为探究不同车速下驾驶员视觉行为规律,进行了驾驶员变换车道实车试验。分别采集城市交通和环城高速公路下的驾驶员眼动信息、车辆状态以及道路环境信息等,从视觉搜索广度、换道前预瞄距离、视线转移概率等多角度综合归纳驾驶员在不同车速下变换车道过程的眼动规律。揭示了驾驶员在复杂的交通环境中的前视行为变化规律,为完善考虑真实驾驶员视觉特征变化的换道辅助驾驶系统提供了理论依据。

为了提高车辆在复杂路面下的起步加速驱动能力和稳定性,提出了基于最佳滑移率的牵引力控制策略。根据当前路况下的滑转率和附着系数采用可变遗忘因子最小二乘法求出最佳滑转率。系统通过发动机转矩调节和主动制动调节两种方式协调控制,将车轮的滑转率保持在最佳滑转率附近,从而提高车辆加速性能和稳定性。在Matlab/Simulink下的仿真结果及实车冬季场地试验表明了该系统的有效性和工程应用价值。

将绝缘栅双极型晶体管(IGBT)关断过程分解为多个阶段,对IGBT关断过程中电压上升和电流下降采取分阶段电容耦合反馈从而独立控制dv/dt和di/dt,实现电磁辐射和关断电压反峰的双重约束。基于Pspiece模型仿真出不同反馈电容及门极电阻下的开关损耗和关断电压反峰,绘制出了相互之间的关系曲线,同时提出了一套优化系统参数的计算方法。选取英飞凌FS400R07A1E3_H5型IGBT模块,设计出了具备电容反馈的驱动电路,实验结果表明:在通过IGBT电流为400 A的情况下,采取电容反馈的驱动电路将反峰电压降低80 V左右,模块温升有所降低,验证了本文方法的正确性。

为了进一步提高双电机四驱电动汽车防抱死控制的响应速度和精度,在电液复合变参数PID防抱死系统的基础上,采用径向基函数神经网络系统对电动汽车电液复合制动系统进行在线辨识,利用车轮滑移率对于电机制动转矩变化的灵敏度信息对PID的控制参数进行滚动优化调整,实现自适应复合防抱死控制。运用离线仿真和快速控制原型在环实时实验对控制算法和在线实时控制效果进行了验证,结果表明:改进的控制算法提高了系统的控制精度和响应速度,而且满足控制系统的实时性要求。

基于感性工学的基础理论,通过语义差分法实现感性意象词汇的量化,运用主成分分析将多个感性词汇变量转化为优选的综合变量。然后以自主品牌A级车为例,结合问卷调查的统计结果,针对目标人群的感性意象进行客观分析,提出了建立车身色彩分类数据库的方法,最终得出了基于重要词汇的A级车车身色彩设计优先级。研究结果提高了车身色彩设计的科学性和客观性,可为汽车企业在车身色彩开发过程中提供理论性指导并缩减色彩开发成本。

建立了基于多体动力学理论的位姿反解模型,利用Matlab/Simulink求解得到驱动试验台作动器运动的试验谱。建立了转向架试验台简化三维模型,以所生成的试验谱作为输入信号,通过SolidWorks Motion运动学分析,得到轨道不平顺复现值。将复现值与实测数据进行对比,验证了轨道不平顺复现试验谱生成方法的正确性。在转向架试验台上进行了试验验证,轨道不平顺三项参数的试验值与线路实测值相对误差均在5%以内,可以实车应用。

车辆进行尾随行驶时其外流场会受到侧向风及车间距变化的影响,为此本文参照沃尔沃某型号货车,按照1∶1的比例建立了货车仿真模型,利用XFlow作为数值仿真软件,分别对车间距离变化范围为0~30 m及侧风来流角度变化范围为0°~20°的情况进行了数值仿真,并从汽车风阻系数变化及节油效果两个方面进行了具体分析。结果显示,在没有侧向风时后车平均节油率为22.96%,当侧向风来流角度为20°时,后车的平均节油率仅为7.41%,表明侧向风的存在大大降低了货车尾随行驶的节油效果。

针对信号交叉口行人过街常发的溢出行为,运用视频处理技术对过街行人的全时空信息进行采集,分析了行人溢出行为的内在规律,并提出了限制溢出的优化方法。首先,通过多交叉口行人溢出频数统计,反映了溢出行为的普遍性;其次,利用实际调查数据,定量分析了求近心理对行人溢出过街的影响;然后,提取了溢出行人的过街轨迹,体现了行人溢出位置分布的规律,在此基础上,采用概率统计方法建立了行人溢出位置分布的正态分布模型,并对模型进行验证,通过了T检验;最终,利用行人溢出分布规律提出了人行道设置的优化方法。结果表明:当人行道加宽宽度或护栏长度达到人行道宽度的130%时,行人溢出显著减少。

为了解决道路交通事故现场二维勘测中“四点法”的不足和实际应用问题,提出了基于小型无人机摄影测量的“改进四点法”。首先,通过小型无人机拍摄事故现场图像;其次,对事故现场图像采用预先对控制点信息进行归一化处理的方式减少校正过程中病态矩阵求解问题;然后,调用图像校正算法将透视图校正为正投影图;最后,以校正后的正投影图为依据,调用图像量测模块在新的正投影图上进行测量、记录和标注。通过控制场地测试和典型交通事故案例现场测试验证了该方法的有效性。与传统人工测绘以及图像测量方法相比,该方法在提高事故现场勘测精度的同时,扩展了勘测现场范围,抑制了拍摄角对“四点法”精度的影响。

为研究城市不同道路线形下的驾驶人注视特性,采用FaceLAB5非接触式眼动仪采集了城市道路实车试验条件下驾驶人的眼动数据,应用层次分析法筛选出表征注视特性的眼动指标(注视和眼跳),在把驾驶人注视区划分为5个区域的基础上,对比分析了不同道路线形下驾驶人注视点及注视转移在各区域中的分布规律。研究发现:不同道路线形下,驾驶人50%以上的关注落在远方和前方区域中,左侧区域几乎相同;直行路段对左侧区域的关注约是右侧区域的3倍;转弯路段对右侧区域的关注约是直行路段的3倍。研究结果既能为驾驶人培训提供指导,也为道路线形的设计及判断驾驶人是否有转弯意图提供了理论依据。

研究了一种基于灰色关联的车联网信道负载预测算法。首先,使用灰色关联分析法考察信道负载与其影响因素时间序列之间的相关性,选出影响信道负载的主要因素。然后,根据相应的多元关系模型,建立基于卡尔曼滤波递推的信道负载预测算法。最后,使用交通调查方法采集长春市某交通干道上的浮动车数据,进行信道负载预测。实验结果表明:本文所提出的算法具有较高的预测精度,且具有较好的自适应性和鲁棒性。

为了对混凝土桥梁应变变化以及裂缝出现进行全程监测,利用导电膜电阻拉-敏效应,提出了一种将导电膜布设在混凝土结构表面的新型结构健康监测技术。在实验室内制作混凝土试验梁,将导电膜与应变计共同布设在梁底面,进行该技术的验证试验,并与ANSYS有限元仿真模拟结果进行对比。试验结果确定了在试验梁出现裂缝前的弹性变形范围内,应变与导电膜电阻之间的定量关系;当结构表面出现裂缝时,导电膜电阻瞬时急剧增加,确定了其电阻增量与裂缝宽度的关系。将导电膜粘贴在混凝土表面观察其电阻的突变情况能够判断裂缝发生的时间,进而明确裂缝的位置,并随着裂缝的发展进行持续的测量。

以CRH3型高速列车的标准车轮为例,采用声学边界元法计算了单个车轮在单位垂向力下的辐射噪声。介绍了一种新型辐板屏蔽式阻尼车轮,并对比分析了阻尼车轮和标准车轮的声辐射特性。考虑了较为完整的边界条件,首先基于多体动力学提取了350 km/h下列车的轮轨激励,然后建立了四轮对的声振耦合模型,用于研究轮对噪声在车厢表面形成的声学分布。结果表明:单个车轮的辐射声场随角度呈瓣状变化,随距离逐层递减,具有明显的指向性,踏面和辐板对辐射噪声的贡献量最大;相对于标准车轮,阻尼车轮的辐射声功率明显降低,尤其在峰值频率处;四轮对的辐射声场是多个车轮噪声源经叠加和干涉作用后的复合声场,主要作用在车厢端部,且保留了基本的指向特征;对比观察点处的声学响应发现,标准轮对的噪声峰值均在110 dB以下,而阻尼轮对的声压级总值下降约15 dB,降噪效果明显。

针对一台4G15 缸内直喷汽油机试验研究了活塞初始位置对直接起动模式实现及转动特性的影响,并探讨了不同冷却液温度及喷射压力下直接起动模式实现的活塞初始位置范围的变化。研究结果表明:对于正转或反转直接起动模式,活塞初始位置均需控制在适当的范围才能实现,且两种模式实现的活塞初始位置范围既有一定的重和,又存在一定的差异。两种模式联合应用可显著扩大直接起动模式实现的活塞初始位置范围。冷却液温度过高或过低,直接起动模式实现的活塞初始位置范围均有一定程度的减小,当冷却液温度为70 ℃时,范围达到最大;提高燃油压力有利于扩大直接起动模式实现的活塞初始位置范围。将膨胀缸活塞控制在90~125 °CA是一个较佳的选择,其可在较宽的冷却液温度及燃油压力变化范围内实现直接起动模式。

为降低稀燃时NO_x排放及改善燃油消耗率-NO_x排放“(be-NO_x)”折中关系,以一台基于柴油机改制的进气道喷射点燃式甲醇发动机为试验对象,在1400 r/min、4.52 kg/h甲醇消耗量工况条件,以及1.5过量空气系数和21 °CA BTDC点火提前角的基础上,研究了推迟点火、废气再循环(EGR)及过稀混合气3种策略对稀燃甲醇发动机燃烧和NO_x排放的影响。结果表明:3种策略均能在机内有效净化NO_x排放,实现接近零排放的效果。在相同NO_x排放水平下,与过稀混合气策略相比,EGR策略的燃烧滞后和延长程度有所减弱,循环变动降低,而推迟点火策略的燃烧更为滞后,但燃烧持续期和循环变动减小。对比而言,EGR策略能获得更佳的“be-NO_x”折中关系;推迟点火策略的“be-NO_x”折中性能虽较EGR策略有所降低,但排气温度有所升高,有利于提高样机在低负荷时后处理器的转化效率,从减小排放角度具有一定应用潜力。

为了分析高压喷射对混合气的形成和燃烧排放特性的影响,在自行开发燃烧系统的2.0 L CR直喷柴油机上,仿真分析了喷射压力对喷雾特性以及浓度场等微观物理场的影响,并引入表征两相流中液滴破碎作用强度的无量纲的Jet数,分析了在喷射方向不同空间位置上喷射压力对Jet数及其变化规律的影响;在此基础上通过试验和仿真相结合,预测分析了高压喷射对发动机性能的影响。结果表明:当提高喷射压力时,Jet数会增加,Jet数的变化范围会增大,还可改善喷雾质量,促进混合气的形成,缩短燃烧持续期,而且有利于减小燃烧室壁面形成的油膜厚度及其滞留时间,从而降低HC排放。但超高压喷射时会导致缸内平均燃烧温度过高,不仅NO排放增加,而且会造成CO₂高温分解使CO排放增加。

作为液压系统中重要的控制元件,液压阀负责实现整个系统的控制功能。随着传感器技术和电子技术的发展,数字阀因其更容易实现计算机控制而日益受到研究者的重视。本文综述了国内外数字液压阀的发展历程、研究现状及应用领域。通过回顾液压阀的控制方式,讨论了新的液压控制技术在数字阀领域的应用。并以可编程阀控单元为例,说明了广义数字阀的技术特点。最后,对数字阀的发展前景进行了预测:模块化、高响应、高效率是今后发展的方向。

针对传统液力缓速器叶片强度的流固耦合分析方法无法真实地模拟叶片载荷分布,以及未考虑流固耦合存在温度场的影响的问题,本文根据质量守恒、N-S、能量守恒以及非线性结构动力学,采用一种新式流固耦合方法以及考虑温度场作用的热流固耦合方法,分别对某型号液力缓速器叶片强度进行数值计算,并将两者结果从叶片位移和等效应力的角度进行对比分析。结果表明:在其他条件相同的情况下,考虑温度场对叶片的复合作用后,叶片位移和等效应力分别增大6%和21%,易引起叶片强度失效,存在安全隐患。

为了降低液压混合动力挖掘机控制油路的溢流损失,同时提高液压泵/马达斜盘角度控制系统的鲁棒性,本文应用基于改进积分型的前向补偿结合滑模控制的方法(FSMI)设计了控制器。首先,介绍了可切换控制的基于压力共轨系统(CPR)的液压混合动力挖掘机的工作原理以及降低控制油路压力的必要性。然后,通过分析斜盘所受的轴向压紧力和传统数学模型的结构对系统模型进行了改进,同时利用数学分析的方法将FSMI方法应用于该模型。最后,结合仿真分析的工况搭建了试验台并进行了试验。仿真和试验的结果表明,所提出的控制方法可以有效地提高斜盘角度控制的鲁棒性。

针对数控机床可靠性评估试验时由于试验周期难以确定而造成的试验成本升高或评估精度降低的问题,提出了一种基于Bootstrap重抽样的试验周期设计方法。该方法以平均故障间隔工作时间(MTBF)的区间估计变化率作为判定试验周期长度的依据,以Bootstrap重抽样方法求解数控机床MTBF的区间估计,以Power函数建立了MTBF区间估计变化率模型,得到了可靠性评估试验的试验周期。结合实例分析了机床台数m和形状参数β对试验周期的影响:随着形状参数β或被试机床台数m的增加,可靠性评估试验的试验周期缩短。

在可拓学理论的物元模型基础上建立了适用于舰载直升机可靠性评估的物元模型,待评舰载直升机的关联函数通过可拓集合理论的关联函数计算得出,引入层次分析法确定物元模型中各评估指标的权系数,从而得出待评舰载直升机可靠性的关联度并对待评舰载直升机的可靠性所属等级进行评估。结合某舰载直升机实例进一步说明了层次分析法用于确定待评模型中指标权系数是可行的,同时表明该可靠性评估结果能够科学合理地反映待评直升机的可靠性等级。

通过建立人体运动生物力学模型研究了健康人体站起运动轨迹,设计了多自由度臂式下肢康复训练机械结构并对其进行了有限元分析与优化。通过实验研究了人体站起过程中各关节部位的角度变化,为下肢康复训练设备控制提供了参考。分析结果表明,对人体运动生物力学模型的研究和实验所得的数据能够对下肢智能康复训练方法提供有效参考,而本文所设计的机械结构符合使用环境下的力学性能要求,并且具有质量轻、占地少和成本低等优点,适于临床应用和产品化推广。

为提高孕镶金刚石钻头的钻进速度和工作寿命,遵循仿生工程学相似原理,以土壤动物的爪趾为仿生原型,结合普通孕镶金刚石钻头异型唇面结构设计方法,通过无压浸渍烧结法制备了高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头。高胎体仿生异型钻头的单齿单元由多个柱齿组合并呈阶梯状排布,基于强度理论和孕镶柱齿的受力模型确定柱齿最大高径比。通过有限元数值模拟对钻头与岩石接触面的应力进行分析,检验了仿生异型单齿结构设计的合理性。钻头的野外试验数据表明:相比于普通孕镶金刚石钻头,高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头的平均钻进速度提高了20%;在不降低钻进速度的情况下,工作寿命提高一倍以上,大幅度减少了提下钻的频率,可缩短钻孔周期、节约钻探成本,具有较好的应用前景和较大的经济效益。

利用自制的半导体制冷显微试验观察装置,对冷表面水滴结冰过程中的相变发生点、相变瞬间时长和相应的水滴体积变化规律进行了定量测定,并着重对水滴结冰相变过程中的直径变化系数、高度变化系数和体积膨胀系数进行统计分析。试验结果表明,冷表面水滴结冰过程中相变自下而上完成;结冰过程中水滴超过1.09的体积膨胀集中发生在相变瞬间;相对于液体进入过冷状态的时间,相变瞬间短暂而迅速。研究结论在解释结冰过程中的短时间内大体积膨胀系数及变形带来的冻胀危害根源的同时,提出利用水结冰过程中自发的相变膨胀释能来降低部件表面结冰附着强度,为一种新型除冰/防结冰方法提供了理论和试验依据。

为了提高成形质量,研究了不同单元形式的多点模具柔性拉伸成形。对固定单元和摆头单元多点模具柔性拉伸成形进行了数值模拟,结果表明:摆头单元比固定单元多点模具柔性拉伸成形件表面更光滑,应变分布更均匀,成形精度更高,成形效果更好。对球面件进行了固定单元和摆头单元多点模具柔性拉伸成形试验,验证了其可行性和数值模拟结果的可靠性。

针对应用拉伸失稳理论和缺陷理论获取铝合金成形极限图(FLD)的局限性,提出了一种基于延性损伤和剪切损伤的铝合金成形极限的获取方法。通过在损伤过程中引入裂纹状态变量,将FLD的获取转化为计算板材在不同应变路径下断裂时对应的极限主应变。本文以5083-O铝合金为例,设计了简单的缺陷试样加载试验和缺口试样纯剪切试验,利用有限元仿真的方式获取了材料在不同应变率下失效时对应的应力三轴度和剪应力比。通过圆顶冲头涨形的数值模拟,获取了板材在不同应变路径下断裂时对应的冲头行程、极限厚度和断裂成形极限图(FFLD),并与试验结果进行对比。结果表明:数值模拟获取的板材成形极限和试验结果基本吻合。将本文获取的FFLD应用于高速动车组司机室覆盖件的冲压成形效果分析中,预测的成形工件的失效形式和断裂位置与试验结果相吻合。

研究了板材充液成形过程中影响反胀效应的因素。将反胀效应划分为初始反胀(IIB)和局部反胀(LIB)。IIB的主要参数为反胀高度率(H_Ib/t)和反胀压力率(p_Ib/t),LIB受到IIB的影响并且与成形过程中液室压力直接相关。通过数值模拟得到了半球底筒形件和平底筒形件的最优反胀参数,并优化了对反胀效应有较大影响的凸模与压边圈间隙以及压边圈入口圆角等工艺参数,使反胀效应在充液成形过程中发挥了更大的作用。最后,试验验证了数值模拟结果的正确性。

采用重力铸造和等温热处理半固态挤压的方法制备了Mg₂Si/Al复合材料,并研究了复合材料的组织及性能。结果表明:经过等温热处理后得到了基体α-Al和增强相Mg₂Si双球化的半固态组织,其中,Mg₂Si颗粒呈现球化,α-Al呈现规则球形或椭球形。与普通重力铸造Mg₂Si/Al复合材料相比,等温热处理温度为555 ℃、565 ℃和570 ℃的半固态挤压Mg₂Si/Al复合材料的布氏硬度分别提高了26.09%、39.13%和31.30%。拉伸测试试验结果表明:等温热处理565 ℃时,半固态挤压Mg₂Si/Al复合材料的抗拉强度达到了274 MPa,延伸率达到了8.75%。

利用水包油(O/W)微乳液法,在水/DTAB/氯仿体系中合成制备了苝的方形纳米颗粒,颗粒尺寸在60~100 nm,可以通过改变表面活性剂的浓度实现颗粒尺寸调控。扫描电镜、透射电镜、荧光显微和动态光散射实验照片证实了苝纳米颗粒的存在。实验结果表明:与溶液中主要来自单体的荧光发射有很大不同,纳米颗粒的荧光发射在460~650 nm处出现了来自聚集体的发射宽峰,并表现出明显的尺寸依赖性,随着纳米粒子尺寸的增加而变强。

为实现四轮独立驱动电动车的侧向主动安全避撞控制,建立了车辆侧向换道的安全距离模型,在此模型基础上依据避撞要求设计了相应侧向控制器。利用线性二次型调节器(LQR)方法求解出侧向换道最优反馈矩阵,并采用基于输入补偿的前馈补偿策略对系统进行偏转角控制跟踪,保证系统能精确跟随给定期望横摆角。最后,通过实验验证了电动车主动安全距离模型和车辆避撞控制器的有效性,实现了车辆安全稳定避撞功能要求。

仿人头颈部机器人是仿人机器人的一部分,负责对视觉目标进行动态跟踪。为了能够精确跟踪目标,在系统运动学建模过程中,将机器人视场中心的视线作为一个具有伸缩自由度的连杆加入头颈部结构的运动学模型。通过双目视觉系统计算得到的目标点位置在数学模型上成为连杆机构运动的目标位置。为了使具有冗余自由度的头颈部机器人的运动更符合人类的动作行为,对用于消除运动学奇异点的阻尼最小二乘逆解算法进行了改进。改进后的修正算法不仅能够使机器人在运动过程中避开奇异点,而且能够实现算法上的关节限位,保证机器人运动的关节舒适度,使其更符合人类的行为习惯。仿真实验表明:这种算法在很大程度上提高了机器人运动的可靠性和稳定性。

针对下肢康复机器人训练任务规划和主动康复控制问题,提出了一种能够根据受损患肢病况进行步态轨迹规划的策略,并设计了可实现主动康复训练的控制算法。步态轨迹规划能够根据不同患肢按需自适应调整训练任务轨迹与正常步态轨迹的偏离程度,阻抗控制可以提高训练中受损患肢的主动参与力,自适应滑膜控制可以消除机器人结构模型的参数不确定性和训练过程中因肌肉痉挛等造成的外力干扰,并且对系统的非线性有一定的鲁棒作用。实验结果表明,该方法能够有效地解决不同受损患肢步态康复训练的自适应任务规划和主动康复训练过程中的柔顺运动控制,任务轨迹跟踪精度较高。

针对探测器软着陆小行星的轨道控制问题,本文提出了一种基于自适应超螺旋算法的控制方法,避免了传统滑模控制的高频抖振,并且结构简单、无需已知外界扰动时间导数的上界。首先,将软着陆的轨道控制问题描述为一类非线性系统的镇定问题。其次,基于球谐系数法表示的小行星引力场模型设计前馈控制律,将系统解耦为三个滑模函数的一阶子系统。然后,针对每个子系统设计自适应超螺旋控制器,并证明闭环系统的稳定性。最后,将本文提出的控制方法与传统的自适应滑模控制进行了对比仿真,结果表明,所提出的算法能使系统更快地收敛到滑模面上,同时有效抑制抖振效应。

针对在连接相似度的计算过程中原始连接聚类(LC)方法并未考虑非相邻连接的相似关系,本文提出的极值非相邻连接相似度策略,弥补了原有连接相似度的不足。新的极值非相邻连接相似度(MLS)策略考虑了连接之间相似关系的邻居节点集合的最大、最小情况。在此基础上,结合EQ评估策略,给出了新的引入极值非相邻连接的连接聚类(MLC)方法。在3组测试数据集上的实验结果表明:本文MLC方法相比原始LC、经典重叠社区发现(CPM)方法和扩展的连接聚类ELC方法在多种评估指标上表现优异。

提出了基于成功回溯的约束推理技术及其相应的约束求解算法MAC_BTS,并证明了该算法在一条分枝上回溯到网络相容状态的最坏时间复杂度是O(ned³)。实验结果表明:新的MAC_BTS算法在大多数问题的求解上较国际上流行的MAC3rm算法以及MAC_LC算法取得了10%~20%的加速,甚至在某些问题上达到50%,可见该算法在效率上更优。

经典的全局形状识别算法虽然高效,但在处理形变方面存在不足。局部形状识别算法拥有良好的检索率,但在辨别力方面的效果却有待提高。为解决上述问题,本文提出一种基于特征点分类的融合框架,该框架不仅融合了全局与局部算法的优势,还弥补了二者的不足。一些经典的形状识别算法采用提取特征点的方式来构建形状特征直方图,本文在此基础上,将提取到的特征点进一步分类,针对不同类别的特征点集合采用不同的形状识别算法进行描述,并将匹配结果进行融合,充分发挥了全局与局部算法的优势。实验结果表明,本文提出的框架能够有效结合不同算法实现形状的识别并获得更好的效果。

提出了两阶段盒子覆盖法,并且以两阶段盒子覆盖法作为节点聚类方法,提出了分形聚类社区检测算法FCUC。FCUC算法将分形聚类过程映射到树型结构,通过对树型结构进行分割得到复杂网络的社区结构。在人造网络和现实网络上对FCUC算法进行了测试,实验结果表明:FCUC算法可以有效地检测出社区结构。

将一组Hela细胞的时序数据通过傅立叶分析变换为傅立叶谱,并设计了基于支持向量机的有监督学习算法,该算法通过提取傅立叶谱中的显著特征鉴定持家基因和非持家基因。本文所提出的方法通过比较两套独立的组织表达谱成功预测了510个人类持家基因,其中包括93个非编码持家基因。分析结果表明:本文方法所预测的持家基因相比其他3种方法更为高效、准确。

针对多个多播会话相互存在干扰及Mesh客户端负载分布不均的问题,提出了一种新的负载与干扰感知的信道分配算法(LIMCA)。该算法综合考虑了多播会话流内、流间干扰以及负载等因素,为负载干扰权重大的节点优先分配部分重叠信道,以达到减少会话干扰和提高系统容量的目的。NS-3仿真结果表明:LIMCA算法相对于多信道多播(MCM)算法提高了网络平均吞吐量,降低了平均丢包率和平均端到端时延。

针对协作认知无线网络(CCRN)设计了一种基于优先级队列的两级中心协作频谱共享机制(PQTL-CSS)。通过招募认知用户作为中继,协助完成授权通信,并将传统的数据协作拓展至管理协作,由协作认知节点协调其他认知节点的接入,形成由主用户和协作认知节点构成的两级中心管理结构。在保障主用户最高优先级的同时,作为对认知节点协助授权业务传输的回报,赋予其高于非协作认知节点的信道接入权限。本文对不同用户的时延和吞吐量性能进行仿真,结果表明,PQTL-CSS能够在业务随机性较强的情况下,实现多种类型节点的动态、高效频谱共享。

针对蜂窝网络中基站能量效率和用户服务质量的联合优化问题,结合实际的蜂窝网络中基站与用户终端选择连接的原则,建立了反映基站能量效率和用户终端服务质量的数学模型。采用基于幂函数载波技术的混沌搜索算法对优化问题进行求解,并证明了算法的收敛性。仿真结果验证了模型的有效性及设计算法的可行性。

为了分析非理想感知结果对认知无线网络系统性能的影响,针对动态信道绑定策略,考虑感知过程中可能出现的漏检错误和误警错误,建立了一种带有多服务台同步中断的修正的抢占优先排队模型。采用矩阵几何解方法给出主用户数据包干扰率、信道利用率及次级用户数据包平均时延等性能指标的表达式,并通过数值实验揭示了不同性能指标间的折中关系。建立了系统成本函数,给出了非理想感知条件下动态信道绑定策略的优化方案。

提出了一种双基地MIMO雷达的离开角(DOD)和到达角(DOA)的快速估计算法,本算法需要结合已有的测向算法才能完成DOA、DOD的联合估计。首先,利用已有的算法将DOD估计出来。然后,利用已估计出来的DOD将多目标模型分解成多个单目标模型,从而完成DOA的快速估计。 在DOA的估计过程中,不需要任何的奇异值分解和谱峰搜索,而且能够实现自动配对。本算法的主要优点是在保证估计精确度的前提下简化原算法,即使在DOD未能被精确估计的前提下,依然能得出比较理想的DOA估计。仿真实验证明了本文算法的有效性。

为了克服离散视点采集结合窗截取的立体元图像生成方法对采集平台参数的依赖,本文提出采用基于拍摄对象的自适应窗截取算法来获得立体元图像阵列。首先,利用离散视点采集平台获得拍摄对象的离散视点图像阵列;然后,计算拍摄对象在每幅离散视点图像中的成像区域,再根据成像区域对截取窗参数的制约关系生成截取窗,并利用截取窗将离散视点图像阵列处理成子图像阵列;最后,根据立体元图像阵列与子图像阵列之间的映射关系,将子图像阵列转换成立体元图像阵列。实验结果表明:本文方法能够在采集平台参数未知的情况下,获得与传统方法相同的立体元图像阵列,大大提高了离散视点图像阵列的通用性和立体元图像阵列的生成效率。

为了从膝关节磁共振图像(MRI)中分割出膝软骨,提出一种基于多特征支持向量机(SVM)边缘定位和弹性区域生长的自动分割算法。首先,采用自适应Canny边缘检测算法提取图像主要边缘;再对边缘提取多个图像特征,结合SVM算法对边缘进行分类,完成软骨边缘定位;然后,在软骨边缘的基础上进行种子点及软骨像素区域的选择;之后基于选择的结果采用弹性区域生长进行初步软骨分割;最后,基于先验知识和形态学获得最终膝软骨分割结果。实验结果表明:该算法能够准确、快速地自动分割出膝关节MRI中不同的膝软骨,其中股软骨、胫软骨、髌软骨的平均评价重要指标(DSC)分别可达0.8543、0.8280、0.8703,与手工分割结果具有较高的一致性。

提出采用基于权值的联合双边滤波器(WJBF)和深度补偿滤波器(DCF)相结合的方法对深度图像进行修复。首先,通过Kinect获得对齐后的彩色图像和深度图像;然后,利用基于权值的联合双边滤波器处理深度图像中的空洞和噪声;最后,用深度补偿滤波器减少边缘模糊。将本文算法与3种常用的深度图像修复方法进行了定性和定量上的分析和对比,实验结果表明,本文方法具有更好的修复效果。

以腰椎间盘的核磁共振图像(MR图像)为研究对象,采用Canny算法进行边缘提取,并针对MR图像灰度变化不明显的特点,预先对图像分别进行对比度增强和锐化处理。同时针对Canny算法中由于高斯滤波器导致的噪声敏感性问题,对传统Canny算法进行改进,将高斯滤波器改为均值滤波器。试验结果表明,相比于传统算法,运用基于均值滤波改进的Canny算法对增强对比度后的MR图像进行边缘检测,在真实边缘检出率相同、算法复杂度相同的情况下,噪声检出率降低了90%。

为了更准确地提取自然图像中的显著目标,本文提出了一种新的显著目标提取算法。首先,基于稀疏编码理论提出了快速字典学习算法应用于特征提取;然后,通过统计分析相应稀疏表示系数计算字典原子的稀有性,并基于特征稀有性进行显著度计算,应用数学形态学算子等进一步去除伪目标。实验结果表明:本文算法相较于其他4种现存的传统算法提取自然图像中的显著目标更为准确。此外,本文算法也能够有效地处理包含多个显著目标的自然图像。

提出了基于感性负载的瞬变电磁发射波形控制技术,系统以数字逻辑控制器为核心控制单元从时间上精密控制发射时序。采用恒压钳位技术对阻尼吸收电路进行了研究。提出一种新颖的关断时间测量技术,测量准确简单,同时设计了一种特殊的RCD缓冲电路。野外实验结果表明:系统所发射电流波形经过高精度控制关断时间短、下降沿线性度高、关断后无反向过冲及振荡、关断时间测量准确,电流峰值可调。

针对瞬变电磁仪器晚期信噪比低、抗干扰能力差的问题,介绍了一种基于LabVIEW控制USB4432采集卡的瞬变电磁仪器接收系统。为了便于使用,系统采用GPS同步;针对晚期信号弱、噪声大的问题,采用低噪声放大器搭建了双路差分前置放大器电路,并利用UAF42设计了四阶低通滤波器压制高频噪声;为了提高系统的稳定性和功能可扩展性,利用图形化语言G语言编写系统上位机程序。测试结果表明,该系统具有工作稳定、噪声水平低的优点,可用于瞬变电磁信号的采集。

提出一种五棱台式测量探头侧面倾角的优化方法,通过量化磁梯度张量各独立分量的相对分辨率与探头侧面倾角之间的关系,以5个独立分量相对分辨率的极差与最大值为评估标准,得出五棱台式探头的侧面最优倾斜角度。最后,通过仿真量化了棱台侧面倾角误差对测量结果的影响,为棱台的加工工艺明确了精度要求。

为了提高光纤光栅测量应变的精度,在对光纤光栅传感器基底形状进行有限元分析的基础上,设计出了一种具有增敏效果的预紧封装光纤光栅应变传感器,并采用等强度梁对具有增敏效果的基片式光纤光栅传感器进行了测试和标定,得到传感器灵敏度为0.857 pm/με,是普通基片式光纤光栅传感器灵敏度的1.18倍。在MTS试验机上进行寿命试验,经10000次重复拉伸疲劳试验后,光纤光栅传感器的光谱并未出现双峰等现象,也没有发生蠕变,抗疲劳性能良好。

生境是人类赖以生存不可或缺的条件,是人类发展的基本保证,亦如生物模本、生活模本一样的重要仿生资源。模仿生境的自然环境、自然现象和自然生态中蕴含的神奇奥秘及优良的资源管理体系,真正做到资源与能源可续、人文与生境交融的回归自然设计,将会成为仿生学原始创新的新领域。本文揭示了不同环境因子间的相互作用与变化规律,探索了生命与非生命有机交融的大自然的运行机制,并将其作为模本进行生境仿生设计,必将发明创造出更多满足自然环境、人文环境、工程环境绿色可续发展的仿生制品。