非线性复扩散( NCD: Nonlinear Complex Diffusion) 能针对不同结构特征调节扩散强度，有效压制地震勘探随机噪声。但沙漠地震勘探数据结构复杂，NCD 方法不能有效估计出同相轴方向，会导致同相轴衰减。为此，基于同相轴结构特征提出自适应结构方向复扩散( ASOCD: Adaptive Structure-Oriented Complex Diffusion)滤波算法，该算法沿同相轴方向定向复扩散，在压制随机噪声同时增强有效信号。此外，该算法利用地震勘探数据的区域特性自适应调节扩散阈值，在信号区域减小扩散阈值以更好地恢复地震勘探信号。合成和实际沙漠地震数据结果验证了所提方法的有效性，与NCD 方法相比，滤波后信噪比提高了6 dB 左右。

高维调制作为一种新型调制格式，很好地解决了谱效率与功率效率之间的矛盾。但晶格编解码时间复杂度高带来的传输延迟，严重影响了高维调制技术在高速大容量光通信系统中的应用。针对此问题，笔者提出一种基于树结构的低复杂度高维晶格编解码方法，由晶格的分布规律构建树结构，通过树结构索引算法完成晶格编解码。该方法可以有效实现高维晶格编解码，当信噪比为16 dB 时，误码率可达到3． 1 × 10 － 4 ，同时可将点数为M 的晶格编解码复杂度由O( M) 降低为O( log M) ，并具有通用性。

为进一步加强对洛尔系统的鲁棒控制，基于前期稳定性分析理论基础上，研究含有不确定性结构的时变时滞奇异摄动Lurie 系统在扇形区域［V1，V2］内的控制器设计问题。通过构造新的李雅普诺夫泛函利用新的交叉项界定法，由Lurie 系统的特性，设计含有不确定性结构的时变时滞奇异摄动Lurie 系统在一般的扇形区域［V1，V2］内的状态反馈控制器，推出时滞依赖和时滞独立两种情形下新的状态反馈控制率。最后，通过数值样例证明所设计方法的有效性和可行性。

导管架平台是海洋油气开发中常使用的平台，但其所处的海洋环境使导管架经常受到流体冲蚀、海水腐蚀等，因此需要定期检查维护。为了缩短ＲOV( Ｒemotely Operated Vehicle) 的行走路程，减少检测维护费用，提高路径规划的智能程度，以惠州油田某型导管架平台为研究对象，针对ＲOV 对导管架进行单面和整体检测两种检测情况，结合图论和组合优化等理论进行了路径规划研究。通过仿真分析得出导管架全遍历的最优路线，所提出的路径规划方法和仿真结果具有较大的理论价值和实际指导意义。

为提取气体管道声波信号中的泄漏成分并进行重构，提出一种结合VMD( VMD: Variational Mode Decomposition) 和误差能量算法的特征提取方法。该方法首先利用油气管道泄漏检测系统模拟气体管道的微小泄漏，并采集泄漏声波信号; 然后利用VMD 算法将采集到的泄漏声波信号分解为一系列带宽受限的固有模态;随后，使用误差能量算法选择有效模态; 最后，利用有效模态进行信号重构。通过仿真分析发现，该改进算法可以提取有效模态，利用该方法处理气体管道微小泄漏声波信号，能有效滤除噪声并重构原始信号。

为解决对电路中电流信号的实时监测及谐波分析问题，利用传感器技术设计出一套高精度基于FFT( Fast Fourier Transform) 的互感式电流信号检测装置。该装置可对环路电流信号进行非接触式测量，硬件电路包括互感式电流传感器和检波电路，软件部分以STM32 为主控制器，对信号进行傅立叶变换得到频率和幅度信息。这种以微处理器为核心的测量装置可以实现测量自动化和功能多样化，在工业领域具有一定的应用价值。经实验检测，该系统的频率分辨率可达到1 Hz，幅度分辨率可达到0． 5 mA，测量电流信号频率误差小于2% ，幅度误差小于5%。

为解决实验内容方法陈旧，制备气敏元件的性能指标无法满足实际测试要求的问题，对半导体气敏材料的制备及其气敏特性测量进行了实验研究，从而提高元件的性能，并使实验内容满足本科教学更加贴近科学研究前沿的需求。通过采用溶剂热法制备了三元金属氧化物Zn2 SnO4气敏材料并对其性能进行了系统测量，并将该实验内容应用于电子功能材料实验的开放性创新实验中。结果表明，基于Zn2 SnO4材料的气敏元件对HCHO 气体表现出优异的气敏特性。通过该实践过程，使学生掌握一种合成纳米材料的新方法，了解材料表征方法，该项目的实施有利于学生提高科研素质和创新能力的培养。

为了解决半导体掺杂浓度的测试问题，需要采用简单易行的方法对半导体进行测试。在微电子技术领域，四探针技术一直是测量电阻率的常用方法。结合吉林大学在半导体器件物理与实验精品课程的建设，以训练学生对半导体物理学专业知识的理解和掌握，笔者对四探针法测试半导体掺杂浓度进行了实验研究。通过建立半无限大和无限薄层两个理论模型，对不同厚度半导体材料的电阻率测试方法进行了实验研究，并对原理进行了讨论。为了解决商用测试设备昂贵且无法满足实验教学需求的问题，笔者提出自制实验测试装置，采用钨合金的简易手动探针台，并根据实验需要自行设计了四探针测试架。实践应用表明: 四探针测试系统的建立可以完成测量
半导体掺杂浓度的任务，满足了半导体物理实验的教学需求，取得了较好的教学效果。
关键

为帮助学习者掌握自适应学习系统为学习者所定义的个性特征和学习信息，设计并开发了开放性学习者模型MindOLM。MindOLM 采用思维导图可视化形式将学习者模型中课程知识状态呈现给学习者，帮助学习者了解、查看自己的学习进展，以及章、节、知识点之间的关联关系，并引发学习者元认知学习体验。在实证研究方面，通过实验研究法、问卷调查和面对面访谈等方式收集数据，结果表明: MindOLM 能引发学习者在学习规划和自我反思两个方面的元认知学习体验; MindOLM 能很好地表示学习者学习进展和知识水平; 学习者对MindOLM 在有用性、易用性和满意度3 个方面都表现出较高的认可度。

为有效抑制噪声对地震数据的影响，根据地震信号的时频特性，提出了基于变分模态分解的相关能量熵阈值去噪方法。采用变分模态分解算法将地震信号分解为频率由高频到低频且具有一定带宽的模态分量，计算各模态分量与地震信号的规范化相关系数，实现对各模态分量中的有效信息和噪声的定位。将去除有效信息的各模态分量分成若干子区间，分别计算各子区间的噪声能量熵，选取能量熵最大区间的模态分量系数作为该分量的噪声方差获得该分量的阈值，再将经阈值处理后的各模态分量重构得到去噪信号。通过对合成地震模型和实际地震信号进行去噪处理，并与直接去除高频分量的变分模态分解去噪方法进行了对比，结果表明，该方法能在强噪声环境下更有效地提取地震信号中的有效成分，提高信噪比。

为解决目前数字网络课程知识碎片化、语义关系缺乏等问题，提出将知识的控制单位深入到知识元层面，结合CELTS 标准构建细粒度课程知识元组织模型，再采用精细化加工理论对教学内容进行编排与设计。定义了知识元、知识链和知识单元之间的逻辑关系，构建了C 语言课程知识图谱，通过Neo4j 可视化知识元粒度以及知识元之间的关系。实践表明，知识元和知识图谱结合可有效表示知识之间的逻辑关系，提高知识之间的关联性。

为解决传统门禁系统安全性低、用户体验差、无法满足社会对于智能家居的需求问题，开发了一种基于远程终端可控的人工智能门禁系统。该系统以因特尔UP2 嵌入式平台为硬件基础，乌班图操作系统为软件基础，融合人脸识别、指纹识别、语音识别、射频卡识别等技术，采用PyQt 语言编写图形界面，通过搭建云端服务器，实现远程终端控制。该系统集成了多种身份识别及开锁方式，实现开锁的智能化、便捷化，并能较好地适应不同的生活情境，同时采用多种识别方式组合验证，改善了门禁系统的安全性。

针对模拟电路实验教学系统的应用需求，为使学生更好地掌握模拟电路信号产生与处理方法，通过将具体的电路元件抽象为数学模型，采用LabVIEW 软件开发设计了抽象化的模拟电路信号产生与处理实验教学系统。根据教学实验的内容设计了3 个实验模块，每个模块包含不同的实验项目，涵盖了模拟电路信号产生与处理的基础部分与实际应用等内容。给出了实验模块的设计原则，并依次阐述了模块的实验原理与内容，以具体的实验案例模块为例讲解了模拟锁相放大器的设计与使用方法。该系统既融合了模拟电路信号产生与处理的基本知识，又拓展了锁相放大、仪表放大、线性变换等应用实例。实际应用表明，基于LabVIEW 的模拟电路实验系统满足课程的实验教学要求，取得了较好的教学效果。

为方便快速地评估和选择一种用于ITEＲ( International Theramonuclear Experimental Ｒeactor) 软X 射线诊断的信号远传雷莫连接器，基于三维电磁仿真软件CST( Computer Simulation Technology) 建立了雷莫公司一款连接器( 插座ECG． 3B． 332． CLV 和插头FGG． 3B． 332． CLAD12) 的三维模型。仿真并分析了此款雷莫连接器的传输延时、散射参数( Scatter 参数) 、针芯拐角值及串扰等参数对传输信号完整性的影响，并与频谱分析仪等设备对连接器的传输信号串扰测试结果进行比较分析。仿真结果表明，在连接器的工作频带内，插入损耗不低于－ 0． 5 dB，针芯的拐角值对应的插入损耗、回波损耗均与频率存在指数关系，串扰幅值与频率具有二次函数关系。仿真结果与串扰测试结果具有较好的一致性。后续等离子体诊断环境中其他诊断信号连接器也可通过此仿真方法进行测试和可靠性评估。

为解决沥青混合料车辙试验传统教学过程中学生实践操作不足的问题，基于Unity3D 虚拟现实平台，引入VＲ( Virtual Ｒeality) 虚拟现实技术，研发了一种沥青混合料车辙虚拟仿真系统。该系统按照真实的实验环境和实验流程进行虚拟仿真和交互设计，包括实验指导书、器材认知、虚拟仿真实验和实验报告4 个模块，含有自动演示和人机交互两种运行模式供学生自由选择。实验仿真结果表明，实现了沥青混合料车辙试验的3D 立体虚拟仿真体验学习，且运行效果良好。该系统在一定程度上解决了沥青混合料车辙实验中本科教学的难点，有助于提高实验教学的效率，对培养学生动手能力和操作能力具有重要意义。

传统的入侵监测系统跟不上恶意代码升级的速度，监测效果差。为此，设计了一种局域网恶意代码入侵自动安全监测系统。在系统硬件部分，通过在数据库模块对存在入侵攻击行为的恶意代码数据包进行存储匹配监测，并储存还原后的信息，通过入侵监测模块对存在入侵行为的数据包进行特征提取，并判断是否存在入侵行为; 通过数据库还原模块对网络传输的数据包进行拦截，并将数据进行还原处理及储存; 通过日志审计模块将入侵系统的信息传送到数据库中，用户通过控制中心模块了解系统的各种信息; 在此基础上采用聚类算法对入侵系统的恶意代码进行有效监测。实验结果表明，该监测系统的覆盖监测率高、监测耗时少、误差率低，应用优势明显。

针对当前方法设计的图书馆文献信息资源推荐检索平台存在的检索效率低和召回率低的问题，提出图书馆文献信息资源智能推荐检索平台设计方法。通过平台架构、检索接口、平台功能设计构成图书馆文献信息资源智能推荐检索平台的框架，其中平台架构设计包括信息库连接和可视化信息，根据数学工具和语言完成图书馆文献信息资源智能推荐检索平台中检索接口设计，平台功能包括资源显示、资源检索、信息编辑和空间分析。将隐式方法与显示方法相结合构建用户兴趣模型，在用户兴趣模型的基础上通过冷启动阶段和推荐阶段完成图书馆文献信息资源的智能推荐和检索。实验结果表明，所提方法可在较短的时间内完成图书馆文献信息资源的推荐和检索，且检索得到的资源完整度较高，验证所提方法的检索效率高、召回率高。

为辅助医生检测大量肺部CT( Computed Tomography) 图像中难以发现的肺结节的问题，提出使用深度U-Net网络对肺部结节进行分割。由于U-Net 网络出自于全卷积网络( FCN: Full Convolution Network) ，特点是端到端，像素到像素，网络对每个像素点进行分类，能将深层特征抽象的特征信息和浅层特征具象的位置信息相结合得到CT 图像的分割掩膜。实验结果表明，该方法对肺结节的检测效果良好。

为了让本科生充分理解和掌握遥感影像处理技术，结合吉林大学大学生创新创业训练计划，设计了基于高分辨率卫星遥感影像的校园土地分类实验项目。以2015 年9 月20 日高分二号( GF-2) 卫星拍摄的吉林大学中心校区卫星影像为实验数据，通过使用不同的光谱指数以及支持向量机( SVM: Support Vector Machine) 分别对影像中的建筑物、植被、水体、平地和操场等地物进行提取，进而得到基于高分辨率遥感影像的校园地物分类图，并对分类结果中各种地物信息进行统计分析，将统计结果与真实的地物参数进行对比，近而改善该方法的分类精度与可靠性。实践结果表明，该实验可以有效的帮助学生对知识的理解和掌握，达到了预期的教学效果。