将贝叶斯反演理论应用于综合孔径辐射计图像反演,其基本思想是将亮温分布和可见度视为随机变量,将图像反演转换为贝叶斯推断问题.基于这一思想,分析了亮温分布的先验信息和可见度的统计特性.鉴于热辐射信号具有高斯特性,建立了亮温分布的高斯先验模型,并采用期望最大算法估计该先验模型的未知参数.可见度采用多元高斯随机变量表示,并考虑了可见度的互相关性.贝叶斯反演法能够充分利用可见度和先验信息的统计特性.仿真和实验结果表明:贝叶斯反演法能有效提高综合孔径辐射计的成像性能.

基于伪码为离散频谱推导了单频干扰下码跟踪误差的解析式,提出将鉴别器曲线的最大偏移量作为码跟踪性能的评价标准,对不同卫星导航信号的码跟踪误差进行仿真.仿真结果表明:GPSL1信号的部分卫星更易受到单频干扰的影响;采用BOC(1,1)赋形和MBOC(6,1,1/11)赋形的卫星导航信号受单频干扰的影响大于采用矩形赋形的;采用窄相关技术可以减小单频干扰对信号码跟踪性能的影响.

提出了一种基于双谱相位加幅值滤波的脉冲星信号消噪方法.首先将含噪脉冲星信号变换到双谱域,利用α-删减相位滤波器对其双谱相位进行平滑滤波,并且设计了幅值α-删减加权中值平均滤波器对其双谱幅值进行滤波处理,然后再根据滤波后的双谱值来重构信号的功率谱和相位.仿真结果表明,重构的信号不仅可以消除高斯噪声,而且还对非高斯噪声进行了有效地滤波,比直接双谱重构和仅对双谱相位进行处理重构的效果都要好.

针对无线传感器网络中无线链路质量差异性和动态变化的问题和资源受限的特点,在无线传感器网络中使用交替重传的混合自动请求重传(hybrid ARQ,HARQ)方案实现自适应差错控制.该方案发送端使用1/2码率的纠错码来对数据编码,将码字的信息位和校验位分成2个数据包并交替传输,接收端由单个正确接收的数据包或者合并2个出错的数据包译码恢复原始数据.结合IEEE802.15.4标准规范和主流传感器节点平台参数,对ARQ协议和交替重传HARQ方案的能量效率、平均传输次数和传输成功率进行理论分析和仿真比较.结果表明,交替重传HARQ方案的性能明显优于ARQ技术.

针对机会传感器网络数据分发中如何降低网络通信开销、减少延迟并提高分发可靠性的问题,提出了基于节点动态协商策略的性能均衡的数据分发机制(EEDP).其核心思想是每个节点都建立有一个称为分发能力因子的评价指标,由节点的能量水平和节点与分发目标节点的相遇概率确定.在数据分发过程中,利用贪婪策略,不断寻找分发能力因子最高的部分节点承担分发任务,以加快分发速度并保持节点负载均衡.仿真结果表明,相比于谣言传播分发协议和定向分发协议,所提机制在通信开销、分发延迟及可靠性之间达到较好的平衡.

在移动P2P环境下,把基站作为物理位置的界标点加入到基于DHT原理的Chord环中,同时引入超级节点概念,提出基于物理位置的分层Chord算法,该算法提高了资源查询效率,解决了节点之间物理位置和逻辑位置不相符的问题.仿真实验表明:节点资源平均查找延迟时间降低明显,平均查找路由次数减少1～2次.

针对接收信号强度指示(RSSI)在无线传感器网络室内应用中,难以随环境变化实现自适应准确估计的问题.首先结合无线传感器节点处理能力较低的特点,对卡尔曼滤波算法进行简化,降低算法复杂度;然后设计出适用于室内环境变化特点的环境自适应算法;最后通过2种算法的融合,提出了自适应室内RSSI估计算法(AIRE).仿真和实验结果均表明,与典型的估计算法相比,AIRE在环境变化时可自适应地实现更快、更准确的RSSI估计.AIRE算法复杂度低,能在室内环境中准确估计RSSI值,并可实现环境变化的自适应估计,满足无线传感器网络在室内应用时对RSSI估计的需求.

针对垂直-贝尔实验室分层空时(V-BLAST)结构,依据各检测层瞬时信干比的统计特性,联合半定规划松弛(SDPR)与有序连续干扰抵消(OSIC)算法,提出了一种基于信道质量的自适应分组检测算法,该算法按分组类型分别采用SDPR与OSIC检测算法,以便取得性能与复杂度的折中.仿真结果表明:在中高信噪比范围内,选取适中的分组参数,自适应分组算法可以在远低于最大似然(ML)检测算法与SDPR检测算法所需计算量的基础上,获得远好于OSIC检测算法和固定分组检测算法的性能.

分析了采用线阵进行来波方向估计时所带来的阵列流型模糊问题,提出了一种基于任意整数倍间距排列(即间距为λ/2的任意整数倍)的线阵阵列流型维数的计算方法.该方法可以给出任意整数倍间距排列的线阵阵列流型的维数,及多个信源入射到阵列时可能产生的所有模糊角度.仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.

提出了一种从复杂场景图像中提取建筑目标的算法.首先采用对手惩罚竞争学习方法改进基于图论超像素算法的分割粒度,得到分割效果较好的图像块;然后选择基于空间包络模式的支持向量机对图像块进行分类,区分出图像中的建筑图像块与非建筑图像块;最后通过建筑目标的结构特征验证图像中的候选建筑,提取出图像中建筑目标.在标准图像库进行的实验表明:本算法提取建筑目标的能力优于同类算法,并且满足一般应用的实时性要求.

为了克服粉尘环境给图像造成的退化问题,首先建立了一种考虑粉尘多散射因素的图像退化模型,该模型使用一级多散射方法推导得出;其次在图像退化模型基础上采用暗元色先验知识原理提出了图像恢复算法;最后在基于kirsch算子的自动阈值图像质量评价标准下,通过遗传算法(GA)对模型中的大气光与曝光参数自动优化,实现粉尘图像恢复的最优结果.实验证明此方法不但能有效地去除粉尘对图像的影响,增强图像色彩与对比度,而且揭示了更多的边缘信息,为粉尘环境下图像中的目标识别提供了判别依据.

为了提高油井监控的安全系数,针对油井夜视监控图像中噪声的特点,提出了一种自适应的混合滤波算法.对于图像中存在的高斯噪声,设计了一种加权处理的均值滤波算法;对于脉冲噪声,提出了一种改进的比较选择滤波算法,可根据不同的图像自适应地选择合适的滤波参数,在滤除脉冲噪声的同时保持图像边缘信息;最后将两种滤波算法有机结合起来对实际的油井夜视监控图像进行处理.实验结果表明本文提出的算法不仅能够有效地去除图像中的高斯噪声和脉冲噪声,还能保持图像的边缘特性,有效地改善了监控图像的质量.

针对谐振腔微扰法对电介质材料介电性能进行测量时,要求测试过程满足微扰条件,即待测样品的介电常数或体积较小的情况,研究了谐振腔微扰法测试微波材料的原理,通过改变待测样品的体积及标定修正对应的微扰计算公式,使其满足对高介电常数材料的测量.对电介质块材与薄膜样品进行了测量,结果显示,谐振频率偏移小于100MHz,标定的计算公式精度较高.改进后的测量方法可以增大谐振腔微扰法的测量范围,适用于高介电常数陶瓷块材与薄膜的介电常数、介电损耗的微波频率测量.

提出了一种最优的相互skyline搜索算法OMS,它的主要思想是R-tree搜索堆重用技术、窗口查询堆重用技术和高效的修剪策略.OMS与相互skyline算法RIBBS相比,它表现出更高的性能和效率.这是因为OMS消除了多次的动态skyline计算且挽救了更多的I/O成本.理论分析证明OMS计算相互skyline是最优的.在真实数据集上的大量实验结果表明,OMS算法是有效的且保持了较高的效率.

在充分分析web服务之间可组合关联模型的前提下,将服务集分解成若干可组合相关的服务子集,进而在不影响服务组合结果和质量的基础上,有效地减少了无效服务组合分析次数,提高了服务组合算法效率.该算法完全透明于具体的服务组合算法且可离线工作.最后,借助实验对算法进行必要性和有效性分析,证明该算法能够显著地提高服务组合效率.

针对P2P网络中影响信任评价的关键问题,提出一种基于群组的P2P完备信任模型TrustFrame.该模型把信任划分为群组内节点的信任和群组间节点的信任,根据请求节点和服务节点所属群组的关系对信任值进行度量.在模型构建中,引入信任的老化时间、节点的相似度,并动态调节直接信任和间接信任的权重,提高了信任计算的准确性.同时,充分考虑信任信息的扩展、节点的初始信任,并实施节点的服务控制策略,增强了模型的健壮性、通用性和扩展性.仿真结果表明,与已有的信任模型相比,该模型具有较高的成功请求率和较低的系统开销.

对标签不可追踪性的形式化验证模型进行了分析,发现对于某些无线射频识别(RFID)安全协议,该模型存在不能正确判断标签的不可追踪性是否成立的缺陷.为此提出了一个改进方案.对模型中攻击者执行的攻击游戏进行了修改,允许攻击者可以假冒读写器向标签发送信息,并增强了攻击者区分标签回复的能力.改进模型可以准确判断RFID协议中标签的不可追踪性.

针对一个基于无线传感器网络的医疗监护系统的实际情况,分析了系统的安全需求.基于通用可组合安全模型,定义了医疗传感器网络认证密钥交换理想函数,该理想函数提供了强安全性和实用性.在传感器节点和基站之间,设计了一个通用可组合安全的认证密钥交换协议NB-AKE.NB-AKE协议使用伪随机函数原语实现.该协议提供匿名认证功能,并且具有前向安全性和并发安全性.新协议结构简单,通信量较低,节点端的计算负载较小.

为了提高噪声污染数据的聚类效果及质量,提出了一种基于k-Means均匀效应的健壮聚类初始化算法.k-Means聚类结果中各子簇样本量均匀一致,导致其中稀疏子簇范围大、稠密子簇范围小以及相邻稠密子簇范围相当等关系.算法利用超过实际聚类数的k-Means算法,以便获得上述子簇范围关系,通过合并邻近小子簇、丢弃稀疏的大子簇,自动获得相似样本簇并有效地消除噪声,从而实现健壮的聚类初始化.理论和实验证明了该算法的有效性.

针对目前尚无模型检测方法对区间并发模型进行区间性质的自动验证的情况,采用命题投影时序逻辑中具有特定结构的一类公式来建立系统的区间并发模型,该逻辑的任意公式可以描述模型需要满足的区间性质,通过归约为已有的逻辑公式可满足性判定算法,证明了命题投影时序逻辑统一框架模型检测是可判定的,从而得到了其自动验证方法,并给出了一个验证实例.

提出的安全加密嵌入式处理器集成了RSA,AES,DES/3DES和SHA硬件加密引擎,提供程序、数据与总线加密机制以及系统级加密支持,可适用于各种不同安全等级需求的嵌入式系统.在设计中采用多种优化算法以在成本、性能与安全性之间取得良好平衡,最终采用华虹NEC0.25μm工艺实现ASIC流片,样片测试结果表明设计正确.

针对非线性不确定系统和传统的非线性内模控制在控制上存在的不足,提出一种基于动态补偿逆的非线性不确定系统LS-SVM内模控制,在引入LS-SVM建立逆模型的同时,将无模型自适应控制方法作为附加控制器,用于模型偏离被控对象时在线修正逆模型.仿真结果表明,提出的方法不仅对系统的常量摄动具有较好的鲁棒性,对时变不确定性仍然保持较好的跟踪效果,具有较好的实时性、鲁棒性和在线校正功能.

基于乘性四元数计算量小、精度高、非奇异性和全姿态工作特点以及大角度传递对准系统设计要求,建立了可适用于任意失准角情形的传递对准系统速度姿态匹配乘性四元数误差模型;以乘性四元数描述的载体姿态矩阵为对象,构造姿态矩阵代价函数计算乘性四元数均值,使其满足四元数规范化要求,进而计算四元数误差方差矩阵;联合中心差分卡尔曼滤波(CDKF)算法,实现传递对准系统的四元数中心差分卡尔曼滤波(QCDKF)算法.仿真结果表明:该算法能够有效解决大失准角情形下惯导系统传递对准问题,数值计算稳定性较好,计算精度和对准时间都满足系统设计要求.

采用数值模拟对复合地基附加应力的扩散模式进行了研究,对规范及相关文献给出的地基沉降计算方法进行了讨论,分析了承载板刚度、载荷大小、桩体刚度对应力扩散模式及扩散角的影响,在规范给出的地基沉降计算方法的基础上,考虑复合地基附加应力的实际扩散模式,提出了一种新的复合地基沉降计算模式,并给出了应力扩散角的取值建议.通过与实测数据的对比,证明该方法比其他方法计算结果更加准确.

设计了微风振动室内模拟试验,通过试验研究输电线自阻尼特性、防振锤的消振性能以及阻尼线的消振性能,并与部分理论分析结果进行对比.同时提出进行导线-防振锤体系的模态求解对防振锤的防振设计很有必要.试验结果表明,导线张力对自阻尼的影响较大,改进后的输电线自阻尼计算理论具有合理性;防振锤的安装位置对防振效果影响很大.试验还表明,不同长度单花边阻尼线的谐振频率不同,消振效果有所差异;阻尼线加防振锤措施能发挥其各自的优点,是理想的防振方案.

根据分形理论建立了岩土体在二维和三维空间分维数之间的联系,从而可以通过二维数字图像技术估算岩土体在三维空间的分维数.证明了岩土体的颗粒分布分维数与孔隙分布分维数在有限尺度范围内能同时存在,并给出了两者之间的关系式.黏性土的微观结构实验数据表明:通过此关系式可有效估算孔隙分布分维数.最后提出了一种基于孔隙面积分布的颗粒分布分维数的计算方法,以Sierpinski地毯模型为实例证明了该方法是合理的.

采用落锤冲击实验和有限元方法对空心钢管混凝土构件的抗侧向冲击性能进行研究.实验结果表明:当空心率相同时,随着冲击速度的增加,构件的变形增大;当锤重和冲击速度不变时,随着构件空心率的增大,构件变形增加、所受的冲击力减小.采用有限元方法与实验结果进行对比分析,两者结果相符;同时采用有限元方法分析了材料强度、边界条件和空心率等因素对构件抗侧向冲击性能的影响,结果表明,提高材料的强度、加强构件的边界约束可以提高构件的抗冲击性能,而空心率的增大降低了构件的抗冲击性能.

根据混合梁斜拉桥的结构特点,考虑混凝土主梁和钢主梁结合处弯矩的限值,利用有限元方法建立混合梁斜拉桥成桥索力的优化模型.以塔梁的弯曲和拉压应变能之和为目标函数,以斜拉索的初张力为设计变量,成桥索力和主梁钢混结合处的弯矩为约束条件,结合ANSYS优化模块中的零阶和一阶方法进行求解,确定合理成桥状态下的索力.在优化过程中,改变结合处弯矩的限制范围,分析成桥下的内力和位移随限制范围变化的规律.通过一座单塔斜拉桥算例计算表明:将弯矩限值控制在0.3～0.5倍的主梁最小和最大弯矩范围内,得到的成桥状态最合理.索力从塔至边墩呈均匀增长趋势,主梁弯矩图变化平顺,结合处弯矩较小.

在充分考虑摄动法和数值分析法特点的基础上,提出一种既能对弹性机构非线性动力学方程求得较高精度的解、又能深入研究这类弹性机构动力学特性的新方法——迭代式模态叠加多尺度法:首先利用多尺度法求解系统动力学响应的一次近似解,然后将该一次近似解作为系统广义坐标初值,利用迭代式模态叠加法求得系统动态响应的精确解,其精确度通过预先设定的一个小的正数来控制.算例分析表明,该方法是可靠、有效的.

针对普通V/f控制在低频或负载时难以维持感应电动机磁通恒定的问题,基于定子磁场定向的同步旋转坐标系,根据定子磁链与定子电压之间的关系,提出了新的标量控制下电机磁通控制策略.利用定子磁链观测器估计电机定子磁链,并对其进行闭环控制,实现低频和额定负载情况下电机磁通的恒定控制.基于全数字感应电动机调速系统的实验,证明了该方法的正确性和有效性.

以求解环境经济调度(EED)这一复杂的多目标约束优化问题为背景,研究了一种改进的多目标差分进化算法(EMODE),该算法依据多目标优化问题的特点重新设计了差分进化算法(DE)的进化算子并引入自适应二次变异算子来有效避免DE存在的"早熟"收敛现象;同时,针对EED问题约束条件复杂且难以处理这一问题,依据不同类型约束的特点提出一种启发式的约束处理方法.将EMODE应用到某电力系统的多目标环境经济调度中,仿真计算结果以及与其他求解方法的对比分析表明,EMODE可以有效兼顾全局收敛性和Pareto非劣调度方案的多样性,具有较高的效率以及鲁棒性.

利用裂褶菌(Schizophyllum commune)DS1分泌的β-葡萄糖苷酶对槐角中异黄酮进行酶法转化,制备染料木素,采用高效液相色谱法检测转化前后染料木素的含量.结果表明β-葡萄糖苷酶转化槐角异黄酮的最佳转化条件是:pH=4.6,反应温度37℃,反应时间6h,转化后的染料木素量比转化前的提高了18倍多;分析高效液相色谱图,研究认为β-葡萄糖苷酶转化槐角异黄酮过程为三糖苷转化成双糖苷,再从双糖苷转化成单糖苷,最终转化成甙元,如染料木素.

运用Plackett-Burman设计实验结合SAS数据分析对基于克雷伯菌HQ-3(Klebsiellasp.HQ-3)产氢培养基的主效因素进行筛选,确定产氢培养基的主效因素,利用最陡爬坡实验确定主效因素的响应面中心值,用响应面法和Matlab7.0对厌氧发酵的产氢培养基的主效因子进行了优化.得到的优化的产氢培养基(YH培养基)为:Na2HPO4.12H2O,15.0g/L;KH2PO4,7.7g/L;MgSO4.7H2O,3.7g/L;葡萄糖,21.4g/L;蛋白胨,18.1g/L;酵母膏,8.0g/L;pH=8.3.利用优化的培养基进行厌氧发酵产氢验证,得到最大产氢量为826.3mL/L,与预测值806.0mL/L基本相符.并且优化培养基较初始培养基产氢量621.2mL/L,提高了33%.在最优发酵条件下,对发酵液相产物乙醇、甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸进行测定,发现乙醇、甲酸、乙酸含量占总液相产物的93%,确定其发酵类型为混合酸途径.