在Denavit-Hartenberg方法基础上,建立了关节式坐标测量机的数学模型,通过数学仿真实验结合图解法验证了数学模型的合理性.设计一种全新的标定块,采用最小二乘法和迭代法相结合的方法实现了参数的快速标定.结果表明:仿人关节式坐标测量机杆件的各项实际参数误差在所允许的范围内,具有较好的实用性和鲁棒性.

针对超精密气浮工件台的振动特性展开研究,提出了一种气固耦合的仿真处理方法.采用在气浮孔中施加对地弹簧的方法来模拟气浮系统,建立了工件台系统的动力学模型,推导出了系统的振动方程,对振动特性进行了求解和分析,得到了系统的固有频率和振型,对系统的结构刚度有了一个较为准确的估计.仿真结果表明振动对工件台定位精度影响很小,但会给测量造成一些误差.由仿真辨识出了气浮引起的振动频率范围,为系统的进一步优化提供了理论依据.通过试验证明了仿真模型的正确性和精确程度,并由试验结果证实了由气浮产生的振动远小于由系统结构引起的振动.

针对电磁齿轮优化设计属于多极值点非线性规划的问题,在分析了电磁齿轮结构参数与电磁性能关系的基础上,提出一种以体积最小为目标函数的电磁齿轮参数优化数学模型.采用在遗传算法中引入模拟退火算法接受准则的优化设计算法,较好解决了传统遗传算法局部寻优能力差和搜索效率不高的问题.用复合形法与本方法对比,对于电磁齿轮的体积,前者为原设计的60.49%,本方法为原设计的47.57%.算例表明所提出的方法具有良好的性能.

针对无迹滤波器(UKF)使用线性最小均方估计测量更新方法的不足,提出了一种易于工程实现的迭代测量更新方法.该方法多次使用状态的估计值代替预测值进行测量更新,能够得到更高精度的非线性估计.迭代时,每次使用标准UKF方法得到的均值和方差作为初始参数重新进行UT变换,从而能够得到更加准确逼近真实估计的采样点.仿真结果表明:基于迭代测量更新的UKF算法不仅具有无需计算雅可比矩阵的优点,而且具有较高的非线性近似精度和较高的运算效率,在相同数量级运算时间的情况下,其估计性能明显优于标准UKF和EKF等非线性滤波器.

设计并开发了一种等离子熔射成形过程的数值模拟系统.系统描述了从射流至基体的整个熔射成形过程以及各对象的状态和行为,并生成熔射成形过程的三维动画.在分析中同时考虑射流、熔射粒子、皮膜的影响因子对熔射结果的影响,找出部分主要工艺参数对熔射的影响规律.由等离子熔射铁片模拟所得到的计算结果与实验观测现象基本符合,表明了此系统用于系统地模拟和分析等离子熔射成形过程是可行的.

通过添加适量SiO2,经选择性激光烧结(SLS)成型及后处理得到Al2O3/SiO2复相陶瓷零件,分析了该复相陶瓷的物相和显微结构,研究了不同含量SiO2的引入对试样强度及密度的影响,最后选择最佳配比成型陶瓷零件.结果表明:随着SiO2含量的增加,烧结件的强度和密度也随之提高;当SiO2(体积分数)达到20%时,成型件经1 450℃高温烧结8 h抗弯强度达到45 MPa,密度为2.35×103kg/m3.

以蒸馏水为工质,水溶伊红为着色剂,对水力直径为419.2μm,相对粗糙度为3.86%的矩形不锈钢微槽内流动流态进行了可视化实验研究.经光学显微镜放大后由CCD相机拍摄,得到了不同Re数下矩形微槽内的流型图,同时测量了微槽内的摩擦阻力系数.可视化实验表明随Re数增大,出口段、中间段及入口段依次出现层流向湍流过渡,层流向湍流过渡是渐进的、连续的.摩擦阻力实验表明无论层流区还是过渡区,摩擦阻力系数均高于传统理论预测值,由于转捩提前层流区摩擦阻力系数随Re数增大,与传统理论预测值偏差越大.可视化实验与摩擦阻力实验均表明层流向湍流过渡的临界Re数在1 500左右.

对滚动轮胎表面同时考虑风吹和旋转的影响,在风洞中采用热质比拟原理,对风吹旋转圆盘的对流换热规律进行了研究,得到了圆盘半径范围内局部点的无量纲因次方程式.用相似原理把对流换热实验结果模拟到轮胎上,确定了在行驶速度为60~90 km/h的范围内,165/70R10型轮胎的平均对流换热系数随速度的变化规律,得到了拟合公式.研究表明平均对流换热系数随着速度的增加呈现线性增加的趋势.

通过对14根钢纤维和聚丙烯纤维混杂增强高性能混凝土深梁的正截面受弯性能试验研究,分析了深梁的抗裂弯矩、屈服弯矩、极限承载力以及正截面受弯破坏形式与混杂纤维体积掺量的关系,研究结果表明:掺加少量的钢纤维(50~78 kg/m3)和聚丙烯纤维(0.5~1 kg/m3)使深梁的开裂弯矩提高10%~40%,屈服弯矩提高50%~100%,极限承载力提高1~2倍,深梁的受弯韧性明显提高.

为长方体装箱问题的求解提出了拟人算法,旨在将几千年以来中国人的有关生活经验利用西方的数学工具加以形式化并且提高一步.本算法在当今可得的计算环境下,对于现实生活中常遇到的长方体packing问题能够得出合适的空间布局,其空间利用率在已公开发表的国际文献中属于领先的水平.

针对一类输出受干扰影响的多输入多输出社会经济系统的效益评价问题,研究了数据包络分析方法中决策单元的有效性、P-生产可能集以及原始性等概念,定义了一个可用于判断输出受随机因素影响的决策单元相对有效程度的指标,并在此基础上给出了一个新的随机DEA评价模型,分析了该模型的性质、求解方法以及与现有模型的一致性等,最后给出了一个评价案例.

分析了经典关联规则挖掘及相关的隐私保护等问题,同时研究了多关系关联规则的刻画和挖掘问题.通过重新定义查询模式,改进了Warmr方法,使查询模式支持"频繁查询模式的子模式也必然是频繁的"这种Apriori特性,进而将其移植到多关系规则的挖掘过程,从而加快规则的挖掘.研究了有针对性的敏感规则的挖掘方法,通过挖掘包含敏感信息的所有频繁查询模式,从中导出所有能够导致信息泄露的敏感规则;为了平衡数据可用性和安全性之间的矛盾,通过隐藏所有敏感规则中公共关系的元组,在保证规则隐藏和数据安全的同时,降低了对数据可用性的影响.

提出了一种适用于数字音频广播系统的符号定时同步方案,首先通过信号能量比值检测实现粗定时,然后利用时域相位参考信号良好的自相关性进行移动相关完成细定时.理论分析与仿真结果表明:该方案无论在高斯信道还是多径信道下均能取得良好的性能,同时它实现简单,运算复杂度相比传统方案降低80%以上,是一种有效的符号定时同步方案.

基于数据分块的分布特性,提出了一种可用于磁存储或光存储读写通道中的高码率游长受限码的编码方法,包括对数据进行子块分割和检测、建立标志子块队列,按照排队规则和无冲突子块的映射策略进行码字映射等.该方法能在给定的(d,k)受限条件下接近编码容量,并具有递推设计更高码率编码的扩展性能.利用该方法设计了码率为32/33(d=0,k=6)的游长受限码,并给出了结合子块交叉插入技巧设计64/65(0,10)游长受限码的方法,还对受限参数与码率和编码容量的关系进行了探讨.

针对微硬盘伺服信号的滤波问题,采用了一种加权递推最小二乘法.该算法使用最小二乘加权时间平均准则取代通常的最小均方误差准则,并利用该准则导出权向量的自适应迭代公式,算法保证在每步迭代运算中权值都能调整到最佳,同时降低了权值调整量对噪声的敏感程度.实验结果表明:该算法滤波效果好、抗噪能力强、稳态收敛精度高和收敛速度快,适用于诸如微硬盘驱动器之类对收敛速度及消噪要求较高的场合.

研究了GSM/GPRS系统中移动通信终端发射功率控制的必要性和原理及其移动通信终端功率控制的实现流程,在此基础上提出了曲线模拟和折线模拟两种方法,以实现移动通信终端发射功率校准,以及发射功率的精确控制,并对这两种方法进行了实际验证.验证结果表明采用基于这两种方法的校准都能较好地满足GSM/GPRS协议对移动通信终端发射功率的规定.并基于验证结果对它们各自的优缺点进行了分析、比较.还对前面提出的方法进行了推广,考虑了其在一般无线通信系统射频发射功率精确控制中的应用.

研究了Morozov偏差方程,将图像退化模型的Tikhonov正则化解构造Morozov偏差方程.用小波变换估计图像信号的噪声能量,并运用到Morozov偏差方程中,利用Morozov偏差原理迭代求取正则参数,从而得到正则化解.提出了一种具有噪声能量估计的偏差迭代图像复原正则化方法.实验表明:在图像信号噪声未知的情况下,该迭代方法的图像复原具有较快的计算收敛速度和较好的复原能力.

针对带执行器节点的无线传感器网络的安全通信问题,提出了一种新的密钥预分配方案.充分利用执行器节点具有能量充足、存储器资源丰富、较强计算和通信能力等特点,构建一棵以Sink为根节点、执行器节点为分支节点、传感器节点为叶子节点的密钥管理树,实现集中式和分布式密钥管理的安全通信机制.该分配策略包括三个阶段:初始化阶段、共享密钥发现阶段和安全路径建立阶段.重点论述如何构建密钥管理树,以实现通信的安全认证.讨论了添加或删除网络节点时的密钥管理自适应能力.

研制了一种基于数据相关性的垃圾回收器.通过更新频率计数器链表机制,检测出具有相关性的数据.垃圾回收器对相关性数据进行迁移,集中到同一个片内,有效地延长了片处于关闭状态的时间,有利于抵消同步损失,达到节能的目的.使用能量权函数来衡量处于不同能量状态的片的回收代价,最小化对处于休眠态的片进行回收的次数.回收块选择算法采用加权代价函数的方法,考虑了能量权和迁移权,使得回收耗能最小.实验结果显示:规格化能量减少了大约15%,规格化延时增加了6.3%;其乘积比代价-收益策略减少了9.6%.该垃圾回收器能够用较小的性能损失获得较大的节能比例.

设计了一种科技文献关联模型,并基于此模型提出一种科技文献关联检索方法.科技文献关联模型描述了科技文献中的实体和实体之间的各种关联、实体的属性以及关联的属性,从全局的角度为科技文献检索构建了一种整体结构,为科技文献中孤立信息的互联提供支持.科技文献关联检索方法为用户检索提供全面的关联信息,支持用户检索行为的连续性以及不同的文献实体之间的交叉检索,便于用户逐步浏览感兴趣的文献信息.通过与文献检索系统CiteSeer和DBLP检索方法的对比测试,结果表明了本方法的有效性.

针对容错技术对错误处理的不彻底现状,提出从混沌信息流中自动识别并排错的新思路,彻底根除错误,完成故障的"预防"工作.排错与容错前提下的排障有着根本区别,排障是从叶子出发局部而滞后处理,排错新思路是从信号的根本特征出发,分析错误信息与有效信息之间的关系,对错误进行定义,最后提出排错的解决方案,分两步将信息流中的错误分离出来.具体实现结合多Agent技术和桶技术自适应地产生常态特征标准,用常态特征标准将混沌信息一分为二,划分出非常态信息;再进行逻辑诊断,将非常态信息又一分为二,确诊错误.研究从根本上排除与消除混沌信息流中的错误,将大规模计算转化为小规模可行的计算问题.

对基于动态流量矩阵的流量均衡问题进行建模,以最小化最大链路利用率为目标分别建立了期望值模型和机会约束模型,并且采用基于流分析的方法计算链路的权值增量,使部分流不再经过利用率最大的链路.仿真实验结果表明:无论是针对期望值模型还是机会约束模型,在已知动态流量矩阵统计特性的情况下,基于流分析的链路权值调整方法都能在只改变利用率最大的链路的权值时,依然保证网络失效后流量基本均衡.

提出了一种基于Agent服务的网格资源代理方法,用以实现目前国内最大的教育科研网格CGSP与CNGrid的互操作.网格资源代理通过对Agent服务的部署和控制来进行用户身份认证以及网格服务共享等任务,从而实现异构网格中间件系统的用户单点登录、资源共享与服务的互操作.本方法具有通用、灵活,结构简单且易扩展的特点.

提出了对HORSE算法的改进算法HORSEI2.与HORSE相比,HORSEI2在不失去相同安全强度的前提下降低了签名验证的计算复杂性和签名传输的通信负荷.在此基础上,还提出了一个新的具备安全功能的Ad hoc网络满足多QoS约束的按需距离向量(AODV)路由协议SAODVQOS,它采用HORSEI2作为密码机制为路由报文签名.理论分析表明SAODVQOS协议机制为AODVQOS协议增加了源认证机制,从而为Ad hoc网络节点提供了来源真实性、数据完整性和抗否认等安全服务以抵御恶意节点的攻击.基于NS2的仿真结果表明SAODVQOS网络性能良好.

鉴于集中式信任机制不适合于P2P网络,提出了一种分布式多粒度信任模型.该模型从文件质量、下载速度、文件类型和文件大小等多个角度评价服务节点的服务能力,并分别计算信任度.相比整体信任度,多粒度信任度可以提供更精确的信任信息,提高了系统实用性.该模型根据历史评价信息计算多粒度信任度,计算简便,没有迭代运算的不收敛问题.计算机仿真证明了该模型的优点.

通过讨论传统信任模型和信任计算,提出了以灰色系统理论为基础的灰序白化评估算法.方法的基本原理是:以主体的网上交易额为参考序列,由客体对主体的关键属性评分构成计算序列,得出主体的信任水平序列,根据灰关联分析计算灰关联信任空间,求出序化点列,作序化点列图,得出白度序列,最后按照灰序白化分析得出主体的关键属性对主体的信任水平的影响次序.该算法克服了传统分析中将主体的关键属性对主体信任水平的影响大小视为相等的做法,具有评价可靠,可操作性强,适合软件自动处理等特点,在开放式环境中具有广阔的应用前景.

在讨论AES功耗模型的基础上,提出了一种新的最大差分功耗攻击(MDPA)的方法.算法对被攻击的部分明文用猜测的密钥进行变换,采用差分的方法去除噪声,比较由变换后的明文和正确密钥产生的一组功耗值,通过寻找最大功耗值得到正确的密钥.采用MDPA方法和相关功耗分析的方法对AES进行了仿真攻击实验,结果证明了本文所提方法的有效性,同时也显示MDPA方法能够以合理的攻击代价显著增强相关功耗分析攻击的效果.

将公钥自认证的概念引入门限签名,提出了一种公钥自认证的(t,n)门限签名方案.该方案实现了门限签名,并且能在验证个人签名(或群签名)有效性的过程中通过一个逻辑单步同时对个人公钥(或群公钥)的真实性进行自认证,而不需认证机构颁发额外的公钥证书.分析表明,所提出的方案能够抵抗泄密、共谋、伪造和假冒等主动攻击.

提出了一个用户隐私保护的安全协议.该协议由服务发现者对用户进行认证和盲签名,随后用户以匿名的方式访问服务提供者提供的资源.根据匿名与不可关联性具有紧密的关系,设计了普适计算的匿名攻击模型,通过匿名攻击模型分析可以看出:隐私保护安全协议不仅允许服务提供者对用户的认证,同时也可以保护用户隐私,并且能够防止重放攻击以及设备间的恶意串通.

基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,采用CMOS技术,设计一种高性能的带隙基准电压源.带隙基准电压源输出电压经过电平转换电路,反馈回带隙基准电压源中的运算放大器,可以获得良好的电源特性和带负载能力.采用可修调电阻阵列,精确地控制温度系数.仿真结果表明:在5 V电源电压下,温度系数为8.28×10-6/℃,低频电源抑制比为83 dB.

设计了一种应用于汽车音响的AB类BTL(bridge-tied load)音频功率放大器芯片.该功率放大器加入了一种新颖的增益修正结构使两输出端口增益匹配,可有效地抑制线性失真.仿真结果表明:在14.4 V或18V的电源电压下驱动4Ω负载,满摆幅输出功率可分别达到25 W和40 W以上;1 kHz频率下输出功率18 W时,输出效率达到35%,总谐波失真为0.4%,具有较高的效率和较低的失真度.

采用乙酸钡和钛酸四丁酯为原料,用溶胶沉淀与水热相结合的方法制备钛酸钡基正温度系数(PTC)纳米粉体.通过改变KOH强碱溶液用量调节水热反应的pH值,用X射线衍射分析了不同pH值条件下钛酸钡粉体晶相,确定了钛酸钡晶核稳定存在的条件.采用化学沉淀和溶液滴定方法研究了反应前驱物中Ba(AC)2和Ti(OC4H9)4的摩尔比对生成粉体化学计量比的影响.将Ba(AC)2Ti(OC4H9)4按照摩尔比为1配置的前驱物置于饱和氢氧化钡溶液构成的富钡环境下进行水热反应,获得了符合化学计量比、晶粒尺寸30nm左右的立方相钛酸钡纳米粉.在钛酸钡纯粉制备基础之上,将施主元素Y及受主元素Mn在前驱物制备过程中引入,瓷体实现了半导化,并获得了PTC效应.

模仿金枪鱼的摆尾推进方式,制作了单尾仿生机器鱼.实验测量了机器鱼的航行速度、阻力和系泊状态时尾鳍摆动产生的推力.针对单尾鳍摆动存在的机器鱼的摇艏问题,进一步设计出双尾鳍仿鱼推进器,并将其应用于小水线面双体船,制作了仿生双尾推进的实验平台.在水池中进行了实验研究,结果表明:仿生双尾推进不仅解决了单尾机器鱼游动时的鱼体晃动问题,而且还具有优良的推进效率和操纵性能.作为一种新型的仿生推进器,仿生双尾推进具有广阔的工程应用前景.

针对轴对称光学薄火焰,用图像探测器和滤色片获得火焰的单色辐射图像,根据火焰的单色辐射强度,分别采用最小二乘法、正则化方法和线性规划法对辐射传递逆问题进行了求解.对一个轴对称乙烯扩散火焰进行实验检测,通过对三种求解方法的结果比较,表明对辐射强度较高的火焰中部和上部区域,三种方法均可获得较好的重建结果;而对于辐射强度较低的火焰下部区域,由于线性规划法同时具有光滑性和约束性的优点,可以获得较好重建结果,它对求解轴对称辐射传递逆问题是一种比较理想的算法.

利用时域有限差分法(FDTD)对雷达波在二维大气等离子体中传播的反射率进行了数值计算.计算结果表明,在其他条件相同的情况下,大气平板型分布的等离子体层对雷达波的反射率分别取决于入射波参数:电磁波的入射角θ;电磁波入射波频率f;电磁波传播模式(TM波,TE波)以及等离子体参数;等离子体的电子密度剖面;电子与中性粒子碰撞频率νe0;等离子体厚度d.该研究结果为提高组合介质的雷达波衰减性能研究提供理论依据.

静态条件下研究了福建8种无烟粉煤催化气化后的含碱灰渣添加助剂煅烧脱碱后制取硅肥的可行性.结果表明:添加5%高岭土在870℃煅烧30~40 min,各煤种灰渣脱碱率接近100%,脱碱后的灰渣有效溶出量均超过20%;采用XRD及SEM对煅烧后的灰渣进行表征,揭示了助剂煅烧脱碱生成硅肥过程的实质,即在适宜煅烧温度下,助剂中被活化的主要物质SiO2(形成玻璃网络氧化物)、Al2O3(修饰中间氧化物)和灰渣中熔融并分解的Na2CO3(分解为修饰网络氧化物Na2O)等发生化学反应生成难溶于水而易溶于植物根系分泌有机酸的枸溶性硅酸盐,在煅烧脱碱的同时得到硅肥,实现了含碱灰渣煅烧脱碱无害化与资源化.