为了解决永磁同步电机定子电阻变化对速度观测的影响,利用α-β坐标系下永磁同步电机非线性系统模型,引入H_∞鲁棒滤波算法增强观测器鲁棒性。为了解决sigma点计算量大的问题,采用超球体单形采样方法,提出一种新的非线性滤波器。最后设计了H_∞鲁棒球形无迹卡尔曼滤波观测器对永磁同步电机转速进行状态观测。当永磁同步电机定子电阻变化时,对比分析了H_∞鲁棒球形无迹卡尔曼滤波器与无迹卡尔曼滤波器、球形无迹卡尔曼滤波器在相同系统噪声和量测噪声时电机转速误差方差。H_∞鲁棒球形卡尔曼滤波器的转速误差方差接近7 rad/min,明显小于后两者观测器观测值(40、20 rad/min)。

为满足驾驶员对汽车自适应巡航控制系统的个性化安全车间距设计的需求,采用H_∞理论设计了线性参变间距控制算法。考虑到驾驶员自主设定车头时距带来的控制系统动态不确定性问题,采用线性参变模型描述本车与前车间的相对运动学特性,并通过加速度限值抑制了控制输入饱和且改善了乘坐舒适性。基于H_∞控制理论并根据时距动态变化实现了对控制器参数的实时调整和汽车纵向动力学的非线性控制。典型仿真工况及其与动态面控制算法的性能对比性分析表明,本文算法可实现驾驶员对车头时距的个性化设定,同时也避免了时距和车辆状态离散变化甚至跳变带来的瞬态跟随性能恶化。

在混合动力汽车前期开发的能量管理策略的基础上,提出了一套基于混合动力汽车能量管理策略的诊断算法集成方案。该方案在能量管理策略的基本架构中分别集成故障检测、故障确认、故障识别、部件故障等级划分和容错控制。为验证该方案的有效性,基于Cruise软件平台下搭建整车模型,同时在Matlab/Simulink中搭建系统算法进行仿真实验。硬件在环仿真结果表明,本文集成方案实现了能量管理策略与故障诊断算法的无缝连接,在有效检测故障的同时实施相应的容错控制。

通过建立整车三自由度简化动力学参考模型,采用动态横向载荷转移率门限值识别车辆侧倾危险工况,并使用车轮制动力分配控制策略对整车施加侧倾补偿力矩。通过搭建的电控制动系统硬件在环实验台对本文控制策略进行试验验证,结果表明:本文控制策略可以减小整车横向载荷转移率和侧倾角,有效保证了整车侧倾稳定性。

逻辑门限值控制方法(Logic threshold control strategy,LTCS)通过门限逻辑实时调整液压制动力矩的大小,往往导致制动系统存在较大的制动力矩波动,不能有效利用电动汽车再生与传统复合制动系统协调工作的优点。针对此问题,提出了基于自适应滤波控制算法的纯电动汽车电机再生制动与液压复合制动防抱死控制方法。避免了纯电动汽车复合制动系统非线性及不同执行器响应特性对制动性能和制动稳定性的影响,改善了电机与液压复合制动系统的协同工作能力,提高了复合制动系统的制动平顺性和再生制动能量回收率。

为分析粘接式侧窗玻璃对客车侧翻性能的影响,提出了一种简化的粘接式侧窗玻璃模型。基于钢化玻璃破坏应力在静态作用下较小的准则,应用试验方法,对粘接式侧窗玻璃进行准静态加载。在试验中提取玻璃上6个应力提取点的应力,对其平均应力进行曲线拟合,确定钢化玻璃的失效断裂极限。将玻璃断裂极限应用于有、无侧窗玻璃两种侧翻模型,对两种模型进行对比分析,结果表明粘接式侧窗玻璃对车侧翻性能影响较小。

以对边约束板结构为研究对象,研究了压电机敏约束阻尼技术的振动主动控制问题。基于压电本构关系、GHM阻尼模型和模态理论建立了模态主动控制模型。考虑到模态坐标在工程实际中无法由物理传感器直接测量,基于分离定理进行了模态状态观测器设计,并结合非耦合模态控制法与最优二次型控制进行了振动主动控制器设计。搭建了硬件在环实验平台,在不同外扰激励下开展了振动主动控制实验研究。结果表明,采用带有观测器的模态控制器,对板结构的振动主动控制能取得很好效果:当外界激励为复杂周期信号时,振动响应幅值衰减近60%;当外界激励为随机白噪声时,振动响应的均方根值减少9.48%。

使用多体动力学软件Trucksim构建双挂汽车列车模型,并根据仿真结果进行瞬态侧翻状态研究。通过仿真不同车速下的瞬态阶跃响应,获得汽车列车的各个轮胎垂直载荷、侧向加速度、横摆角速度、车辆侧倾角以及铰接角等状态变量的变化规律。根据轮胎垂直载荷瞬态变动判断车辆各轴发生临界侧翻的先后顺序,并与侧向加速度阈值评价结果对比,发现第一节半挂车车轴最先发生临界侧翻危险。通过变化车速与转向盘转角,得到临界侧翻的稳定行驶速度域。

为提高现有线控制动系统的集成度,研究开发了一种压力顺序调节制动系统。通过建立的数学模型仿真得到系统的参数需求,并形成了由电机、滚珠丝杠、主缸及传感器等组成的样机。建立了基于Matlab/Simulink与veDYNA联合仿真的硬件在环试验平台,设计了模糊PD控制器,针对样机的ABS功能进行了硬件在环试验。试验结果表明:系统可以实现各轮缸压力的顺序调节,单轮缸调压频率达到20 Hz,受限于电机的性能,系统只能实现部分ABS功能。

针对目前公交资源消费公平性较低以及公交客流信息严重缺失的问题,以基于GPS(或北斗)和无线通信的公交车辆跟踪调度系统、车载自动报站系统、公交IC卡收费系统为基础,提出了一套公交IC卡计程收费和客流信息实时采集方法。在计程票制、系列票价、换乘优惠等措施配合下,这套方法可低成本获取全面、可靠、及时、连续的客流信息,有助于改善公共交通规划、管理、运营等方面单项决策的科学性和多项决策的协同性。

为测定轨道车辆转向架一系悬挂的三向动、静态刚度,提出了基于转向架试验台的刚度测定试验方法,利用构架固定装置固定被测转向架构架,将一系悬挂与二系悬挂分离,对一系悬挂沿三个方向分别施加力并测量对应位移,进而计算刚度值,根据测定刚度值评估转向架一系悬挂的弹簧质量和装配关系是否符合要求。对某型号地铁拖车转向架一系悬挂的动、静态刚度进行测定试验,测得一系悬挂的三向静态刚度值和设计值的误差均在设计允许范围(10%)内,被测转向架一系悬挂符合设计要求;1#一系悬挂和2#一系悬挂的横向动态刚度随着频率增加而降低,3#一系悬挂和4#一系悬挂的横向动态刚度则在频率约为5.5 Hz和8.5 Hz时均有波动,不同轮对上动态刚度的不同是由于轮轴和轴箱的装配差异造成的,应该对被测转向架一系悬挂的装配关系进行适当调校。

首先,运用基本力学原理,以三跨相等连续梁为对象,推导了梁体应变改变量与支承差异沉降量之间的解析式;并以某刚性轻轨桥为例,证明了微小支承差异沉降导致的应变改变量是可测的。其次,通过三跨不等连续梁模型试验,采用顶升方法模拟差异沉降,深入分析了梁底应变改变量与顶升量之间的关系,同时验证了FBG新型传感器的优越性能。再次,推导了与试验模型对应的梁底应变改变量与桥墩差异沉降之间的关系式,对两种模式(边墩顶升、中墩顶升)在不同差异沉降下的理论解与试验测试结果进行比较分析,结果表明二者吻合程度较高。最后,对识别基本流程与策略作了简要叙述。

为了获得更理想的混凝土强度预测结果,提出一种混沌粒子群算法优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的混凝土强度预测模型。首先采集混凝土强度数据,并进行归一化处理。然后采用LSSVM对混凝土强度与影响因子之间的变化关系进行建模,并采用混沌粒子群算法搜索最优LSSVM参数。最后采用具体混凝土强度预测实例对其性能进行分析。结果表明,本文模型可以准确描述混凝土强度与影响因子间的变化关系,提高了混凝土强度预测精度,具有一定的实际应用价值。

提出了一种基于目标转矩的起动过程瞬态喷油量控制方法,并在2.8 T型高压共轨直喷柴油机上与恒定油量控制方法以及油量MAP式控制方法进行了对比试验。结果表明:基于MAP式控制方法在起动过程中虽然NO_x排放少,但燃烧效率也低,HC和CO排放较高;恒定油量控制方法在起动过程中能保持较高的燃烧效率,HC和CO排放较低,但NO排放多,而且起动过渡到怠速时转速波动较大;本文控制策略可根据起动过程中转速的变化精确控制瞬态喷油量,因此起动过程中燃油消耗量最少、燃烧效率高、CO₂排放最低,在HC和CO以及NO_x排放水平较低的前提下,可以实现起动过程平稳地过渡到怠速状态。

应用计算流体力学(CFD)软件对一台带有废气再循环(Exhaust gas recirculation,EGR)系统的均质缸内直喷(Gasoline direct-injection,GDI)汽油机进气冲程至作功冲程排气门开启时段进行了三维仿真,研究了不同EGR率和过量空气系数λ对缸内状态及排放特性的影响,探讨了温度场、火焰面密度、NO浓度场、CO浓度场、微粒浓度场等参数的变化趋势。结果表明:EGR率为10%时,能在对燃烧过程影响不大的情况下有效降低排放质量;同时,在缸压稍有下降的情况下,λ=1.1时能有效降低排放质量;λ=1.0时能保持较高的缸压和中等的排放水平。

针对点燃式甲醇发动机低温下启动困难,基于单循环燃料喷射策略试验研究了甲醇最小循环喷射量、环境温度、预热和进气道内喷射液化石油气(LPG)等参数对甲醇发动机冷启动临界着火边界的影响。试验结果表明:甲醇最小循环喷射量、环境温度、甲醇喷射正时和点火正时角度差、预热和气道内喷射LPG量及甲醇和LPG喷射正时角度差决定甲醇发动机冷启动的临界着火边界;环境温度低于16 ℃时,甲醇发动机必须使用辅助启动措施方可启动;电热塞预热可使甲醇发动机在0 ℃以上环境温度下启动;喷射LPG可使甲醇发动机在-13 ℃以上环境温度下启动。

针对斜盘式轴向柱塞泵多故障失效模式的特点,首先利用失效模式、影响和关键性分析(FMEA)方法识别柱塞泵中各组件单元的失效模式及影响,在此基础上通过分析影响失效率的应力因素,针对柱塞泵加速寿命试验(ALT)应力施加形式,建立了简化后的斜盘式轴向柱塞泵失效率模型,得到了斜盘式轴向柱塞泵的加速模型。

研究了液压变压器控制系统的稳态刚度特性,根据液压变压器控制系统工作原理,建立了液压变压器控制系统模型,在此基础上分别建立了液压变压器控制马达和液压变压器控制液压缸系统的稳态刚度方程式,分析了影响稳态刚度的因素。同时还推导了泵控马达和泵控制液压缸系统的稳态刚度方程式。对比实验及仿真结果表明:相对于泵控制系统,液压变压器控制系统的稳态刚度较小,并且会随着液压变压器三个配流口的排量变化而改变;增大液压变压器控制角,有利于扩大液压变压器控制系统的压力调节范围,提高系统的稳态刚度。

为了解决装载机对液力变速器系统热特性的要求,在简化热平衡计算方法的基础上,根据能量守恒定律建立了液力变速器系统的热平衡模型和产热量优化模型,同时运用Matlab编写了计算程序。针对某ZL50装载机的高速跑工况和I型铲装工况,进行了液力变速器系统热特性的求解计算,并将仿真结果与试验数据进行了对比。结果表明:液力变速器热平衡模型具有较好的仿真精度,基本可以预测传动油的温升曲线,能够为液力变速器系统的设计和优化提供一定的技术参考。

根据风力机设计标准,在考虑叶尖损失和升阻力等影响因素的条件下,采用BEM理论设计了2 MW桨距控制型风力机叶片。为验证所开发风力机叶片的气动性能,对风力机模型进行全三维CFD数值模拟。模拟结果表明,该叶片静压强、绕流特性、湍流强度等符合叶片气动特性规律,满足设计要求。叶片展向的升阻系数与二维升阻系数对比结果表明,全三维的数值模拟能更准确地反映叶片绕流的气动特性。

为准确分析螺栓连接件的动态性能,提出了一种基于虚拟梯度材料的螺栓结合面建模方法。将螺栓连接结合部等效为一种局部的虚拟梯度材料,虚拟梯度材料与被连接件皆为固定连接。通过有限元方法获得了螺栓连接结合面的接触压强分布情况,在此基础上,应用胡克定律,推导了虚拟梯度材料的弹性常量与径向位置之间的关系。采用分层法建立了基于虚拟梯度材料的螺栓结合面有限元分析模型,分别获取了固结、传统虚拟材料与虚拟梯度材料结合面表征下试件的理论模态,并开展模态实验,从振型和固有频率两方面进行了对比分析,验证了本文虚拟梯度材料建模方法的有效性。结果表明:虚拟梯度材料模型的模态与实验模态的前6阶振型一致,前6阶固有频率的相对误差数值都在10%以内,建模精度高。

针对硬涂层复合结构共振衰减的时域响应,研究了基于Hilbert变换辨识硬涂层复合结构的非线性刚度及阻尼的方法。首先,确定了硬涂层复合结构共振状态下自由衰减的运动方程,进而推导了辨识该复合结构非线性刚度及阻尼参数的原理性公式;其次,用数值算例证明了辨识算法的正确性;然后,提出了将辨识算法应用于硬涂层复合结构非线性刚度及阻尼参数辨识的流程;最后,进行了实验验证,辨识出单面涂敷NiCrAlY+YSZ硬涂层的悬臂钛板非线性刚度及阻尼参数,并与未涂层试件进行了比对。结果表明,涂覆硬涂层后钛板的刚度非线性增强,阻尼增大,硬涂层具有减振效果。

建立了滑动摩擦系统热弹性失稳的数学模型,并推导了不同热点模式对应的临界速度表达式。分析了摩擦副的厚度和滑动层材料的热物理特性参数对摩擦系统热弹性失稳的影响。结果表明:滑动摩擦系统更易出现反对称分布的热点模式;增加摩擦层厚度,减小滑动层厚度、热传导系数、弹性模量以及热膨胀系数均可以提高标志滑动摩擦系统进入热弹性失稳状态所需的最低临界速度,而滑动层比热容对系统的稳定性几乎没有影响。

以同轴圆筒旋转黏度计测量原理为基础,研制了一台适用于测量射流表面阻力的小型实验平台。通过数值模拟技术对外旋立式同轴旋转筒间环流流场进行分析,获取湍流流场中各点速度及压强分布规律,并对流场稳定性予以理论验证;依靠实验平台完成射流减阻测试实验。研究表明:湍流状态下外旋立式环流运动具有较强规律性;实验减阻效果与仿真结果趋势相近,验证了该实验平台的可行性;该实验平台具有体积小、成本低且易于实现样件表面射流等功能。此外,针对两类孔形样件实验研究表明:当外筒转速为3000 r/min,射流速度为2.5 m/s时,代号为a2b10的孔形取得了高达12.78%的减阻率。

为建立考虑载荷大小变化次序的球轴承疲劳寿命模型,在Miner理论和改进的Lundberg-Palmgren理论的基础上,引入了一种新的疲劳损伤累积理论,并考虑了材料疲劳极限应力对寿命的影响。以深沟球轴承6205为例,采用高速滚动轴承性能预测分析软件中的拟动力学计算模块,分析了等效载荷法和修正寿命模型中载荷类型、载荷均值、载荷振幅、载荷频率、转速等因素对寿命的影响规律。计算结果表明:相比于等效载荷法,修正的寿命模型能更全面地反映上述5种因素对轴承疲劳寿命的影响程度。

以某轨道车辆双曲率弯梁构件数控拉弯成形为例,推导了基于数控代码计算型材变形量的公式,分析了型材数控拉弯成形过程中伸长量及转角的变化规律及影响因素,将所得的变形量数据导入数值模拟模型中,对弯梁构件因伸长量设置不合理导致的拉裂缺陷进行了分析,并通过试验进行了验证。结果表明:数控拉弯成形过程中,型材总伸长量显著小于数控代码所给拉伸缸总伸长量,型材总转角大于数控代码所给支臂总转角;滑块位置对型材数控拉弯成形影响显著;型材长度、夹钳深度、预拉量不影响型材弯曲拉伸阶段伸长量,但影响型材伸长率。

通过等温热压缩实验,研究了原位合成TiB和TiC增强Ti基复合材料在550°C~750°C、0.0001 s^-1~0.0004 s^-1应变速率条件下的高温流变行为。结果表明:该复合材料在高温塑性变形时,压缩流变应力随变形温度的提高而降低,随应变速率的提高而提高;材料的软化机制以动态回复为主,动态再结晶为辅;利用Arrhenius方程模型结合Zener-Hollomon修正参数计算出材料的热变形参数,建立了双曲正弦形式的本构方程。

为了提高非完整标记的高维机场噪声数据的处理速度和效率,研究了时间序列降维及机场噪声中的机型识别问题。首先采用概率类和不相关判别的半监督局部Fisher方法(SLFisher)得到降维转换矩阵,再将时间序列数据由高维空间映射到低维空间,最后在低维数据上进行k最近邻分类(kNN)。在国内某机场的实测噪声数据上的实验结果表明,SLFisher降维后机场噪声事件数据的机型识别效果取得显著提升。

针对现有的中文指代消解研究大多采用二元分类模型,容易出现消解正确率低的特征覆盖消解正确率高的特征以致模型指代划分错误的问题,提出了一种改进的层次过滤模型用于中文指代消解。该模型结合中文语义知识,在原模型中加入语义匹配层,该层通过引入Web语义知识很好地弥补了中文语义知识库较小的不足,并针对中文的特点对原模型的待消解项识别层进行相应的修改使之更加适合中文指代消解。将上述模型与两类基准系统在ACE2005中文语料上进行5种测评,结果表明,所提出模型的F平均值分别高于两类基准系统约4%和9%。

提出了排序树的概念以及用排序树存储频繁项集的思想,证明了末项剪枝性质,以O(1)的时间实现了与Apriori算法同样的连接和剪枝操作,采用祖先兄弟表示法存储排序树,在某事务不包含祖先时跳过具有共同祖先的所有兄弟结点,提高了计算支持度的时间性能。理论分析和实验结果均表明,在时间性能方面本文算法与Apriori算法相比有较大提高。

针对现阶段大规模流数据在线处理的广泛需求,本文提出了弹性在线MapReduce流数据处理模型及相关的动态拓扑结构协议。该模型兼容现有MapReduce模型,采用内存计算模式,并具有动态的作业拓扑结构,支持大规模流数据处理作业在运行过程中的弹性调整,从而满足流数据的时效性、动态性和突发性等特殊要求。在弹性在线MapReduce模型的基础上建立了流数据处理作业动态拓扑结构管理机制,设计了作业在线初始化协议和在线调整协议。为进一步提高系统灵活性和整合资源,提出了作业间的操作共享概念,设计了作业共享协议。通过协议分析,本文提出的在线初始化协议、在线动态调整协议及作业共享协议的最大复杂度均为O(n);在数据流量发生突发性变化时,系统具有良好的可伸缩性。

为了实现图像篡改手段的定性分析,构造了基于图像统计特征的篡改评价模型。该模型提取图像的LTP三值模式特征、LBP纹理特征和WLD局部特征,利用SVM分类器,实现对自然图像、计算机生成图像、复制-粘贴图像、拼接篡改图像、重获图像的多分类。实验结果表明,该模型能够在盲环境下实现图像的有效分类,客观分析图像篡改手段,综合正确检测率为85%。

为了利用低分辨率红外探测器获取高质量图像信息,对基于频谱面的压缩编码孔径成像方法和超分辨率图像重建算法进行了研究。首先,在频谱面加入孔径编码器,通过傅里叶变换对采样图像信号进行编码压缩。然后,利用光学成像系统的分片光滑性,实现信号在傅里叶变换域的稀疏表示。最后,提出了两点步长梯度法与自适应非单调线搜索策略相结合的梯度投影并行加速算法,用于完成对稀疏信号的超分辨重建。实验结果表明,该算法能够以远小于原始信号的数据量重建出高分辨率图像信息。

在汽车智能化进程加快以及车联网技术快速发展的背景下,分析了车载CAN总线网络安全现状,总结了车载CAN总线网络潜在的安全漏洞,归纳了对车载CAN总线网络的攻击手段,提出了使用信息熵的车载CAN总线网络异常检测方法,并对该方法的有效性进行了实验验证。理论分析及实验结果均表明:使用信息熵的车载CAN总线网络异常检测方法是有效可行的。

基于Takens理论对混沌时间序列进行相空间重构,对小数据量法进行如下改进:利用C-C算法计算嵌入维和延迟时间;以功率对频率加权并采用求平均的方法计算平均周期,使小数据量法更加完善。使用改进前、后的小数据量法分别仿真计算Lorenz系统混沌时间序列的Lyapunov指数并预测混沌时间序列,并计算实测局域网流量时间序列的最大Lyapunov指数并预测局域网流量时间序列。仿真及实验结果均表明,采用改进型小数据量法进行流量预测,精度更高、速度更快、预测点数更多。

针对工程离散优化问题特点,定义了具有普遍意义的青蛙编码方式,设计了编码位调换更新机制,提出了自适应权重因子和双模子族群策略。在此基础上,将改进的离散混合蛙跳算法(Discrete shuffled frog leaping algorithm,DSFLA)应用于压缩感知重构算法中,将未知重构信号理解为青蛙编码方式,利用DSFLA算法全局寻优能力得到次最优信号重构信息,从而实现了稀疏度未知情况下的信号重构。最后对典型TSP(Travelling salesman problem)问题算例和WSNs多目标定位问题进行仿真,仿真结果表明:改进的DSFLA具有更强的复杂问题求解能力,基于改进DSFLA压缩感知重构算法的WSNs目标定位精度优于传统信号重构算法,且抗噪能力达到25~45 dB。

针对多失效模式下机械部件动态可靠性设计问题,提出了一种Monte Carlo-时变极端学习机模型,利用该模型得到了随时间变化的载荷、强度、弹性模量、设计参数等与可靠度的显性函数表示。在此基础上建立了机械部件动态可靠性优化设计模型,并利用所提出的动态粒子群算法对模型进行求解。实验结果表明,该方法能提供整个服役期内满足可靠度要求的所有设计参数,为机械部件动态可靠性优化设计提供了一种行之有效的途径。

针对无级变速混合动力汽车中发动机工作点与道路工况解耦的运行特点,提出一种基于二次型最优控制理论的实时优化控制策略,该策略在保证动力系统输出量跟踪给定值的同时,通过平滑发动机功率运行曲线,从而间接降低车辆燃油消耗。基于ADVISOR软件的二次开发,建立实时优化控制系统的仿真模型,并在8种不同工况下进行仿真对比,结果表明:本文控制策略不仅使车辆具有良好的动力性能,而且在道路工况未知条件下,能显著降低油耗和排放水平,节油效果与基于庞特里亚金最小值原理(Pontryagin's minimum principle,PMP)的全局最优控制策略相近,仅相差1.05%~4.82%。

为了使四足机器人能够通过姿态调整提高其自身的地形适应性,给出了机器人姿态调整角的计算方法。四足机器人在行走过程中通过躯干的摆动增加稳定裕度,并使用五次曲线对躯干运动轨迹进行规划,保证了整个运动过程的连续性。另外,为克服机器人无法获取地形信息的不足,规划了一种矩形摆动足足底轨迹。仿真实验结果表明:使用提出的静步态规划方法,四足机器人可以在未知地形信息的情况下,实时、自主、稳定地通过复杂度较高的崎岖地形。

针对α和高斯混合噪声背景下的线性极化阵列波达方向和极化参数估计问题,提出了一种基于分数低阶循环相关的子空间-最小范数方法。该方法针对α稳定分布过程的特点,利用信号的循环平稳特性,克服了传统的基于二阶矩或高阶累积量无法用于α噪声背景的缺点,弥补了分数低阶矩对循环平稳干扰信号抑制能力的不足。所采用的子空间-最小范数方法不仅减少了传统MUSIC方法的计算量,而且有效地抑制了分数低阶循环相关函数的估计误差。仿真结果表明,本文算法对α和高斯混合噪声及循环平稳干扰信号的抑制能力明显优于分数低阶矩方法。

建立了面向区域的频谱感知模型(RSSM),根据路径损耗和衰落裕度理论推导出了RSSM感知区域的大小。基于RSSM,在单用户频谱感知中分析了阈值设定方法以及次用户位置对频谱感知性能的影响;在协作频谱感知中,利用D-S理论分析了硬决策协作频谱感知中次用户分散性对感知性能的影响。最后通过仿真实验证明了本文模型的正确性。

针对协作下行通信系统提出一种基于动态中继激励的用户调度机制,对目的用户和中继节点进行联合调度,并对协助其他用户数据传输的移动节点给予合理的资源补偿。将中继节点对目的用户的数据协作贡献进行量化,基于该参数和节点的剩余能量进行调度权重的计算,实现对中继节点调度机会的动态补偿。仿真结果表明,所提机制能够改善参与数据协作的用户的调度公平性,延长系统生存时间,提高用户能量效率。

针对蜂窝与终端直通(Device-to-device,D2D)混合网络中的不完全信道状态信息(Channel state information, CSI),提出了一种基于不完全CSI的最优功率分配算法。利用拉格朗日乘数法推导出了最优功率分配解的闭式表达式。相对于传统的最大发送功率分配方案,该最优解受信道信息误差的影响较小,具有较好的鲁棒性。仿真结果表明,本文算法可以节约发送功率,并得到更大的接收信噪比。

针对运动目标检测领域中帧间差分法和背景差分法的缺陷,提出一种将两种方法融合在一起的新算法。首先,该算法在采用混合高斯建立背景模型时对方差更新作了修改,使得模型与真实背景更接近。其次,用连续三帧差分代替两帧差分,采取自适应差分阈值的方法。最后,将两种差分的结果融合并作形态学处理提取目标。实验结果表明,本文算法能有效抑制噪声和空洞,适应性强、检测效果良好。

针对基于平面阵三维声纳成像系统应用中硬件开销及波束形成计算量大的问题,提出了一种基于十字型阵列的并行子阵波束形成算法。十字型阵列采用两条一维线阵实现了三维声纳成像,相比于二维平面阵,极大地简化了硬件复杂度。并行子阵算法在此基础上对十字型阵列的接收波束形成过程进行优化。算法将接收阵划分为多个子阵,在各子阵上并行地进行一级频域波束形成,在各子阵之间执行二级波束域波束形成,该两级并行流水线结构,有效地降低了波束形成的计算量。此外,给出了算法在现场可编程门阵列(FPGA)平台上的实现架构。仿真结果显示:本文算法获得了与直接波束形成相近的波束性能,但计算量仅为其一半,并且随着波束数量的增加,其优势会更加明显。

为了有效地对模糊图像的质量进行评价,提出了基于局部标准差和显著图的无参考模糊图像质量评价方法。首先,针对待评价图像,利用高斯低通滤波器对其进行模糊化来构造参考图像。然后,利用图像的局部标准差和显著图两个特征在模糊化前后的变化情况,对原模糊图像的质量进行评价。最后分别在LIVE图像库和CSIQ图像库上对本文方法进行了验证,其中Pearson线性相关系数(PLCC)值分别达到了0.9315和0.9254,Spearman秩相关系数(SROCC)值分别达到了0.9258和0.8962。实验结果表明本文方法与当前公认性能优越的算法LPC-SI表现接近,且计算复杂度较低,耗时仅为其4.7%。

为解决图像模糊和图像混叠的问题,提出了将混合相控阵MIMO雷达与SAR相结合(混合相控阵MIMO SAR)的多方向测绘带成像方法,且提出二维数字波束合成(DBF)处理技术以实现无模糊宽测绘带高分辨率成像。首先建立该方法信号模型,推导了混合相控阵MIMO SAR的实际控制矩阵。然后针对多方向成像易造成图像混叠和距离模糊的不足,提出俯仰向自适应DBF算法,实现了图像混叠部分的有效分离且对模糊有很好的抑制。最后利用方位向加权对带外模糊置零。仿真结果表明该二维DBF处理技术的有效性。与星载双向和相控阵多向成像方法相比,该方法工作方式更灵活,能够满足多功能星载SAR的要求。

为了解决传统算法对于移动目标定位误差较大的问题,提出了一种基于接受信号强度指示(RSSI)的改进加权质心定位算法,并结合一种改进的UKF算法对RSSI进行有效滤波。针对传统质心定位算法只能静态设置权重的缺陷,提出利用定位误差对距离进行修正,有效提高了算法的定位精度。对于标准UKF算法,在采样过程中采用改进最小偏度策略,引入调节因子,保证了预测方差矩阵的半正定性,并且在滤波更新过程中采用衰减记忆滤波方法,有效抑制了滤波发散,提高了滤波精度。仿真实验结果证明了本文算法的正确性和有效性。

为了准确地分析高空核电磁脉冲作用下车辆发动机舱内的电磁环境,考虑了散热器、发动机和变速箱等不同形状、位于舱内不同位置的不规则金属设备的影响,计算了舱内500多个观测点的电场强度,并依据自参考方法验证了计算结果的准确性。最后从场强空间分布、场强峰值出现频率和谐振特性三方面分析了舱内的电磁环境。结果表明:舱内场强峰值符合瑞利分布;散热器使主谐振频率发生偏移,发动机使关键区域场强增大;金属设备显著影响舱内场强峰值的最大值,使其提高约一倍。

利用RT-PCR技术和酶切连接技术克隆得到人参皂苷生物合成关键酶DS和D12H基因,并构建出两种基因的表达载体DS-pAUR123和D12H-pAUR123。通过热转化法将两个表达载体转化到酿酒酵母中,得到重组工程菌。两种基因在重组工程菌中能够表达出具有催化功能的活性蛋白质,实现了人参DS和D12H基因的异源共表达。

在实际需求的驱动、科学推动以及相关任务的促动下,现代仿生学的研究领域正变得越来越宽,仿生模本已从生物拓展到生活和生境。人类各种生活中所呈现的生活现象已成为人类研究仿生制品的灵感源头之一,是仿生学的重要资源。人类利用自身独有的创造性思维不断地发现自身生活中所蕴含的哲理,并以此为模本,发明新的技术和成果。生活仿生学蕴含着极其巨大的潜能,本文阐释了人类日常生活、人文生活和本体生活中所展现的智慧、艺术和哲理,这些正在成为人类最尖端、最前沿技术发明的源泉,成为仿生学原始创新的新领域,推动仿生制品向着更智能化、人文化的方向发展。