLUS软件的Gibbs自由能最小化法,并利用RGIBBS反应器的限制平衡法修正,建立了生物质气化模型.模拟花生壳气化和木粉气化,发现模拟值和实验值符合良好.对气化两个重要影响因素(空气当量系数和床温)作了灵敏度分析,发现产气组分主要受床温影响,燃气热值和气化效率主要受空气当量系数影响.模拟分析了气化剂温度对产气组分和气化效率的影响,结果表明:基于ASPEN PLUS平台的生物质气化模型能准确地模拟实际气化过程,具有较好的可靠性和适用性.

采用可控硅温控模式(708P)的高温熔融管式电炉,在650~1 350℃研究了热处理温度、时间以及载气种类(空气/氮气)对垃圾焚烧飞灰中重金属Pb,Cu,Cd和Zn挥发特性的影响,同时收集二次飞灰(凝结的挥发物及烟尘)并对其成分和物相进行了分析.结果发现:温度和时间对重金属挥发影响最为明显;在650~1 350℃,重金属Pb,Cd,Cu和Zn的挥发率均随着温度升高而增大,其挥发率从大到小依次为Pb,Cd,Cu,Zn,挥发率最大值出现在1 150~1 320℃的范围内;X射线衍射仪和X荧光光谱仪分析表明,二次飞灰成分以NaCl和KCl为主,重金属Pb以双金属氯化物KPb2Cl5形式挥发.

基于ANSYS软件的建模与磁场有限元分析功能,实现了回旋加速器主磁铁的优化设计.给出了由滑相角度估算磁极张角修正量的方法,根据滑相角度计算磁场沿圆周的平均值与等时性场的偏差;为消除此偏差,将磁场沿圆周的分布做硬边界近似,估算出磁极几何尺寸(磁极张角)的修正量.利用ANSYS软件创建和修正磁铁模型,计算磁场;通过束流动力学分析给出设计磁场与等时性磁场的偏差,据此对磁铁进行不断修正,实现磁铁的优化设计计算.为完成上述功能,开发了应用软件CMEF,把ANSYS自动建模计算程序和束流动力学计算程序集成在一起,形成一个完整的回旋加速器主磁铁优化设计软件.

针对有限元法等传统数值计算方法存在受单元网格限制、前后处理工作复杂的问题,提出应用一种数值计算方法——无网格伽辽金法,对具有简单边界条件的水利水电工程施工导流的恒定二维浅水流动问题进行了分析、计算.同时利用有限元法进行了对比计算,从流速、水位的计算结果来看,两种计算方法结果相近、误差较小,表明采用无网格伽辽金法解决此类问题是可行的.

用溶胶-凝胶法制备了双层钙钛矿锰氧化物La4/3(Sr1-xAx)5/3Mn2O7(A是Ca或者Ba,x=0,0.1,0.2)系列多晶样品,并对其结构及电、磁输运性质进行了研究.研究结果表明:Ca和Ba的掺入虽然导致绝缘体-金属(I-M)转变温度(TI-M)降低,但可以明显提高低温区的磁电阻效应.对于x=0.2的Ca或Ba掺杂的样品,在60 K以下,磁电阻值接近100%,且为一恒定值.对于这一实验结果可以作如下解释:Ca或Ba掺杂引起了MnO6八面体的畸变,导致eg电子占据dx2-y2轨道和d3z2-r2轨道的状态偏离了x=0时的优化组合状态,铁磁性被削弱.

针对传统斜坡补偿的PWM变换器的电流输出能力会随着补偿电流的增加而下降的缺点,设计了一种用于峰值电流模式PWM变换器的斜坡补偿电路.通过改进系统箝位电路,使箝位电压能够随着补偿电流动态变化,从而保持系统的输出电流能力恒定,减小输出电压纹波.仿真采用CSMC 0.6μm工艺,结果表明:在输入电压大于1 V、占空比大于50%时,输出电压纹波在10 mV左右,大大提高了负载能力和系统稳定性.

将增量优化传递算法用于正电子发射断层图像重建中,得到一种新的最大后验概率图像重建算法,实验结果表明,相对于滤波反投影和最大似然期望值最大化算法,有序子集可分离的抛物面型替代函数算法和发射增量优化传递算法得到的图像归一化均方误差较小,且边界得到一定的保持.在迭代的初期,有序子集可分离的抛物面型替代函数算法收敛较快,误差小;当迭代到一定的次数时,发射增量优化传递算法误差小,且能够有效收敛,对发射扫描断层图像重建产生重要的影响.

采用直拉单晶硅片代替成本较高的外延硅片,采取铂扩散的方法引入复合中心,从而控制少子寿命以减少快恢复二极管的反向恢复时间.通过大量实验研究了铂扩散二极管的特性,表明在扩散时间一定的条件下,随着铂扩散温度的升高,反向恢复时间TRR呈线性下降趋势;并且相同扩散温度条件下,电阻率越小的样品TRR值越小.随着铂扩散时间的增加,TRR值逐渐减小.分析了TRR以及正向压降VF的温度特性,表明随着工作温度的升高,TRR呈上升趋势,而VF随温度的升高而下降.

提出了一种下行采用10 Gbit/s广播,上行采用1 Gbit/s波分多址的万兆以太无源光网络体系结构,该结构实际上下行为点对多点,上行为点对点.为解决该体系结构下的MAC(媒体接入控制)层协议控制问题,提出了一种协议模型.有别于IEEE标准802.3ah-2004的MPMC(多点MAC控制)子层,该模型提出了MWMC(多波长MAC控制)子层.给出了该结构下P2PE(点对点仿真)的实现方法,包括MWMC子层和调和层的扩展与修改以及10GBASE-R和1000BASE-X的物理层的扩展.通过点对点仿真可以使基于波分多址的万兆以太无源光网络在协议层面看起来就像上下行均采用点对点技术一样.

针对Hadamard光学成像的编码定位精度波动对编码成像结果的影响,研究了编码机制对定位偏差响应的表现,发现了阿达玛变换光学系统对定位精度波动的敏感性规律:像元强度改变量与定位偏差量成比例;一个编码周期内定位偏差的多次波动导致像元强度改变量按次累加;各次波动对像场强度改变量分布具有循环性.采用63阶码板实验以及数值模拟方法计算63阶、255阶和511阶S矩阵编码成像,结果表明定位精度的变化对编码成像质量有重要影响.给出了在编码成像中所应用的编码矩阵折叠形式与定位精度的相关关系,为编码成像系统的精度设计给出了理论基础.

针对一类范数有界不确定切换系统,给出了状态反馈保性能控制的定义,利用公共李亚普诺夫函数导出了在任意切换下切换系统二次稳定化保性能控制律存在的充分条件,并将之表示为线性矩阵不等式解的可行性问题,在线性矩阵不等式有解的情况下,给出了保性能控制器的一个参数化表示;进一步以定理的形式给出了最优保性能控制律存在的充分条件.最后,仿真算例表明了所得结论的有效性.

将基于增益观测器的非线性系统输出反馈全局镇定控制器设计方法推广到随机情形,使之适用于一般的随机非线性系统.与已有基于反步法设计的镇定控制器相比,该方法不要求该随机非线性系统满足严格反馈条件,对其噪声向量函数也不要求满足光滑性条件.基于李亚普诺夫第二方法,讨论了所设计的控制器稳定的条件.一个二阶仿真算例表明该控制器设计方法是有效的.

基于Vega与Creator平台研究了飞艇升空过程中飞艇超压控制的三维可视化仿真技术,建立了飞艇升空过程的数学模型与适合研究飞艇升空过程中超压控制的大气模型,并在Creator平台上开发了飞艇的实体模型.基于所建立的数学模型和实体模型,在VC6.0环境下完成了飞艇升空过程超压控制可视化仿真系统,给出了可视化的仿真结果.通过仿真试验分析,结果表明数学模型可行,在设置的超压控制策略下飞艇对环境有一定的自适应能力,能够比较平稳地升到所设定的高度.

针对传统盲信号分离方法通过估计分离矩阵实现盲信号分离难以同时适应适定、欠定和过定模型的问题,给出了一种新的方法,直接估计混叠矩阵实现盲分离.首先给出估计混叠矩阵的梯度学习公式,并分析了该梯度算法对适定模型的有效性,然后将它推广到过定混叠和欠定混叠模型,从而得到了一种适用于各种盲分离模型的混叠矩阵估计算法.仿真例子检验了所提出的算法在适定情形下与原有算法有类似的特性,而又可以同时适应过定和欠定模型.

对蛋白质结构预测问题进行了描述,根据蛋白质结构预测问题在三维欧氏空间的连续模型,通过拟物策略找到了相应的数学模型.由于引入了弹性势能和嵌入势能,将一个有约束的问题转化为一个无约束的问题,并在梯度下降法求解的基础上,设计出一种变步长梯度下降的求解方法.通过实例检测,变步长梯度下降法比梯度下降法大大节省了计算时间,且所得结果的能量比梯度下降法所得结果的能量更低.

讨论了基于实时传输协议(RTP)传输的多媒体信息的还原方法,以及不依赖于RTP协议传输的多媒体信息的还原方法.还原基于RTP协议传输的多媒体信息需先对网络数据包进行捕获和分析,然后对所捕获的RTP网络数据进行重排序,最后利用AVI和WAV技术提取出视频和音频数据.对于不依赖于RTP协议传输的多媒体信息的还原,着重讨论了对采用WMV3和ML20编码的多媒体信息的还原方法.为满足透明性处理要求,提出了一种集三种不同信息还原方法为一体的开放式多媒体信息还原框架.实验结果表明,采用该方法可以成功还原出大部分常用的网络多媒体信息.

为解决嵌入式WINCE操作系统下管理与操作CAN现场总线设备的应用难题,采用WINCE设备驱动程序实现对CAN控制器访问并操作,并通过应用程序访问设备驱动程序来实现操作系统核心对CAN控制器操作并管理.实现中首先搭建以ARM9s3c2440为硬件核心的处理平台,在处理平台上扩展连接CAN总线设备,通过在核心处理器上移植WINCE操作系统,完成WINCE下CAN设备的流接口驱动程序,然后编写应用程序访问CAN设备的驱动程序.实现结果表明在WINCE操作系统下能有效地操作CAN总线设备.

推导了在初始端点固定和初始端点不固定两种情况下航天器双冲量交会问题的优化模型,确定以燃料和时间加权作为优化目标.在此基础上,运用改进的差异演化算法进行仿真计算.最后从收敛性和搜索的准确性两个方面对改进的差异演化算法与基本遗传算法进行比较.研究结果表明:改进的差异演化算法在求解航天器双冲量交会问题时具有收敛速度快、优化能力强、算法可靠等优势.

为降低基于修正差别矩阵的属性约简算法的复杂度,给出了基于修正差别矩阵的简化差别矩阵,证明了基于该简化差别矩阵的属性约简定义与基于原修正差别矩阵的属性约简定义是等价的.在此基础上设计了一个基于简化差别矩阵的属性约简算法,其空间和时间复杂度分别被降为O(|C|(|U′pos||U/C|))和max{O(|C|2(|Up′os||U/C|)),O(|C||U|log|U|)}.实例说明:用新算法进行属性约简,不仅减少了计算量,而且减少了存储空间,因而是一种高效的属性约简算法.

讨论了基于混合坐标旋转数字计算机算法设计并实现对数-S形激活函数的方法,采用超高速集成电路硬件描述语言和流水线技术构造的对数-S形函数的寄存器传输级模块在现场可编程门阵列上给予硬件实现,优化后的对数-S形函数模块结合了查找表和坐标旋转数字计算机迭代算法的特点,具有高效率、高速度、高精度等优点.实验数据表明,本设计模块计算结果的平均误差为0.05%,最大误差为0.19%,最大工作频率为109 MHz,满足神经网络超大规模集成电路的要求.

针对误差反向传播(BP)算法和遗传算法各自的优点和不足,提出了遗传算法优化神经网络技术:利用遗传算法的全局搜索能力,对神经网络连接权进行优化,以遗传算法优化的初值作为BP神经网络的初始权值,再用BP算法训练网络.优化后的BP网络其误差的递减速度和收敛速度都比标准BP网络快,而且对学习速率调整要求更少.将遗传神经网络应用于混合气体定量识别的训练中,得到的最大误差由20.7%降为12.1%,平均误差从5.4%降为3.5%,识别效果得到了提高.

根据连续混沌系统状态变量的数值具有多极值,且极值的大小和位置都是随机的特点,利用状态变量在极值处导数等于零,将混沌动力学微分方程在状态变量的极值点处化为代数方程,结合最小二乘法提出了基于极值点的混沌系统参数估计方法.在获得采样数据的情况下,用该方法对洛伦兹混沌系统的未知参数进行了辨识,并用Matlab软件进行了仿真.抗噪声干扰能力测试结果表明,该方法具有较好的抗干扰能力,可用于估计连续混沌系统未知参数.

采用软件逆向工程的方法,借助静态和动态软件逆向分析工具IDA Pro和SoftICE,研究了某款商用信息隐藏软件,逆推出该软件系统总体执行过程,在此基础上分析出其核心信息隐藏算法以及数据加解密算法,为解决商用信息隐藏软件的检测问题提出一种新的思路.采用本方法能够检测一幅图片中是否存在由该信息隐藏软件隐藏了信息,并且无论加密与否都能够正确提取出来.

在分析软件可靠性测试充分性特点的基础上,提出一种多准则充分性判定方法.依据运行剖面构造系统的使用模型,通过假设检验和贝叶斯推断确定测试用例数量,建立差异函数判断测试模型与使用模型的偏离,根据软件失效情况进行多轮次充分性判定,并使用贝叶斯方法积累测试信息,同时利用测试结果开展软件可靠性的评价与预测.实例分析表明,多准则充分性判定方法对可靠性测试用例集要求更加严格,使得根据该测试用例集的测试结果开展可靠性评价与预测更具可信性.