针对线控转向(SBW)系统路感需要模拟生成的问题,建立了SBW系统动力学模型并研究路感产生机理。在分析电动助力转向(EPS)系统助力特性等控制算法的基础上,提出了综合路感模拟控制算法。算法中的转向系统齿条受力信息通过测量转向电机工作电流获取。选取中心区和双纽线试验工况,进行硬件在环试验。试验结果表明,本文的路感模拟方法保证了汽车低速转向轻便和高速路感清晰,可以满足驾驶员的路感反馈需求。

从整车能量消耗入手,分析纯电动轿车能量流机理,建立整车耗电量与工况、整车参数、部件效率以及制动能量回收比例之间的函数关系,通过求解基于工况的特征权值,研究不同车型在各工况中的节能潜力,为纯电动轿车整车参数匹配提供理论依据。通过分析制动力分配策略,量化制动能量回收比例,进一步计算整车节能度,研究制动能量回收效果。通过在Matlab/Simulink中构建仿真模型,完成整车节能度的计算,并与AVL/Cruise仿真结果进行对比分析,结果表明本文方法能够很好地反映整车节能效果,完全满足整车节能潜力分析的要求。

针对采用分步获取和经验预估的方法获取钢板弹簧Fancher模型参数时,在工程实施中会出现较大的随机性。提出了一种整体拟合方法,一次性获得所有参数,减少了计算误差。同时从微分和模型机理角度探讨了Fancher迟滞特性模型的适用范围和局限性。通过与钢板弹簧特性实验进行对比,表明该参数拟合方法具有较高的精度,能够很好地模拟钢板弹簧非线性迟滞特性。

为提高汽车维护生产线内待检车辆的被检速度,先利用Flexsim仿真软件对生产线进行了优化、仿真,然后提出了一种基于遗传基因理论分析生产线存在的不平衡因素并进行平衡分析处理的方法。仿真结果表明:生产线不平衡时整车检验完毕需要183 min,而采用遗传基因理论对生产线进行平衡优化后整车检验完只需141 min,证明了本文方法的有效性。

分析了导轮在液力变矩器工作液体循环中的导流作用,在此基础上提出一种无叶片数值仿真方法。采用该仿真方法,直接获取了各导轮空转工况下变矩器的转矩特性和循环流量特性,并通过设定监控点来观测相应的导轮空转转速。与传统方法仿真结果和现有试验数据进行了对比,结果表明:无叶片法具有较高的仿真精度,并有效减少了导轮空转仿真的计算量。

提出了一种新的机床设计方法。从轴对称非球面构型特征出发,解析刀具与工件的位姿关系。建立刀具相对于工件的位姿矩阵,提出所需的运动单元,创成加工轴对称非球面机床运动功能方案。优化设计结果,并给出对应运动结构式的机床结构布局图,实现了轴对称非球面加工机床创新设计。

借鉴已有质心Voronoi结构网格规划的技巧,将自由曲线曲面的曲率函数作为生成质心Voronoi结构中的密度函数,并以成本函数收敛性作为算法结束的准则,提出了一种新的基于质心Voronoi结构的采样方法。采用本文方法实现了采样点的自适应分布,并通过仿真实验与传统采样方法进行了对比验证,结果表明,本文方法相对于一般自由曲面来讲是稳定的、高效的。

针对车身前部抗撞部件吸能盒结构的常见的方形截面薄壁锥管,研究了其在低速冲击工况下的最佳抗撞性能模型优化。将压溃力效率及比吸能作为评价指标,建立加权组合形式的多目标优化模型。分析研究分布设置诱导槽对结构吸能与压溃力的影响,选择诱导槽设定的可行区域。以槽的个数、非均匀分布的槽间距离及槽的深度等作为优化参数,合理选取样本点后,分别应用三次多项式响应面法及径向基法构建其有效代理模型,并采用粒子群法进行优化设计,得出使结构最优的诱导槽位置分布及数量。仿真分析验证了本文方法的有效性。

应用GT-Power和Simulink软件建立了发动机瞬态过程仿真平台,并应用此平台对发动机瞬变过程进行模拟分析,提出了改善发动机瞬态性能的增压器改进方案。通过试验对模拟计算结果进行了验证,发动机定转速增转矩的瞬变过程所用的时间缩短31%,整车起步换挡加速到60 km/h所用的时间缩短了8.7%。试验结果与模拟计算结果在趋势上吻合较好,验证了用模拟计算方法进行发动机瞬态性能预测的可行性。应用这种模拟分析方法,可以在性能设计初期对发动机和整车的瞬态性能进行分析评价,指导发动机增压器匹配方案选择。

采用磁控溅射的方法,利用氩气和甲烷为气源,在中国第一汽车股份有限公司自主研发的发动机配气机构的挺柱上制备类金刚石(DLC)薄膜。利用摩擦磨损试验机和发动机配气机构试验台架,研究了DLC涂层挺柱的摩擦学行为及其对发动机节能的影响。试验结果表明,在边界润滑条件下,DLC涂层挺柱的摩擦因数比原零件降低67%,抗磨损性能大幅度提高;在实际使用工况下,配气机构的摩擦损失降低6%。DLC涂层零件可以降低发动机摩擦损失,适用于汽车低碳技术路线。

针对不同含水层构造抽灌井群地下温度场的演化规律进行实验研究,分析相同井群抽灌量和几何参数条件下,不同含水层介质的热湿运移规律及热交互影响。研究表明:含水层岩性的变化对井场热贯通时间的影响较大,对后期的热交互影响相对略小。粒块体结构较大的砂砾含水层,其井场热贯通时间明显缩短。含水层介质的分布状态对热交互影响较大,对热贯通时间的影响有大有小。对于均匀分布含水介质,各井抽灌量应尽量均匀分配,推迟热贯通发生和减弱热交互影响。对于非均匀分布含水介质,采用各井配置流量调整,可改善热湿均衡性,避免非均匀含水介质的不利影响。

针对传统绿波协调控制时只考虑公共绿波带最宽所存在的局限性,提出了一种优化相位差时兼顾协调范围内不同数量连续路口间的绿波带宽,进而使控制范围内绿波协调的综合带宽最大化的方法。设计了相应的控制目标函数,给出了应用图形法和试探法相结合的绿波带宽获取方法及优化流程。实例分析表明,虽然本文方法的公共绿波带宽相比传统控制方法有少量下降,但控制效果更优。

先提取了美国加州I-880N高速公路上一段长为23 km路段的实时交通流数据、事故数据和气象数据。然后采用Logistic模型建立了基于交通流数据和气象数据的事故风险预测模型。研究结果表明:天气条件对事故风险有显著影响,在雨天和雾天的比值比(Odds ratios)分别为6.4和4.4时,事故风险性分别提高了5.4和3.4倍。最后建立了不含天气参数的事故风险预测模型,结果表明:含有天气参数的实时事故风险模型预测精度为71.7%,不含天气参数的模型预测精度为66.5%,表明天气条件可以显著提高实时事故风险模型的预测精度。

在长延高速公路进行实车实验采集所需数据,以景观色彩均值、驾驶时间为自变量,驾驶员心率均值为因变量,基于趋势面分析方法建立了三者之间的关系模型。然后采用单因素敏感性分析方法对模型中的两个自变量进行敏感性分析。结果表明:色彩均值与驾驶员心率成负相关,即随着色彩亮度的增加驾驶员疲劳程度逐步缓解;驾驶时间与驾驶员心率均值成正相关,即驾驶时间越长,心率均值越大,驾驶员倾向于疲劳;并且驾驶员心率均值对驾驶时间的敏感程度要高于其对路侧景观色彩均值的敏感程度。

利用有限元方法建立了体外预应力简支钢梁的有限元模型,对不同预应力值及预应力筋不同偏心距布置条件下简支钢梁的自振频率进行动力仿真分析。通过仿真结果分析预应力大小对自振频率的影响规律及影响程度,最后给出了预应力值与桥梁自振频率的定量关系,为开展预应力简支梁中有效预应力的识别提供了一定的理论支撑。

对一大跨中承式钢管混凝土拱桥分别进行了自振特性分析及稳定性分析,研究了设计荷载、拱肋矢跨比、拱面内倾角对大跨中承式钢管混凝土拱桥自振特性、弹性稳定性及弹塑性稳定性的影响。研究表明,降低拱肋矢跨比或将拱面内倾均可有效改善大跨钢管混凝土拱桥的横向面外刚度,提高结构的面外振动频率,并使结构稳定性呈现不同的变化规律。综合考虑自振特性及弹性稳定性两种分析结果比单纯依靠自振特性分析结果评价结构参数取值更合理。本文讨论的360 m跨度中承式钢管混凝土拱桥矢跨比宜在1/4附近取值,拱面内倾角度不宜超过10°。

针对单摄像机视觉测量系统无法对被测物体的部件间相互遮挡部位进行测量的问题,提出一种基于单摄像机视觉坐标测量网络化技术。通过单摄像机视觉测量系统分别在每个网络控制点位置对光学特征点进行测量,再将测量的坐标归一化到同一世界坐标系下,进而得到全局数据,实现整体测量。最后应用加权数据融合算法,依据特征向量的稳定理论分配融合权重,将全局归一化的空间坐标进行融合,得到融合估计的最终表达式。应用三坐标测量机进行仿真对比实验,实验结果表明,应用四元数法及欧拉角法归一化的空间坐标,经过本文算法融合后,最大绝对误差为0.035 mm,比点集矩中心融合算法精度高、稳定性好。同时,在测量系统的网络归一化应用中四元数法优于欧拉角法。

提出了一种基于环路紧密度的复杂网络社区挖掘算法(LTA):首先提出一种快速发现网络环路和计算其紧密值的算法,然后根据环路紧密值将网络聚类,再次揭示网络环路与社区结构的联系。并使用人工合成网络和真实网络数据集对LTA进行了验证,实验结果证明了LTA对复杂网络社区挖掘问题的有效性和高效性。

提出了一种基于矩阵模型计算极小碰集的新方法。通过在矩阵中存储冲突集合簇的相关信息,引入集合簇中元素的频率作为启发信息,完成对极小碰集的计算。 该算法的数据结构简单,程序易于实现,同时启发信息的引入减少了节点的生成。该算法可以产生而且仅产生所有的极小碰集。实验结果表明该算法有较高的计算效率。

针对现有基于宽边界区域的定性方向关系模型存在关系数目巨大不易处理、空间方向划分不符合人类习惯等不足;采用锥形主方向关系作为基础,用由内、外分明区域间方向关系构成的四元组描述宽边界区域间的方向关系,并给出四元组内部4个基本关系间的相互约束;讨论了宽边界方向关系的逆运算和复合运算;在此基础上,给出如何将基于宽边界区域的方向关系约束网转换为基于分明区域约束网的规则。此模型不仅降低了方向关系的数目,而且更符合人类认知。

空间拓扑关系的研究多数集中在两个区域间的拓扑关系上,对两个以上区域间拓扑关系的研究则很少。本文通过扩展4-交集矩阵得到8-交集模型,对三个简单区域间空间关系进行表示,并给出了三个简单区域间的109种拓扑关系图。与分别表示出三个简单区域间两两拓扑关系的4-交集矩阵方法相比,本文提出的8-交集矩阵表示法能直接对三个简单区域间的拓扑关系进行表示,且新增了56种基本关系,表达力更强。证明了8-交集模型中基本关系的完备性和互斥性,给出算法并通过程序验证了三个简单区域间至多有109种可实现的拓扑关系,并给出了109种三元拓扑关系的概念领域图。

提出了一种验证离散事件系统共可诊断性的多项式算法,算法通过构建一个检验自动机来实现,将故障路径和正常路径提取出来进行对比。另外将传统的共可诊断性划分为两种情况分别处理可以提高算法效率。可分别用于验证系统的F-共可诊断性和NF-共可诊断性。复杂性分析和案例分析表明本文算法的计算复杂度更低。实验验证了本文方法的高效性和有效性。

提出了一种数值型和类别型混合属性数据聚类的全局算法。算法通过随机选取足够多的初始原型来覆盖数据集的全局分布信息,然后通过评估函数迭代地消去多余的原型。最后对本文算法进行了验证,证明了该算法的有效性和收敛性。并与其他已有同类型算法的聚类结果进行比较,说明本文算法对混合属性数据具有更高的聚类准确度,为解决混合型数据聚类问题提供了一种新途径。

针对E³算法所需的收敛时间界限太大,在实际问题中难以有效应用的问题,提出了一种基于多Agent并行采样和学习经验复用的改进算法。该算法在探索阶段,通过多Agent并行采样,快速收集模型信息,加速了模型构建过程;在利用阶段,通过保留最优值函数的方式复用算法的学习经验,提高了算法迭代计算值函数的效率。仿真实验结果表明,所提方法与原始的E³算法相比,在收敛速度和精度方面都具有很大的提高,与其他两种并行强化学习方法相比也具有很大的性能优势。

目前的多移动机器人系统在运行状态下,网络结构一般是静态的,很难做到成员机器人的动态增减,且系统在启动时需要复杂配置。本文设计了一种支持异质移动机器人合作的多机器人系统UMRS-1,采用分布式组织结构,支持机器人动态、自动配置地加入或退出系统。分析了组成系统的成员机器人的体系结构以及UMRS-1的组织结构。采用基于KQML实现的合同网作为协作协议,最后对多机器人协作围捕问题进行了初步探讨以说明UMRS-1的通信与协作机制。

针对蚁群算法求解旅行商问题时存在收敛速度慢并容易陷入局部最优的问题,提出了一种改进的蚁群算法。改进算法采用信息素挥发因子自适应调整机制,调节算法收敛速度,保证算法的全局搜索能力。同时根据公共路径降低蚁群算法运算时间,诱导蚁群寻找更优解。实验结果表明,改进算法在迭代次数相对较少的情况下求得的平均解与已知最优解偏差为0.46%,最优解与已知最优解偏差为0.23%,在收敛速度及求解精度上均取到了较好的效果。

针对剪纸图案的数字化表示、内容检索与文化计算问题,构建了一种XML数据存储模型。该模型不仅能实现从剪纸图像到XML数据的双向转换,并能为剪纸内容检索、数据挖掘与文化计算准备数据。为了评价该模型的可行性和优越性,测试了模型对发现已知文化规律的支持能力。研究结果表明,在增加必要的结构信息与特征信息后,基于模型的数据集具备支持数据挖掘与文化计算的能力。本文有关模型的设计思路同样适用于其他非文本资源。

提出了一种基于覆盖的环簇路由算法CRAC。该算法利用Sink节点以广播环域坐标的方式将网络分为若干环域,并根据应用需求的服务质量计算各环域的覆盖划分以确定轮换簇,各轮换簇交替休眠以降低网络能耗。网络各环域根据能耗均衡方程确定其是否为发送环,将采集的数据并行传送到传输路径后汇聚至发送环,再由LEADER节点发送至Sink节点。仿真实验结果表明,该算法大幅度降低了网络的通信时延和能耗,延长了网络的生存时间,使节点能量均衡下降。

针对现有虚拟网络映射算法的不足,首先提出了一个综合考虑网络中节点资源需求(能力)和拓扑属性的节点资源能力评价方法,合理地评价节点资源能力,优化了虚拟节点的映射顺序;其次改进了虚拟节点映射时备选物理节点的选择过程,提高了虚拟链路映射质量;最后通过考虑物理网络子区域内的资源总量,优化了算法中初始资源分配区域的选择。实验结果表明:与已有的算法相比,本文映射算法在映射质量、长期平均收益、长期平均接收率、算法执行时间等方面均有明显提高。

提出了一种新的基于数据流的关联规则隐藏算法HSRDS,采用一种变化的频繁模式树(TFP-Tree)作为原始数据与清洗后数据的过渡结构,并结合滑动窗口技术,快速实现最新数据的敏感规则隐藏。同时在进行敏感关联规则隐藏的过程中,提出了两个阈值σ和δ,使得保证敏感规则成功隐藏的同时,也能最小化隐藏规则所产生的负面效应。

针对传统(α, k)-匿名模型不能满足敏感属性值之间不同隐私保护程度个性化需求的问题,引入敏感属性值个性隐私敏感因子和个性隐私保护需求度的概念,进而形式化地定义了个性化(α, k)-匿名模型;同时,还提出了一种基于熵分类的个性化隐私匿名方法来实现个性化(α, k)-匿名模型。实验表明:该方法不仅能获得与现有(α, k)-匿名算法近似的信息损失度和时间代价,同时也满足了个性化服务的需求,获得更合理的隐私保护。

针对平面旋转人脸检测的问题,改进了传统的尺度不变特征变换(SIFT)算法,利用其旋转、缩放、平移及部分仿射不变性完成平面旋转人脸的检测。首先通过模板与对比度加权的方法对SIFT关键点进行裁减,以提高计算效率并过滤无效关键点,然后提出一种更精确的主方向计算方法确定关键点主方向,通过Adaboost算法训练人脸公共特征分类器并计算关键点的匹配率作为置信权值,完成平面旋转人脸的检测,并根据关键点主方向进行扶正。最后通过实验与传统方法进行了对比,结果表明:本文方法在保证检测率的同时,在扶正精确度、检测速度方面均有较大提高。

针对标准L₂范数支持向量机和L₁范数支持向量机在肿瘤基因分类分析中表现出的优缺点,在利用Bhattacharyya 距离剔除部分对分类无关紧要特征基因,从而得到少数高相关至关重要特征基因的基础上,将一种双重正则化支持向量机应用到DNA微阵列分类中。用一种二次多项式损失函数把这种有约束的优化问题改变为无约束且可微的优化问题,这可以用BFGS算法来求解,通过对两种肿瘤特征基因数据集实验分析知,该算法对肿瘤特征基因分类具有较强的可行性和有效性。

首先,采用先行后列的方法对归一化虹膜图像进行经验模态分解,得到不同尺度的固有模态分量;找出有利于识别的分量,将其进行二值化处理生成特征图像;然后对特征图像进行水平和垂直移位匹配,得到海明(Hamming)距离匹配向量,计算匹配向量的改进标准差,以此标准差进行虹膜识别。最后分别对CASIA1、CASIA2、CASIA3-interval、MMU1库进行了识别,结果表明:该方法能够有效地提取图像的二值特征,具有速度快、识别率高等优点。

为减少DNA计算中的人为操作,实现对生化操作的精确控制,设计了一种基于微流控技术求解图顶点着色问题的微流控DNA计算模型。通过温度来控制微反应器中DNA链库与磁珠探针的杂交与变性,并利用不同电极间的电位差来驱动DNA分子在微通道内移动以实现整个计算过程。分析表明,采用本文模型可以自动化地求解任意一个图顶点着色问题,提高了DNA计算的可靠性。

为了提高视频质量评价的精确度和通用性,提出了一种基于失真度估计的无参考视频质量评价方法。首先,利用邻近像素点之间灰度差值的数理统计特性计算局部失真度,通过对视频进行高斯滤波后的细节损失进行计算得到全局失真度,再结合这两者估计视频整体的失真度;然后,通过帧内预测和帧间预测计算视频复杂度;最后,利用视频失真度和复杂度得到视频客观质量。实验结果表明,用本文方法可以获得很好的精确度,该方法具有广泛的通用性。

为实现与现有码分多址(CDMA)多天线系统的兼容,提出了一种基于加权分数傅立叶变换的混合载波CDMA多天线系统。本系统在某阶分数傅立叶变换域上采用CDMA技术对发送信号进行序列扩展,对扩展后的信号进行空时分组编码后将信号映射到对应的天线端口上去。通过选择特定的参数,本系统可以转换为单载波或多载波CDMA多天线系统。同时,本系统与现有的单载波和多载波系统相比,信号能量分布更为均匀,从而可以有效地抵抗信道衰落,取得更优的系统误码性能。

为了改善变换域通信系统(Transform domain communication system,TDCS)的多址接入能力,提出基于扩频相位编码(Spread phase coding,SPC)的TDCS方案SPC-TDCS,给出了其系统框架,对扩频序列的选取及扩频基函数的互相关性进行了研究,并对SPC-TDCS的系统性能进行了分析。仿真结果表明,提出的SPC-TDCS具有良好的多址接入能力,同时保证用户间干扰最小。

针对网络编码中的防窃听问题,基于最大秩距离(MRD)码,提出一种强安全线性网络编码算法。在本文算法中,源节点上的消息通过扩域上的MRD码的陪集编码方法进行预编码。同时,中间节点则采用基域上的线性网络码。理论上证明了本文算法可以将一个非安全线性网络码转换为一个强安全线性网络码,即它是一个一般化的强安全线性网络编码算法。与现有的强安全算法的对比表明,本文算法降低了中间节点上的编码域尺寸。

对于在国内GPRS现网Gn接口采集的数据样本进行了流量分布规律研究。发现大多数小区一天中大多数时段处于低速状态,突发的极少数大流量观测值集中在少数小区少数时段。用指数分布对样本的经验分布进行拟合,拟合效果较好。对现网不同区域和不同时段的小区流量数据使用Q-Q图等方法进行了指数分布的有效性验证,发现上述结论具有一定普遍性。

为克服大容量散射通信系统中多径衰落特性导致的通信容量限制问题,将正交频分复用(OFDM)技术引入散射通信用来降低高速率通信带来的符号间干扰(ISI)。建立了对流层散射信道模型,从理论上对经历散射衰落信道的OFDM系统接收信号分量进行分析与计算,推导了系统的误码率,并进行了仿真验证。为了提高系统可靠性,研究了采用Reed-Solomon编码的COFDM调制方案。仿真结果表明OFDM调制方案可以有效提升散射通信容量,基于编码技术的OFDM调制方案可以满足未来军事通信需求。

为了扩展QC-LDPC码的逐步边增加(Progressive edge-growth, PEG)算法,在分析Kronecker积和PEG基本算法的基础上,结合校验矩阵节点的度分布要求,提出了一种QC-LDPC码的Kronecker积-PEG普适算法。该算法通过引入Kronecker积实现基矩阵的构造,同时确定循环移位矩阵,进一步根据变量节点和校验节点的度分布要求完成了QC-LDPC码的设计,分析并证明了该算法的环长至少为girth-8。对算法性能进行了仿真验证,结果表明,该算法在保持QC-LDPC码低密度特征和良好误码性能的同时具有普适性。

针对复杂场景中纹理丰富的非文字区对文字定位算法的干扰,提出了基于光度不变量的角点类别特征和边缘幅值方向梯度直方图(Histogram of oriented gradients of edge magnitude,HOG-EM)统计特征两种新特征,并据此设计了一种两级多层复杂场景文字定位算法。首先获取边缘图像并提取根据HSL颜色空间特性划分的8层二值化图像,将其组成9层子图并做连通域分析提取文字候选区。然后提取文字候选区的角点类别特征和HOG-EM统计特征,将二者分别用于剔除非文字候选区和获取文字。实验表明:本文算法可以较为准确地剔除纹理丰富的非文字区,有效地降低复杂场景文字定位算法的虚警率,取得比较理想的准确率和召回率。

针对轮廓检测系统输出采样信号的特点,结合稀疏表示及主成分分析理论,提出了一种基于稀疏表示的特定目标识别方法。该方法首先通过主成分分析提取采样信号的主要成分以消除冗余信息,同时将信号转换为相同维数的特征向量,然后将特征向量投影到低维空间构造出字典,通过该字典对测试信号进行稀疏表示、识别。数值仿真与现场实验结果表明:该方法在低维空间下具有很好的识别效果;并结合实际情况,对有损坏传感器的系统进行测试,结果表明本文方法具有较好的鲁棒性。

提出了一种自适应平方根中心差分卡尔曼滤波(ASRCDKF)算法,并应用于捷联惯性导航系统(SINS)大方位失准角初始对准中。ASRCDKF算法以中心差分变换为基础,基于平方根滤波能够克服发散的思想,利用协方差平方根代替协方差参加递推运算,并将自适应估计原理引入该算法中,不仅克服了扩展卡尔曼滤波产生线性化误差和计算雅可比矩阵的不足,而且减小了计算量,保证了数值稳定性。同时,ASRCDKF算法解决了传统滤波算法过度依赖系统动态模型和噪声统计特性先验知识的问题。最后通过滤波仿真证明了ASRCDKF算法在SINS大方位失准角初始对准中的有效性和优越性。

针对多变量刚柔耦合的机械臂操作柔性负载系统,提出了一种自适应滑模控制方法,研究了系统存在参数不确定性和外部干扰影响下的位置控制和振动抑制问题。系统动态特性由偏微分方程表示的分布参数模型来描述,避免了集中参数模型导致的溢出问题。基于对柔性负载的能量动态分析,设计了一种自适应滑模控制器,其中滑模面定义为关节角误差、关节角速度误差和柔性负载的根部应变和剪切力的耦合。利用LaSalle不变性原理,证明了闭环系统的渐近稳定性。最后仿真验证了所设计控制方法的有效性。