Tongjilibo/CSL huggingface dataset:
超立方体网络的3路结构连通度及子结构连通度

针对以超立方体网络为蓝本的多处理机系统的可靠性和容错能力的精准度量问题,结合多处理机系统遭受计算机病毒攻击时常常发生结构性故障的特点,研究了n维超立方体网络的结构连通性和子结构连通性评价问题。首先,使用构造n维超立方体网络的3路结构割的方法得到其3路结构连通度的一个上界;然后,使用构造n维超立方体网络的3路子结构集的等价变换或约简变换的方法,得到其3路结构子连通度的一个下界;最后,利用任意网络的3路结构连通度不小于3路子结构连通度的性质,证实了超立方体网络的3路结构连通度和子结构连通度均为该超立方体网络维数的一半。这一结果表明,在3路结构故障模型下,破坏敌方以超立方体网络为底层拓扑的多处理系统至少需要攻击该系统中维数一半的3路结构或子结构。
基于惩罚误差矩阵的同步预测无线体域网节能方法

针对传统无线体域网(WBAN)预测模型对感知数据预测精度低、计算量大、能耗高的问题,提出一种基于惩罚误差矩阵的自适应三次指数平滑算法。首先在感知节点与路由节点之间建立轻量级预测模型,其次采用地毯式搜索方式对预测模型进行参数优化处理,最后采用惩罚误差矩阵对预测模型参数作进一步的细粒化处理。实验结果表明,与Zig Bee协议相比,在1000时隙范围内,所提方法可节省12%左右的能量;而采用惩罚误差矩阵与地毯式搜索方式相比,预测精度提高了3. 306%。所提方法在有效降低计算复杂度的同时能进一步降低WBAN的能耗。
车联网环境下基于节点认知交互的路由算法

针对车联网(IoV)环境下消息传输效率低下、网络资源开销较大等诸多问题,提出一种适用于城市交通场景下基于车辆节点认知交互的路由算法。首先,依据信任理论提出节点认知交互度的概念,并在此基础上对车联网中的车辆节点进行分类,赋予它们不同的认知交互度初值;同时还引入车辆节点交互时间、交互频率、车辆节点物理间隔距离、间隔跳数以及消息生存时间等影响因子,进而构建了车辆节点认知交互评估模型。基于该模型计算并更新节点的认知交互度,并通过比较对应车辆节点间的认知交互度值来选取认知交互度相对较高的邻居节点作为中继节点进行消息转发。仿真实验结果表明,与Epidemic和Prophet路由算法相比,所提路由算法有效提高了消息投递率并降低了消息投递时延,同时显著降低了网络资源的开销,有助于提升车联网环境的消息传输质量。
基于迭代自适应方法的近场源二维参数联合估计

针对近场源波达方向(DOA)和距离的联合估计问题,提出一种近场迭代自适应算法(NF-IAA)。首先通过划分二维网格表示出近场区域内信源所有可能的位置,每个位置都看作存在一个潜在的信源入射到阵列上,表示出阵列输出的数据模型;然后通过循环迭代利用上一次谱估计的结果构建信号的协方差矩阵,将协方差矩阵的逆作为加权矩阵估计出每个位置对应的潜在信源能量;最后绘制出三维能量谱图,由于只有真实存在的信源能量不为0,因此谱峰对应的位置即为真实存在信源的位置。仿真实验表明在10个快拍条件下,NF-IAA的DOA分辨概率达到了90%,而二维多重信号分类(2D-MUSIC)算法只有40%;当快拍数降至2时,2D-MUSIC算法已经失效,而NF-IAA仍然能很好地分辨出3个入射信源并且准确地估计出位置参数。随着快拍数和信噪比(SNR)的增加,NF-IAA的估计性能一直优于2D-MUSIC。实验结果表明,NF-IAA具备少快拍条件下高精度、高分辨地估计近场源二维位置参数的能力。
基于活跃时间分组的软件众包工人选择机制

针对现有的软件众包工人选择机制对工人间协同开发考虑不足的问题,在竞标模式的基础上提出一种基于活跃时间分组的软件众包工人选择机制。首先,基于活跃时间将众包工人划分为多个协同开发组;然后,根据组内工人开发能力和协同因子计算协同工作组权重;最后,选定权重最大的协同工作组为最优工作组,并根据模块复杂度为每个任务模块从该组内选择最适合的工人。实验结果表明,该机制相比能力优先选择方法在工人平均能力上仅有0. 57%的差距,同时因为保证了工人间的协同而使项目风险平均降低了32%,能有效指导需多人协同进行的众包软件任务的工人选择。
基于弱变异准则的测试用例约简方法

针对为数较多的测试用例增加了回归测试成本的问题,提出一种基于弱变异准则的测试用例约简方法。首先,基于弱变异准则获得测试用例和变异分支关系矩阵;然后,重复约简4种无效测试需求和子集测试用例;最后,结合人工鱼群算法选择当前最优测试用例,并且交替执行简化和测试用例选择操作直至覆盖所有测试需求。该方法针对6个经典程序与贪心算法和HGS算法相比,基于弱变异准则并且不改变或稍微改变变异评分的条件下,约简率分别提高了73. 4%和8. 2%,且耗时分别降低了25. 3%和56. 1%。实验结果表明,所提方法在回归测试中可有效约简测试用例,降低测试代价。
改进的基于稀疏表示的全色锐化算法

为了更有效地结合高分辨率全色(PAN)图像细节信息和低分辨率多光谱(MS)图像光谱信息,提出了一种改进的全色锐化算法。首先,对低分辨率MS图像的强度通道进行下采样再上采样获取其低频成分;其次,用强度通道减去低频成分获取其高频成分,在获取到的高低频成分中进行随机采样来构建字典;然后,用构建好的过完备字典对高分辨率PAN图像进行分块分解以获取高频信息;最后,将分解出的高频信息注入到低分辨率MS图像中以重建高分辨率MS图像。经多组实验后发现,所提出的算法在主观上保留了光谱信息,并注入了大量的空间细节信息。对比结果表明,相比其他诸如基于成分替换算法、基于多分辨率分析算法、基于稀疏表示算法,所提算法重建出来的高分辨率MS图像更加清晰,且在相关系数等多种客观评价指标上优于对比算法。
基于快速判别式尺度估计的核相关滤波方法

针对核相关滤波(KCF)算法无法对视频序列中目标尺度变化作出响应的问题,提出一种基于快速判别式多尺度估计的核相关滤波跟踪算法。首先,使用核相关滤波器来估计目标位置;然后,通过使用一组不同尺度的目标样本来在线学习快速判别式尺度滤波器;最后,在目标位置应用学习的尺度滤波器来获得目标尺寸的准确估计。选取Visual Tracker Benchmark视频序列集进行实验,并与基于判别式尺度空间跟踪(DSST)的KCF算法和传统KCF算法进行对比,结果表明,在目标尺度发生变化时,所提算法在跟踪精度上提高了2. 2%至10. 8%;并且在平均帧率上,所提算法比DSST的KCF算法提高了19. 1%至68. 5%,表明该算法对目标尺度变化有很强的适应能力和较高的实时性。
基于分组字典与变分模型的图像去噪算法

针对加性高斯噪声去除问题,在现有传统的K均值奇异值分解(K-SVD)字典学习算法的基础上,提出一种将字典学习与变分模型相融合的改进算法。首先,根据图像的几何和光度信息将图像进行聚类分组,再将图像组按照边缘和纹理类别进行分类,根据噪声水平和图像组类别训练一个自适应字典;其次,将通过所学字典得到的稀疏表示先验与图像本身的非局部相似先验进行融合来构建变分模型;最后,通过求解变分模型得到去噪后图像。实验结果表明,与同类去噪算法相比,当噪声比率较高时,所提算法可以解决前期算法准确性较差、纹理丢失较为严重、产生视觉伪影等问题,在视觉效果上要更为理想;同时该算法结构相似性指数有明显提高,峰值信噪比(PSNR)的值更是平均提高了10%以上。
区域配对引导的光照传播视频阴影去除方法

传统方法在处理自由移动相机捕获视频中的阴影时,存在时空不连贯现象。为解决该问题,提出一种区域配对引导的光照传播阴影去除方法。首先,使用基于尺度不变特征变换(SIFT)特征向量的均值漂移方法分割视频,通过支持向量机(SVM)分类器检测出其中的阴影;然后,将输入视频帧分解成重叠的二维图像区域块,建立其马尔可夫随机场(MRF),通过光流引导的区域块匹配机制,为每一个阴影块找到最佳匹配的非阴影块;最后,使用局部光照传播算子恢复阴影区域块的光照,并对其进行全局光照优化。实验结果表明,与传统基于光照传播方法相比,所提方法在阴影检测综合评价指标上提升约6. 23%,像素均方根误差(RMSE)减小约30. 12%,且大幅度缩短了阴影处理时间,得到的无阴影视频结果更具时空连贯性。
不可分拉普拉斯金字塔构造及其在多光谱图像融合中的应用

针对拉普拉斯塔形(LP)变换在图像融合中具有高频信息损失严重且缺乏平移不变性的问题,利用不可分小波具有平移不变性和能够准确描述图像细节信息的特点,提出一种新的非采样不可分拉普拉斯金字塔构造方法,并将该构造方法应用于多光谱图像融合中。首先,构造六通道不可分低通滤波器,利用该滤波器构造多光谱图像和全色图像的非采样不可分小波塔形分解,进而对图像进行非采样不可分拉普拉斯塔形分解;然后,针对不同的分解层采用不同的融合规则进行融合;最后,根据不可分拉普拉斯重构算法进行重构,即可得到融合后的图像。实验结果表明,与离散小波变换(DWT)的融合方法、基于Contourlet变换(CT)的融合方法以及基于直方图中轴化(MHE)的融合方法对比,所提方法在保持原全色图像空间分辨率的评价指标空间相关系数上分别提高了1. 84%、1. 56%和11. 06%,在光谱信息保持程度的评价指标相对整体维数综合误差上分别降低了49. 26%、48. 15%和89. 19%。该方法所得图像在获得好的光谱信息的同时有效地提高了空间分辨率,较好地保留了图像的边缘信息与结构信息。
基于角边特征的纸质碎片自动拼接复原算法

针对人工复原纸质文物碎片存在尝试次数多、拼接速度慢、复原准确性与完成度低等问题,提出一种依据碎片角度与边长特征进行纸质文物碎片自动拼接复原的算法。首先,将碎片图像进行预处理并根据碎片的角度值进行粗匹配,得到角度值相等的碎片图像;然后,在粗匹配的基础上,利用碎片的角边长进行细匹配减少重叠情况,得到碎片图像的基本匹配结果;最后,利用凹凸函数对方向相对的碎片图像情况进行遗漏弥补,并运用震荡函数对最终匹配图像进行缝隙弥补得到完整拼接结果。理论分析和碎片拼接仿真实验结果表明,与特征点、近似多边形拟合、角序列匹配等碎片自动拼接算法相比,所提算法的拼接准确率、拼接完成度与拼接耗时分别至少提高了12个百分点、11个百分点与10个百分点。所提基于角边特征的碎片拼接算法减少了繁琐的图像计算步骤,精确了碎片匹配结果,使得在实际文物修复等工程中能够实现非规则碎片高效、高精准的匹配。
基于图像块分类的图像超分辨率重建

针对当前图像超分辨率重建算法中存在的字典单一而导致重建图像质量不佳的问题,提出一种将图像块分类与图像卡通纹理分解相结合的单幅图像超分辨率重建算法。首先,将图像分块,并将图像块分为边缘类、纹理类和平滑类三类,其中纹理类用形态成分分析(MCA)算法分解为卡通部分和纹理部分;然后,对边缘类、卡通部分和纹理部分分别训练高低分辨率字典;最后,求解稀疏系数并与高分辨率字典重建图像块。仿真结果显示,与基于稀疏表示的超分辨率重建(SCSR)算法和单幅图像超分辨率重建(SISR)算法相比,所提算法的峰值信噪比(PNSR)值分别提高了0. 26 d B和0. 14 d B,表明该算法的重建效果更好,重建图像纹理细节更丰富。
基于改进的Zernike矩的局部描述符与图割离散优化的非刚性多模态脑部图像配准

针对脑部图像中存在噪声和强度失真时,基于结构信息的方法不能同时准确提取图像强度信息和边缘、纹理特征,并且连续优化计算复杂度相对较高的问题,根据图像的结构信息,提出了基于改进Zernike距的局部描述符(IZMLD)和图割(GC)离散优化的非刚性多模态脑部图像配准方法。首先,将图像配准问题看成是马尔可夫随机场(MRF)的离散标签问题,并且构造能量函数,两个能量项分别由位移矢量场的像素相似性和平滑性组成。其次,采用变形矢量场的一阶导数作为平滑项,用来惩罚相邻像素间有较大变化的位移标签;用基于IZMLD计算的相似性测度作为数据项,用来表示像素相似性。然后,在局部邻域中用图像块的Zernike矩来分别计算参考图像和浮动图像的自相似性并构造有效的局部描述符,把描述符之间的绝对误差和(SAD)作为相似性测度。最后,将整个能量函数离散化,并且使用GC的扩展优化算法求最小值。实验结果表明,与基于结构表示的熵图像的误差平方和(ESSD)、模态独立邻域描述符(MIND)和随机二阶熵图像(SSOEI)的配准方法相比,所提算法目标配准误差的均值分别下降了18. 78%、10. 26%和8. 89%,并且比连续优化算法缩短了约20 s的配准时间。所提算法实现了在图像存在噪声和强度失真时的高效精确配准。
物联网智能物流系统容错服务组合建模与分析

针对物流领域的服务组合存在容错性差和服务不可靠等问题,提出一种基于π网的物联网智能物流系统物流服务容错组合模型。首先,在简单介绍物联网智能物流系统后,给出了物联网智能物流系统的容错服务组合框架;然后,基于π网建立了物联网智能物流系统物流服务容错组合模型,并对模型进行了容错正确性和拟合性分析;最后,对提出的模型进行了服务可靠性、服务故障容错可靠性实验,并与Petri网、QoS动态预测算法、模糊卡诺模型和改进粒子群优化的服务组合方法针对服务组合的执行时间、用户满意度、可靠性和最优度进行对比实验。实验结果表明,所提模型具有更高的服务可靠性和服务故障容错可靠性,同时在服务组合的执行时间、用户满意度、可靠性和最优度等方面也具有一定的优越性。
考虑区域协调性的城际列车开行方案优化

针对城际列车开行方案没有有效匹配城市轨道交通运能的问题,提出一种考虑区域协调性的城际列车开行方案优化方法。首先,以旅客出行费用最小和铁路运输效益最大为优化目标,考虑城际列车载客能力、出发地目的地(Original Destination,OD)客流需求和通过能力等约束;然后,在此基础上增加运能匹配度的限制,构建了考虑区域协调性的城际列车开行方案多目标非线性规划模型,并设计改进的模拟退火算法求解模型;最后,以广深城际铁路为例并进行两组对比分析。实验结果表明:考虑区域协调性的列车开行方案可以使旅客出行总广义费用降低约4.06%,铁路部门的效益提高约9. 58%,旅客和铁路的系统总成本降低约23. 27%;与遗传算法相比,改进的模拟退火算法在求解质量与收敛速度上均有较大提高。所提模型和算法可充分兼顾旅客和铁路双方利益,能够为城际列车开行方案优化问题提供有效解决方法。
考虑客户聚类与产品回收的两级闭环物流网络选址-路径优化

针对目前不合理的废旧产品回收以及物流活动产生的碳排放污染,提出了一种考虑客户聚类与产品回收的两级闭环物流网络选址-路径优化模型。首先,结合实际物流网络的动态性假设客户需求量和回收率的不确定性特征,以最小运营成本和最小环境影响为目标建立选址-路径优化模型;其次,对多目标进化算法进行改进,提出了考虑客户聚类结果的两级物流设施选址-路径问题求解算法;最后,对该优化算法进行算法性能分析,并以重庆市某企业为例进行了模型和算法验证。结果表明,所建立的模型和算法能有效降低决策难度并提高物流系统的运作效率,所求出的优化方案能减少物流运作成本和降低物流运输过程对环境的影响。
考虑潮汐影响的班轮多船型船舶调度

针对班轮企业由于提前公布船期表,但受货运需求的波动和潮汐的影响引起的多船型船舶调度问题进行研究。首先系统分析了一家班轮企业近洋运输航线结构;然后考虑大型船舶需乘潮进出港口,以及适当条件下允许租船的实际情况,兼顾班轮船期表的限制,构建了以运输总成本最小为目标的班轮多船型船舶调度非线性规划模型;最后考虑模型的特点,设计了嵌入基因修复的改进遗传算法(IGA)用于模型求解。实验结果表明,与传统的经验调度方案相比,得到的船舶调度方案在船舶利用率上能提高25%～35%;中规模算例下与CPLEX相比,IGA的CPU处理时间平均降低77%;中、大规模算例下与蚁群算法相比,IGA计算的运输费用平均降低15%。实验结果验证了所提模型和算法的有效性,可为班轮企业船舶调度提供参考。
基于GAN-AdaBoost-DT不平衡分类算法的信用卡欺诈分类

针对传统单个分类器在不平衡数据上分类效果有限的问题,基于对抗生成网络(GAN)和集成学习方法,提出一种新的针对二类不平衡数据集的分类方法——对抗生成网络-自适应增强-决策树(GAN-AdaBoost-DT)算法。首先,利用GAN训练得到生成模型,生成模型生成少数类样本,降低数据的不平衡性;其次,将生成的少数类样本代入自适应增强(AdaBoost)模型框架,更改权重,改进AdaBoost模型,提升以决策树(DT)为基分类器的AdaBoost模型的分类性能。使用受测者工作特征曲线下面积(AUC)作为分类评价指标,在信用卡诈骗数据集上的实验分析表明,该算法与合成少数类样本集成学习相比,准确率提高了4. 5%,受测者工作特征曲线下面积提高了6. 5%;对比改进的合成少数类样本集成学习,准确率提高了4. 9%,AUC值提高了5. 9%;对比随机欠采样集成学习,准确率提高了4. 5%,受测者工作特征曲线下面积提高了5. 4%。在UCI和KEEL的其他数据集上的实验结果表明,该算法在不平衡二分类问题上能提高总体的准确率,优化分类器性能。
区块链+虚拟技术:仿真技术的新动向

2018年全球正在加速进入"区块链经济时代"。在全球范围内,区块链技术呈现出井喷式增长,作为一项极具颠覆性的底层技术,不断被应用于各个行业中,越来越受到社会各界的广泛关注。区块链+仿真业,成为仿真技术发展的新动向。现将什么是区块链?区块链的发展趋势、区块链与虚拟仿真的关系等问题进行阐述,并举出若干应用实例。
大中口径火炮自动装填机构设计研究

为了缩短某型大中口径火炮发射药装填所需的循环时间太长的情况,提出并设计了一种能实现快速自动装填分装式弹和药筒的自动装填机构,该系统机构包括弹仓药仓和自动抓弹机构,结合弹仓药仓和抓弹机构所占空间尺寸,建立了供弹路径的理论模型,在三维模型的基础上,对抓弹机构和弹仓药仓进行多体运动学仿真。得到各运动机构和单位所谓运动过程曲线,结果表明设计的机构能够实现快速装填弹丸和药筒,且能很大幅度提高火炮的持续作战能力。
火炮内弹道出口速度优化控制仿真研究

火炮内弹道的分析和研究一直以来是火炮技术的关键领域,而火炮内弹道出口速度则是其重要分析参数之一。通过对电热化学炮出口速度进行优化控制的研究,可以为实际试验与火炮安全性设计提供更良好的安全性设计方案。在建立仿真模型中,对等离子体射流的处理则是其关键与难点。通过ANSYS FLUENT计算平台,采用湍流模型,将等离子体射流加入到气相源项中,通过改变源项,实现了不同等离子体的射流功率和作用范围下的内弹道二维非稳态仿真,获得了膛底压力和弹丸初速的分布。计算结果表明:最大膛压和弹丸到达炮口时的初速会随着等离子体射流功率的升高而增大,最大膛压和弹丸到达炮口时的初速都会随着等离子体作用范围的增加而增大,其中最大膛压增长的幅值会随着等离子体作用范围的增加越来越大,而弹丸到达炮口时的初速增长的幅值则会随着等离子体作用范围的增加慢慢减小。因此,在火炮设计时可以考虑采用较高的等离子体射流功率来实现对弹丸出口速度的增加,同时也可以适当增加等离子体射流的作用范围,但不宜过大。
潜艇水下发射装置减能降噪优化仿真研究

潜艇发射噪声远远高于航行噪声,极易暴露潜艇位置。降低能量可以显著降低发射噪声,但如何确定发射能量的减低幅度以确保发射安全则必须建立减能降噪发射的数学模型,并仿真分析发射过程主要参数。文章首次提出经由滑套阀补充压力海水结合自航方式发射鱼雷武器,以达到减少发射能量,降低发射噪声的目的。从潜艇水下发射装置基本原理和工作流程出发,分析潜艇发射装置的结构特点和噪声产生机理,建立有动力滑套阀补水自航发射的数学模型,运用Simulink建立仿真程序,实现了液压平衡式发射装置滑套阀补水自航发射鱼雷武器的弹道仿真,仿真分析了膛压、出管速度等主要参数,模型符合鱼雷实际发射规律,效果较为接近实际,结果表明了减能幅度与发射安全性的关系,验证了减能降噪发射的可行性。
面向航站楼环境二氧化碳浓度控制研究

针对航站楼人流易波动对CO2反馈控制回路产生非平稳干扰,以及在CO2浓度调控过程中室外新风的输送会影响到室内原有温度的问题,提出了一种改进单神经元自适应解耦控制方法。运用机理过程与系统辨识融合的思想建立被控对象传递函数矩阵,采用对角矩阵补偿法对CO2和温度这两个被控对象存在的耦合现象进行解耦。对单神经元自适应控制中比例系数K进行改进,最终对航站楼内新风末端控制机构采用PID控制、单神经元自适应控制、改进单神经元自适应控制三种控制方法进行仿真对比分析。仿真结果表明:改进单神经元自适应解耦控制可以在线实时调整比例、微分、积分三个参数的权重,使控制系统能更好的适应航站楼人流变化的扰动特性,增强了系统的响应速度及鲁棒性。
基于大视场星敏感器惯性∕星光组合导航与仿真

针对惯性器件误差随时间积累导致导航精度降低的问题,利用大视场星敏感器具有的测姿精度高且误差不累积的特点,研究惯性/星光组合系统在线标定方法。上述方法通过绕陀螺仪三个敏感轴方向的姿态激励实现对陀螺仪工具误差以及初始对准误差和星惯安装误差的在线标定,通过对惯性器件测量结果的修正,抑制导航误差。仿真结果表明,在线标定方法可以实现对上述误差参数的在线标定,显著提高了组合导航的定位精度,具有一定的工程实用价值。
基于动态面内模法的四旋翼输出调节器设计

针对四旋翼飞行器姿态控制中的姿态稳定、姿态跟踪和抑制外部干扰等一系列问题,设计了一种动态面内模输出调节器。在反步设计中引入了动态面控制方法,由于动态面控制法中采用的低通滤波器允许对象数学模型不可微,因此避免了"计算膨胀"。利用内模方法解决系统的渐近跟踪和干扰抑制问题,构造内模时,考虑到不确定性的影响,提出具有误差的内模方程。实验结果表明,所提出的控制方法能够有效实现对四旋翼的姿态跟踪控制,并且可以达到渐近的干扰抑制。
四旋翼PID-ADRC控制器研究

四旋翼飞行器的姿态角之间存在强耦合,传统的PID控制器对于存在耦合的四旋翼飞行器控制效果较差。针对这一情况,设计了一种PID-ADRC控制器。文中首先由牛顿-欧拉方程建立四旋翼的数学模型;再根据自抗扰控制器(ADRC)的理论设计了内环的姿态角控制器和高度控制器,姿态角控制器中的状态观测器(ESO)将姿态角之间的耦合视为外部扰动而进行估计从而实现了姿态角之间的解耦,内环控制器是整个控制器的核心和基础;再在俯仰通道和横滚通道分别加上外环PID控制器,最终实现了四旋翼飞行器的飞行运动控制。在SIMULINK当中搭建仿真模型,仿真结果表明,PID-ADRC控制器可以良好的实现四旋翼的姿态解耦和轨迹跟踪控制,而且具有调节时间短,超调量小,鲁棒性强等优点。
机动区航空器速度异常检测研究

随着航空器起降架次的增加,机动区航空器运动过程中存在的不确定性因素增多,从而加重了塔台管制员的工作负荷。针对上述问题,提出基于SVM机动区航空器速度异常检测的方法,为管制员提供智能辅助提醒及预警,降低机场机动区的安全风险。首先对机动区航空器速度异常进行定义、分类和判定,界定出机动区航空器滑行速度异常的标准;其次对航空器ADS-B历史数据进行分析和处理,筛选出完整航迹,确定滑行路径;接着综合考虑航空器滑行位置和机型两个指标,经过统计得到航空器在跑道和滑行道滑行时的正常速度范围和异常速度范围;最后利用SVM方法建立机动区航空器速度异常检测模型,从而找出速度异常的航空器。仿真结果表明,该方法能够快速、有效的检测出航空器在滑行过程中速度异常的位置。
电动飞机电推进系统可靠性建模与仿真

载人电动飞机的电推进系统是整个飞机的动力核心,为飞机稳定安全飞行提供保证。但电推进系统结构复杂且零部件繁多,对整个系统进行可靠性评估计算极为复杂,是可靠性评估的难点所在。针对载人电动飞机电推进系统的可靠性评估问题,以电推进系统模型为基础,提出了GO法与状态概率矩阵算法结合的运算方法对系统进行可靠性建模与仿真计算。采用状态概率矩阵算法建立GO操作符计算仿真模型,并根据GO操作符运算规则将系统原理框图翻译为系统GO图,在MATLAB下建立了系统的多状态SIMULINK仿真计算模型。仿真模型计算结果与采用概率公式算法人工计算得到的结果基本一致,验证了仿真模型在提高计算效率与精度的同时能够保证运算结果的正确性,为电动飞机电推进系统的可靠性评估提供了依据。
航空弹药贮存环境温湿度远程智能监测仿真

航空弹药在贮存环境中易受温度和湿度变化影响,会使弹药出现裂解、脱粘等,极大地影响了航空弹药爆破性能的有效发挥。现有温湿度监测方法主要以温湿度测量仪为主,通常存在测量误差较大、响应时间长等问题。针对以上问题,提出基于数据分簇融合的温湿度远程智能监测方法。采用疏失误差对采集的温湿度感知数据进行预处理;当簇头节点接收到融合数据后,利用自适应加权算法对融合结果进一步融合。对融合后的温湿度感知数据分别构建支持向量数据描述模型,以上述模型构造统计量并确定其控制限。依据测试样本对各类温湿度感知数据的局部离群概率选取合适的模型进行远程监控。实验结果表明,所提方法响应时间快,有效降低了冗余和可信度较低的温湿度数据对测量精度的影响,提高了航空弹药贮存环境温湿度远程智能监测信息化程度。
关于直升机纵向姿态跟踪稳定性控制与仿真

研究直升机纵向飞行品质优化问题,由于直升机控制非线性强,各轴之间耦合严重,造成稳定性和操纵性较差。为使直升机纵向飞行品质达到ADS-33的性能要求,提出采用模型跟随控制方法为基本结构,结合非线性模糊控制对直升机纵向姿态控制回路进行设计。首先根据ADS-33性能指标设计出理想的指令模型,然后利用模型跟随控制方法搭建整个控制系统的架构,并采用非线性模糊控制算法对控制架构中的参数进行设计优化,并对结果进行仿真。结果表明直升机纵向飞行品质满足ADS-33性能指标要求。
井式火箭发射场井口岩石颗粒运动规律研究

火箭井式发射过程中,受燃气引射作用影响井口会产生负压,导致井口周围的大气以较高的速度流向井内。为了预测井口周围发射场坪上的岩石颗粒是否会在引流作用下撞击到正在出井的火箭,在对某型火箭出井过程进行数值仿真的基础上提取出场坪流场数据,采用运动学分析法研究了岩石颗粒在场坪流场中的运动规律。研究结果表明:距离井口中心一定范围内,直径从几毫米到几百毫米不等的岩石颗粒在引流作用下能撞击到箭体;不同径向距离上相同大小的岩石颗粒,其撞击速度和撞击角度差别很小。相同径向距离上不同大小的岩石颗粒,直径越小撞击速度越高,直径越大撞击角度越大。
四旋翼无人机姿态非线性控制研究

四旋翼无人机易受到非线性和不确定性因素干扰等原因的影响,使得姿态的稳定控制成为难点。为解决由线性控制带来的姿态控制性能降低和由初始状态误差导致的"峰化"现象等问题,提出了一种基于内外环结构下的非线性控制算法用来稳定姿态控制。上述控制器外环采用非线性PD控制,内环采用非线性自抗扰控制。采用有限时间收敛微分跟踪器,改进原自抗扰控制器组成结构,使得内环收敛速度大于外环,保证了闭环系统稳定性。仿真结果表明,非线性控制器可以实现任意初始状态下的无人机飞行姿态控制,响应速度比线性控制快,在有干扰的情况下依旧保持的稳定的姿态控制。
航空发动机气动热力系统模型求解方法研究

航空发动机气动热力系统模型通过求解部件之间共同工作方程组,来确定发动机相关状态参数。传统的共同工作方程组求解方法是采用定步长Newton迭代方法,每次迭代需要多次调用模型计算雅可比矩阵,为了保证模型的收敛性,通常步长设置比较保守,在一个仿真周期内需要进行多次的迭代计算进行方程组求解,导致航空发动机气动热力系统模型的实时性较差。提出了一种混合变步长Newton-逆Broyden方法求解共同工作方程组。为保证收敛性,在猜值初始偏差较大时采用小步长的Newton迭代法求解方程。为保证收敛速度,在猜值接近真实解的时候采用较大步长的逆Broyden递推法求解方程,并引入松弛因子提高迭代稳定性。应用上述方法求解F404/YJ101变循环发动机的气动热力系统模型,进行了发动机稳态和动态工作仿真。结果表明,混合Newton-逆Broyden方法在航空发动机气动热力系统模型计算中的收敛能力、实时性和计算精度有着明显的优越性。
航天运载火箭伺服机构减速器动态特性仿真

为了实现航天作动器的高精度和高可靠性,研究了减速器系统的动态特性问题。基于刚柔耦合动力学理论,根据少齿差行星减速器的传动原理和结构参数,在动力学软件RecurDyn中建立了减速器刚柔耦合虚拟样机模型,并基于实际工况载荷下进行动力学仿真。分析了减速器输出轴转速、行星轮啮合力、销轴接触力和传动误差等动力学特性。最后,加工出了减速器的试验样机,并测试了样机的传动误差。结果表明:建立的虚拟样机模型与仿真具有合理性,仿真结果可有效揭示少齿差行星减速器的动力学特性。从而为后续减速器结构的航天力学环境分析、强度计算和结构优化提供参考依据。
基于反馈线性化的四旋翼无人机姿态控制研究

四旋翼无人机在飞行过程中,由于姿态系统强耦合性、强非线性及抗扰动性能弱的原因,无人机的控制一旦受到强扰动,则无人机将会偏移原来的轨迹甚至有可能坠毁。滑模控制是在四旋翼无人机姿态控制的常用方法,然而,如果无人机遇到外界强扰动时,普通滑模控制方法容易出现稳态误差。积分滑模控制方法通过引入积分环节可以降低其稳态误差,不过积分环节的引入容易导致系统暂态性能变差。为了降低由于积分环节的引入而增大的暂态误差,提出一种基于反馈线性化的积分滑模控制方法用于控制各姿态角。上述方法为了便于控制姿态系统,先借助反馈线性化方法将被控对象进行线性化,然后,再利用积分滑模控制律对每个姿态通道进行控制,使得系统在保持原有积分滑模控制方法的较好的稳态性能的基础上,还能够获得更好的暂态性能。最后通过仿真,验证了上述方法的有效性。
再入弹头外形防热优化设计仿真

为了降低气动热对高超声速再入弹头的影响同时不对打击效果造成影响,需要对再入弹头气动外形进行优化,从而获得较低的驻点热流密度和较高的终端速度。研究了再入弹头的总体气动布局方案,建立了再入弹头的弹道模型,气动力模型,大气模型,以终端速度最大和驻点热流密度最小为优化目标函数,结合多目标遗传算法建立了再入弹头的气动外形参数优化设计方法,运用Krigingt智能体模型的方法对面元法进行了改进。通过对仿真实例分析表明,改进后计算时间大大减少,并且发现达到一定的最大热流密度之后,终端速度几乎不在变化,研究结果为再入弹头的外形参数优化提供了理论依据。
关于导弹战场突防目标航迹规划仿真

航迹规划是实现导弹在战场突防过程中自主飞行、提高导弹生存能力的技术保障,航迹规划算法则是航迹规划的核心。为解决传统的单向动态规划算法在反舰导弹航迹规划过程中耗时长以及规划航迹上存在冗余节点的问题,提出双向动态规划算法和基于三角不等式的航迹优化策略。首先将规划空间网格化;接着采用双向动态规划算法搜索航迹节点;然后运用提出的航迹优化策略对航迹进行优化;最后将所提算法与模拟退火算法、蚁群算法、传统单向动态规划算法进行仿真比较。仿真结果表明,与其它三种算法相比,所提算法计算速度更快、规划航迹更短、节点更少。
航空开关磁阻起动发电一体化系统控制器研究

航空开关磁阻起动/发电一体化系统工作在电动状态和发电状态时控制率不同,但控制参数都为电流、导通角和关断角。针对一体化系统的特点,设计了一套模糊滑模变结构控制器。滑模变结构控制器将负载作为干扰项,通过对系统结构进行不断地调整,使得系统状态能够快速地达到滑模面并进行滑动模态运动,但系统存在抖振问题。针对滑模变结构的抖振问题,采用模糊控制对滑模变结构的趋近速度进行控制,使得在趋近速度和抖振问题上得到优化。仿真结果表明,在电动状态和发电状态下控制器能够很快达到稳定,并在负载状态突变和输入状态变化的情况下具有很好的鲁棒性。
一种电动舵机直流电流需求分析方法

针对电动舵机直流输入电流难于仿真分析问题,提出一种基于瞬时功率的直流电流需求分析方法。通过对电动舵机数学建模,包含矢量控制原理建模、运动学建模、动力学建模,利用三相瞬时功率理论计算逆变器瞬时输出有功功率,从而获得直流侧瞬时输入电流,即直流电流需求。与传统的基于输出功率间接获得直流电流需求方法进行对比,发现两种分析方法得出的电流需求一致性较好,证明瞬时功率理论可以用于电动舵机直流电流需求分析,上述方法具有一定的工程实用价值。
关于循环流化床锅炉燃烧温度系统的建模控制

针对蒙西发电厂2×300MW循环流化床锅炉,实现以排渣量为主控手段的自动控制首先需建立被控对象模型,而机理建模难以运用到实际,传统算法辨识建模易发生收敛速度慢、陷入局部最优等问题导致模型与实际系统过程不匹配。为获得控制系统动态模型,提出基于遗传算法的参数辨识方法,结合运行经验,处理运行数据,建立现场50%负荷与100%负荷两种典型工况下反映给煤量、排渣量与床温、主汽压动态特性的传递函数阵。拟合结果表明,模型误差在可允许范围内,所建立的传递函数模型能够完全表征该工况下系统的动态特性,证明了遗传算法建模的有效性,为后续循环流化床锅炉以排渣量为主控手段的燃烧温度系统控制策略设计和控制器优化提供依据。
光伏发电系统并网供电最大功率点跟踪控制

太阳光照强度的发散性和随意性使得光伏电池自然转换效率普遍低下,为了降低成本及提高太阳能利用率,对光伏阵列进行最大功率点跟踪(MPPT)控制。针对传统扰动观察算法最大功率点跟踪由于固定步长产生的系统振荡和响应速度差的问题,提出了一种变步长的新型电导增量控制算法,通过最优化寻优思想加快搜索速度找到最大功率点。建立了以Boost电路为核心的两级式并网逆变结构光伏发电系统MPPT的仿真模型。通过Matlab对传统的扰动观测法和改进后的新型电导增量法进行了MPPT的仿真。结果表明,改进后的变步长电导增量法在系统振荡和调节时间上都优于扰动观测法,更加快速跟踪最大功率点,使输出功率精准的稳定于固定值。
风光发电微网负载分段选择供电优化管理

风、光等可再生能源发电规模日益扩大,能源就地消纳问题亟待解决。为解决上述问题,传统方法主要关注消纳本身而忽略了系统运行的经济性,从而无法保证系统处于最佳经济运行状态。为此提出一种基于宽容分层序列法的微网负载优化方法,既可保证可再生能源发电的高消纳率,又可实现系统的经济运行。针对配有冷热电联供系统的微网,以微网系统风/光电消纳率最大和日运行成本最小为目标,综合考虑负载响应特性以及不同能量形式之间转化效率等约束,建立了负载分段供电双层优化模型。通过宽容分层序列法对双层模型进行求解获得Pareto最优解。仿真算例验证了所提出的方法能有效提高微网系统风光发电就地消纳率并可减少系统日运行费用。
基于风光互补的孤岛型微网容量优化配置研究

微网的容量优化是指综合考虑经济、环境等因素,得到微网内分布式电源的最优配比。孤岛型微网的运行受气象条件制约,传统的配置方案易导致网内分布式电源结构与气象条件不匹配,影响系统的可靠性。为提升微网性能,并建立适用于不同气象条件的优化模型,提出了一种以风光互补为基础的孤岛型微网容量优化配置方法。考虑微网建设运营中的建设成本、维护成本、能源浪费和停电损失,设置分布式电源的功率、数量、寿命等约束条件,设计了一种可气象跟随且适用于多种气象条件的风光互补组合系数,再以该系数配合免疫算法改进传统的粒子群算法,获得了一种与气象条件相匹配的优化配置模型。通过算例仿真比较可知,该模型具有良好的气象跟随性、系统稳定性和波动抑制性。结果表明,利用改进的模型和算法求解微网容量优化问题,可获得符合气象条件的最优配比。
边防哨所风光发电微电网存储建模仿真

针对边防哨所的特殊性,以及风力发电和太阳能发电所存在的随机性、季节性和间歇性而引发的微电网系统的电压波动、功率波动等问题。为了维持微电网系统的电压、功率的输出稳定,保证微电网的稳定运行。通过以风光互补发电为形式的方法解决供电不稳定,并增加以铅蓄电池和热水为介质的混合储能单元,储能系统吸收和释放发电单元侧和负载侧之间的功率差值来平抑微电网的能量波动。在MATLAB/Simulink上建立带混合储能单元的微电网供电系统仿真模型,得到风力发电机、太阳能光伏阵列及储能装置的功率变化曲线,从而验证了混合储能控制策略的可行性。
基于灰色多变量模型锂离子电池荷电状态预测

传统的荷电状态预测方法不准确,为了进一步提高荷电状态预测的准确性,针对电动汽车电池荷电状态的预测,提出了基于灰色多变量模型对锂离子电池的SOC预测进行研究的方法。利用MATLAB中Simulink仿真软件建立实验的仿真模型,并用粒子群优化算法对预测模型中的参数进行了辨识。通过分析电池的放电倍率和电压对荷电状态的影响,研究结果显示,所提出的SOC预测方法具有较高的准确性,其可以用来进行SOC的预测。仿真模型具有良好的预测性提高了SOC预测的精度并在SOC预测领域内具有实用价值。
关于配电网供电负荷实时估计仿真

高质量的负荷数据是配电管理系统各种功能模块实现的基础,为了获取准确的负荷数据,通常采用状态估计算法来进行负荷估计。现有的负荷估计算法都是基于恒功率负荷模型或静态负荷模型。上述模型均无法描述现代配电网中高比例的感应电动机负荷特性,无法获取其准确的负荷数据。为了弥补上述不足,提出了一种改进的负荷估计算法。改进算法在传统算法的基础上,结合改进的2节点感应电动机静态模型,构建了感应电动机内部虚拟节点的零注入功率方程以及转矩平衡方程,建立了新的数学模型。上述方法既考虑了感应电动机负荷的自身特性,又可以与传统算法有效结合。算例仿真验证了所提算法的正确性和有效性,能够更加准确地获取感应电动机负荷实时数据。
液压型风力发电机组最佳功率自动控制仿真

最大风能跟踪是风力发电系统控制的主要目标。针对传统发电机最佳功率控制方法存在控制精度较低、稳定性较差等问题,提出基于模糊PID控制算法的液压型风力发电机最佳功率自动控制方法。充分利用风力发电机本身的物理结构,将能量进行重新分配,并引入非线性阻尼,使系统补偿为无源系统,以此构建观测器控制模型。利用上述给出的观测器控制模型,间接控制变量马达摆角变化实现转速恒定控制,采用定浆风力机最佳功率输出的发电功率闭环控制,间接控制马达摆角变化实现功率控制,利用模糊PID控制算法,对控制对象进行优化,实现液压型风力发电组最佳功率控制。实验结果表明,所提方法有效提高了发电机组最佳功率控制精度,稳定性也得了提高。
铁路交流供电货运列车节能优化控制研究

列车节能优化控制可有效降低运行能耗,交流供电铁路电分相区段列车过电分相时必须为惰性工况,在过电分相前后区段如何控制列车使运行能耗最低是货运列车节能优化的关键问题。针对交流供电货运列车节能优化控制问题,提出以列车速度波动最小为优化目标,以列车惰行工况通过电分相为约束条件,建立了考虑电分相的货运列车节能最优控制模型,研究货运列车节能优化控制策略。基于极大值原理分析:电分相在恒速区内时,列车过分相的最优控制策略为"最大牵引-惰行-最大牵引"的最优性;电分相在恒速区外时,列车在电分相前是最大牵引工况的最优控制策略为"惰行-最大牵引"的最优性;列车在电分相前是最大制动工况的最优控制策略为"最大制动-惰行"的最优性,并推导证明了最优控制策略的存在性和唯一性。通过与优秀司机控制进行比较,仿真结果证明,所提节能优化控制算法的可行性和正确性。
生物柴油发动机燃烧排放性能优化仿真研究

对生物柴油发动机燃燒排放性能的优化,能够有效提高柴油发动机资源利用率。对生物柴油发动机的燃烧排放性能的优化,需要确定发动机燃烧影响因素,计算发动机燃烧发热率,完成对生物柴油发动就燃烧排放性能的优化。传统方法计算生物发动机环境背压参数,以此对发动机喷雾特性进行分析,但忽略了燃烧发热率的计算,导致发动机燃烧排放性能优化效果不理想。提出生物柴油机发动机燃烧排放性能优化方法。首先根据内燃机的功率、机械负荷、热量等因素对生物柴油发动机的燃烧的影响,获取发动机燃烧过程中的燃烧放热率,从而得到发动机工质质量,建立生物柴油发动机燃烧放热多维数值模型,对不同掺混比例下的燃烧放热特性和排放性能进行分析。实验结果表明,所提生物柴油发动机燃烧排放性能优化效果明显,具有可靠实用性。
上海迪士尼环形交叉口信号优化控制仿真

针对上海迪士尼三进口环形交叉口交通拥堵与传统的环形交叉口信号控制方式适应性差等问题,提出了以充分利用环形交叉口的时空资源为目的,通过增设基于环岛容量约束与各进口车流量差异性的信号控制方法--基于原有基础设施的改进后信号二次控制方式或基于改造基础设施的剖口式信号控制方式,达到提高车辆通行能力,最大限度提高环交运行效率的效果,并运用微观仿真软件VISSIM实现环形交叉口在早高峰时段不同车流量布局下有无信号控制的动态仿真,以对信号优化方式进行验证。仿真结果表明在早高峰车流量较多情况下,改进后信号二次控制方式与剖口式信控方式在环交通行能力、平均延误时间上均有较大提高,并且剖口式信控下的车流平均排队长度相较于改进后信号二次控制方式更进一步减少。
基于动态数据驱动的交通在线决策

针对交通在线决策问题进行研究,首先介绍了交通仿真模型,分别对宏观、中观、微观交通模型用于在线决策的适用性进行了分析,提出了在线决策所需的交通模型应该具备的特点。基于动态数据驱动思想,对交通在线决策进行了构思。提出了离线计算和在线计算相结合的在线决策系统结构,通过用交通系统历史数据和实时测量数据共同校正仿真系统,实现在线决策系统对实时交通数据的动态整合。并根据动态交通模型特点,提出了与在线校正过程相适应的滚动执行模式。描述了交通在线决策的总体框架,明确了需要研究的关键技术,为交通在线决策系统的实现奠定了基础。
汽车盘式制动器制动噪声优化抑制仿真

制动噪声会降低汽车的乘坐舒适性,损害乘员的健康,造成环境污染和影响制动的平稳性。由于制动噪声受摩擦特性、制动器结构、环境和制动工况等因素的影响,抑制制动噪声一直是难点问题。针对某SUV后轮盘式制动器出现的制动尖叫问题,利用有限元软件建立了完整的盘式制动器接触耦合有限元模型。通过试验模态分析的方法,验证了有限元模型的有效性。应用复模态分析方法预测出系统的不稳定模态。为了抑制制动尖叫,采用了在制动块背板粘贴消音片的方法,消音片的阻尼采用瑞利阻尼来进行描述。在不同摩擦系数下,分析了消音片粘贴位置和阻尼层厚度对制动噪声的影响。仿真结果说明:消音片粘贴位置和阻尼层厚度对制动噪声有重要影响,其中两侧粘贴消音片且阻尼层厚度为0.30mm时抑制噪声的效果最好。
双轴驱动纯电动汽车制动能量回收策略研究

针对双轴驱动纯电动汽车回馈制动最优能量回收,建立双轴驱动电机利用效率最优优化模型,基于电机的map特性,构建电机利用效率最大化的转矩分配模型,获得了前后电机转矩的最优分配规律。基于上述规律,以ECE法规及理想制动力分配等安全性因素为约束,生成了一种新型再生制动力矩分配策略。利用Matlab/Simulink建立仿真模型。仿真结果表明:该再生制动控制策略在循环工况下能量回收效率达到80.94%,比基于I线制动力分配的能量回收策略与前轴电驱最大制动能量回收策略分别提高了5.61%、9.88%。
盘式制动器温度场瞬态分析方法研究

为了研究盘式制动器在紧急制动工况下瞬态温度场的变化,利用Starccm+计算出的随转速变化的对流换热系数,使之与解析法对比验证。将其作为瞬态计算的边界条件,结合实测摩擦系数--车速试验数据,通过Abaqus分析制动盘径向、周向及轴向温度场、应力场的分布特性;通过台架试验与仿真结果对比,仿真温度与试验温度结果具有良好的一致性。研究结果表明:盘式制动器在制动过程中温度场及应力场存在复杂的耦合关系,建立CFD和CAE联合仿真模型可以为制动盘温度场的分析提供了一种有效方法。
纯电动赛车动力系统匹配优化与仿真

研究纯电动赛车动力匹配与优化问题,赛车的结构与运行工况不同于乘用车,为提高纯电动赛车的动力性与经济性,针对赛车的各项车辆参数及其在赛道上的运行工况进行动力匹配及优化。根据纯电动赛车的设计目标,确定赛车各项基本参数,利用Optimum Lap软件搭建FSEC赛道模型,建立赛车运行工况,并对赛车的传动比进行优化,最后在CRUISE中搭建FSEC赛车整车模型,分别在全符合加速和循环工况下,对建立的纯电动赛车进行动力性和经济性仿真。仿真结果表明,所设计的赛车满足各项设计指标,传动比优化后,经济性有所提升。
关于公路隧道内目标图像实时检测仿真

对公路隧道内的车辆和行人等目标进行实时检测,可以有效减少隧道安全事故。传统的检测方法主要是采用背景建模分割目标,采集图像特征对目标进行分类,对目标适应性较差且检测效果不佳。针对传统方法对环境适应性差以及目标召回率、准确率低等问题,将神经网络的浅层高分辨率低语义特征、中间层的补充语义特征和高层的高语义特征进行融合,提出一种三重信息融合的卷积神经网络隧道多类目标检测算法。在Faster R-CNN的基础上分别建立了ZFNet、VGGNet和Res Net三种网络改进前后的检测模型,并对数据进行了预处理与统一训练。结果表明:三重信息融合后的网络中仅Res Net克服了神经网络自身的梯度消失问题,实现了召回率与准确率的同步提升。
关于多路传感器传输图像自动配准仿真

多路传感器传输图像自动配准,能够获取高精度传感器图像。对传输图像配准时,需要在配准前对图像进行增强,计算图像配准参数,完成传输图像的自动配准。传统方法采用球面成像模型获取图像,将深度图与完成信息提取之后的图像进行配准,但忽略了计算图像配准参数,导致配准系数低、耗时长。提出基于区域选择的多路传感器传输图像自动配准方法,利用软阈值法对小波系数缩减去噪,于不同尺度实现分解系数增强。针对高频子带和低频子带图像实行非线性处理,提高图像对比度,完成多路传感器传输图像增强。重复提取图像特征,得到图像配准点对。使用结构相似度最大的配准点来计算图像配准参数,实现图像自动配准。仿真结果表明,上述方法平均配准耗时短,图像配准系数较高。与当前相关方法比较,所提方法可提高图像配准效率与精度,可行性和可靠性强。
城市生态修复景观布局特征智能提取方法仿真

为解决当前城市生态修复景观布局特征提取方法中存在的特征提取准确性差、耗时长的问题,提出基于多指标的城市生态修复景观布局特征智能提取方法。采用遥感数据采集的方式采集研究城市生态修复景观布局图像,并对图像进行预处理,利用处理结果构建一个加权无向图。通过蚁群法实现多层图的划分,判断图划分的归一化割值是否停止变化,如果结果为是,则将获取的最佳图划分映射至原图像,得到最终的图像分割结果。基于城市景观布局图像分割结果,分别将城市生态修复中的景观总面积、景观总周长、景观的分维数、景观的破碎化指数和嵌块体内缘比提取出来。仿真结果表明,所提方法特征提取耗时平均为0.24h,所得特征值与实际情况拟合程度高于当前方法。
大数据量红外图像非均匀性校正仿真研究

对红外图像非均匀性进行校正能够提高红外图像质量,对实现红外图像信息的准确完整提取具有重要意义。针对当前红外目标图像校正方法存在的校正过程复杂,且校正效果较差的问题,提出一种基于IMM算法的大数据量红外图像非均匀性校正方法。通过对红外图像的灰度直方图进行双阈值映射,重新分配红外图像的灰度级,并通过自适应增强算法提高图像质量,并通过IMM算法确定图像校正时拟合响应参数状态,构建基于马尔可夫链的状态转换概率矩阵,计算红外图像信号初始状态估计与图像灰度协方差矩阵的输入交互,确定激光探测器的响应参数,校正大数据量红外图像的非均匀性。实验结果表明,所提方法图像校正的性能较好,且校正完成时间较短,校正过程较简单。
基于位分解和超混沌映射的医学图像加密研究

针对医学DICOM(Digital Imaging and Communications)标准医学图像中图像数据和病人信息数据的信息安全问题,提出了一种基于超混沌映射的医学图像加密算法。通过超混沌映射Lorenz生成六组密钥序列,增加算法的复杂性。并将图像数据进行位分解,打破像素内相关性,对高位数据和低位数据分别加密。病人信息加密不只与密钥序列有关,还与图像信息相关联。实验结果表明,算法实现了对DICOM图像中图像信息的加密和病人信息的隐藏,密钥空间大,并具有良好的算法安全性。
天线罩系统结构一体化优化算法

对天线罩壁结构优化是天线罩电性能设计的有效方法,因传统的变厚度天线罩优化算法仅对天线罩进行优化,无法实现对天线与罩的一体化优化。针对相控阵天线-罩系统的瞄准误差及透波率特性设计,提出一种天线罩系统结构一体化优化算法。通过分析天线罩结构参数与天线辐射参数对瞄准误差与透波率的影响,建立天线罩系统结构设计的优化模型。借助算子分离的思想,对天线罩结构参数和天线辐射参数采用不同的优化策略。利用变厚度天线罩优化方法对天线罩结构参数进行优化,并采用粒子群算法对天线辐射参数进行优化,实现天线罩系统结构的一体化优化。实验结果表明,与传统的变厚度天线罩优化算法相比,所提算法的瞄准误差更低,透波率更高,充分表明所提算法的有效性。
数字多媒体网络通信延迟快速消除方法仿真

为了提高数字多媒体网络的通信效率,需要对数字多媒体网络通信延迟消除方法进行研究。当前通信延迟消除方法不能准确的对网络通信状态进行预测,通信延迟消除效果较差。提出一种数字多媒体网络通信延迟快速消除方法,基于受控自回归积分滑动平均模型结合通信优化目标函数和丢番图方程将网络通信控制问题转化为二次规划问题,得到通信控制预测向量。根据数字多媒体网络通信预测控制向量,采用平衡负载算法划分数字多媒体网络中的通信任务,将通信任务分为高质量通信任务和低质量通信任务,通过Min-Min算法对网络通信任务进行控制,消除数字多媒体网络中存在的通信延迟。仿真结果表明,所提方法可以准确的对网络通信状态进行预测,有效地消除数字多媒体网络中存在的通信延迟。
移动云计算环境下动态数据隐私密码机制仿真

数据加密是当前保障数据隐私安全的主要途径,针对现有隐私保护机制的加密过程中,部分加密数据特征明显易被破解,以及加密过程耗时长等问题,提出一种基于随机树的动态数据隐私密码机制。以云计算动态数据的定义域、值域以及所设密钥为依据,构建数据随机树;通过随机树父节点随机分解完成动态数据的区域划分,根据得到的与数据点对应的子节点的值域计算父节点之间的条件熵。结合条件熵值进行数据重构,利用模糊函数对重构数据进行映射,得到数据伪随机序列,完成动态数据加密。仿真证明,所提数据隐私保护机制的加密与解密时间更少,隐私保护效果更好。
多媒体网络负面信息数据检测仿真研究

针对当前网络负面信息检测方法存在假阳性率和漏检率较高的问题,提出基于朴素贝叶斯的多媒体网络负面信息数据检测方法。通过FIR滤波法实现负面信息数据检测前的抗干扰滤波,对采集到的多媒体网络信息数据中心流量实行傅里叶变换操作,得到FIR滤波器输入向量。将输入向量设置为平稳向量输入至滤波器,计算滤波器传输函数,获取FIR级联滤波器。对滤波器的抽头系数进行计算,实现媒体网络干扰滤波。利用经FIR滤波器处理过的多媒体网络信息数据流量测试集,构建贝叶斯概率表达式,得到网络中待检测信息数据隶属某类别的概率。根据概率计算式获取负面信息数据检测目标函数,计算目标函数中的先验概率值,并使用先验概率值完成网络负面信息数据检测。仿真结果表明,所提方法可将检测结果的假阳性率控制在5%以下,漏检率约为0.67%。该方法检测率高且漏检率低,与当前相关方法相比具备较强的检测性能。
涂塑复合管道内壁气动喷砂流速度控制仿真

气动喷砂是涂塑复合管道生产工艺中最关键的步骤之一,内部流场特性严重影响着喷砂的质量,提高管道内部流场介质的动量是保证喷砂质量的最有效途径,因此对探究不同喷砂条件下管道内壁流场介质的速度变化显得尤为重要。基于计算流体力学的方法,选择了遵循欧拉-拉格朗日计算方法的DPM离散相模型,利用FLUENT软件对几种不同管径、不同喷射角度下的管道内壁气动喷砂两相流场的静压力和速度分布进行了数值模拟。结果表明:随着加工管件的管径增大,在管件内部流场中气相速度降低,其对固体颗粒的加速作用减小,使得固体颗粒速度也逐渐减小;随着喷枪的喷射角度增加,固体颗粒与管件内壁的碰撞次数增加,固体颗粒速度逐渐减小,但冲蚀磨损区域更集中,冲蚀率逐渐增大。结果为选择合理喷砂工艺参数达到最优的喷砂效果提供了一定理论支持。
三元论下城镇土地利用空间优化模型仿真

土地利用优化配置是实现土地可持续利用,促进社会经济快速发展和环境日益改善的重要途径。针对传统土地利用空间优化模型存在优化成本较高、时间较长等问题,提出基于三元论下的城镇土地利用空间优化模型,结合三元论组建土地利用总体规划空间配置策略与单个微粒的映射关系,以土地利用经济收益、社会收益以及生态收益为优化目标,以土地利用规划空间、土地使用状态、土地类型转换机制为约束条件,组建土地利用空间配置模型。采用微粒群集成优化算法对土地利用空间模型进行优化,通过种群内部粒子速度和位置的不断更新,找到最优解,实现城镇土地利用空间模型优化。仿真结果证明,所提模型有效缩短了土地利用空间优化时间,降低了土地利用空间优化成本,并且能取得较为理想的效果。
隐私保护数据库中自适应重复数据删除仿真

针对当前隐私保护数据库中自适应重复数据删除时,存在着重复数据删除时间过长,误删率较高、内存消耗过大等问题,提出基于分数阶变换累积量的重复数据删除方法。通过对隐私保护数据库中的重复数据进行分析,得到重复数据特征区间,对区间进行特征域平滑,计算出重复数据静态量化向量方差,以方差计算结果获取隐私保护数据库中存储节点子集随机概率,构建重复数据流信息模型,引用数据分数阶变换方法对模型中重复数据信息进行滤波处理,结合4阶累积量后置聚集进行重复数据删除。实验结果表明,所提方法重复数据删除时间较短、误删率较低、内存消耗较小。
喷雾干燥比能耗模型仿真与参数分析

喷雾干燥制粉是陶瓷生产过程中的一个高耗能单元,因其涉及的变量较多且相互耦合,在生产中难以合理调节生产参数而造成能源浪费。为了在减少总能耗的同时提高单位能效,基于焓平衡与热量衡算,建立可反映喷雾干燥过程能效的比能耗模型,分析输入参数与干燥能效的关系;再使用Sobol’全局敏感性分析算法,将生产参数对干燥能耗和比能耗的影响程度量化为敏感性指数。试验分析验证了模型的准确性。结果显示,料液含水率对总能耗的影响最大,出口温度与料液含水率对生产能效有很强影响。
化工系统蒸馏塔板气液并流流场优化设计

蒸馏塔板气液流场的优化设计是提高塔板效率和蒸馏设备生产能力的关键。对于立体旋流塔板,实验方法难以测量塔板内各空间位置的压降和旋流区的气液相速度,对气液相流场结构以及流动机理难以深入分析。为克服实验研究的局限性,利用Fluent软件中的欧拉-欧拉多相流模型和Realizable k-ε湍流模型,采用速度与压力耦合方式的phase coupling simple算法进行稳态计算,对塔板空间上气液两相流场进行仿真研究。不同操作条件下,湿板压降模拟值与实验测量值偏差在8%以内,证明了仿真结果的正确性和仿真方法的可行性。仿真结果表明:在塔板入口的起旋阶段,速度值相对较小,而在塔板的中、下部分的旋流发展阶段,速度值明显增大,且远离叶片上表面的速度出现了明显的速度差。各区域速度幅值随液相喷淋密度或气相动能因子的增加而增大,气相动能因子对于速度分布的影响效果更大。仿真结果对蒸馏塔板结构优化提供了仿真依据以及理论指导。
多阵列摄像图像颜色自动补偿方法仿真

多阵列摄像图像颜色自动补偿方法影响着医疗图像、工业相机摄影、教育教学等领域的发展。针对当前方法摄像图像补偿无连续性和补偿效果不对称的缺点,提出了一种基于Retinex算法的摄像图像颜色自动补偿方法,对摄像图像的参考块进行选择,建立多阵列摄像图像的圆投影向量,并对摄像图像颜色进行匹配,计算图像熵局部窗口的颜色补偿,将计算结果代入到多阵列摄像图像中,利用图像熵来选取图像灰度均匀分布,增强多阵列摄像图像的实用性,根据多阵列摄像图像熵参考块的选择,利用Retinex算法分析摄像图像颜色单尺度通道的输入与输出,计算多阵列摄像图像的环绕函数,将函数值代入到图像中并对图像的尺度数进行加权计算,结合图像颜色的尺度通道对图像色彩恢复,实现摄像图像颜色的自动补偿。仿真结果表明,所提方法对多阵列摄像图像颜色自动补偿有较好的连续性和无偏性,为后续实现摄像图像颜色自动补偿奠定了基础。
单幅医疗图像增强最佳尺度选取精度控制仿真

研究一种能够有效控制图像增强最佳尺度选取的方法对改善单幅医疗图像后续的目标检测和识别具有重要意义。针对现有方法由于无法将医疗图像中的目标信号保留的同时抑制背景噪声,导致增强效果不佳,且无法实现图像增强最佳尺度选取精度控制等问题,提出一种基于非线性处理的单幅医疗图像增强最佳尺度选取控制方法,对医疗图像进行颜色空间转换并划分为若干个图像块,对各个图像块进行结构元匹配获得映射子图,计算映射子图中的结构元特征向量、连通粒属性以及连通粒属性特征,通过对三个特征分量的归一化处理和加权合并,实现单幅医疗图像融合特征提取。采用软阈值函数对医疗图像高频子带部分进行平滑滤波,设置非线性函数阈值对提取的融合特征向量中幅值大于设置阈值的系数进行增强,对于小于设置阈值的系数进行抑制,并通过对亮度系数的调节和非线性函数阈值的选取进行医疗图像增强最佳尺度选取精度控制。仿真结果表明,该上述方法能够实现医疗图像增强最佳尺度选取精度控制,且具有比其他方法更好的增强效果。
内燃机径向滑动轴承润滑特性及影响因素研究

研究内燃机连杆大端径向滑动轴承润滑特性问题,为了能够准确预测连杆大端轴承最大油膜压力和最小油膜厚度,在曲柄连杆动力学分析的基础上,建立了某型内燃机连杆大端轴承弹性流体动力学仿真模型。在工况不变的条件下,对该型内燃机连杆大端轴承油膜的最大油膜压力及最小油膜厚度的变化情况进行了研究,得到了一个工作循环内任意时刻大端瓦油膜压力分布,并对轴承的工作状态进行了分析。同时研究了径向间隙、供油压力对最大油膜压力及最小油膜厚度的影响,研究的结果表明:最小油膜厚度随供油压力的增大而增大;并且径向间隙越小,供油压力对最小油膜厚度的影响就越大。