为了提高三相电流型晶闸管相控整流器的动态特性，提出一种新型电流峰值控制方法.利用交流电压周期性的伏秒积分变化控制晶闸管触发角，实现对直流侧电感电流的峰值控制.针对实际存在的问题对控制方法进行改进，消除交流侧漏感造成的触发误动作，设计采样偏置自调整方法消除采样偏置电压漂移所造成的误差.由于控制方法本身的积分滤波特性，并且不依赖于交流电压相位锁相环，在网侧电能质量恶劣的情况下仍然能够保证晶闸管正确地触发换相.仿真和实验验证表明，与传统控制方法相比，晶闸管整流器的电流动态响应特性大大提高，即使在谐波干扰的情况下仍然能够稳定工作，具有很好的鲁棒性.

针对网络控制系统存在着随机、时变、不确定的信息传输延时,采用带有时间戳的线性神经网络（TSLNN)进行在线延时预测,实时地获得当前采样周期的网络传输延时预测值.该方法选取3个先验的网络实测延时值作为神经网络的输入样本,选用widrow-hoff学习规则作为神经网络的训练算法；应用网络传输延时预测值,并采用一阶Pade方法,对数学模型中的延时环节进行线性化处理,从而获得无刷直流电机调速网络控制系统的线性数学模型；最后,利用模型参考自适应控制方法（MRAC）设计闭环控制器.仿真结果表明,将基于TSLNN在线延时预测的MRAC方法应用于无刷直流电机调速网络控制系统中,可以获得令人满意的系统动、静态性能.

针对感应耦合电能传输系统(ICETS)的互感模型,提出设计ICETS的三要素法：即通过耦合系数、可分离变压器原副边自感比值和副边能量接收电路的品质因数三要素设计ICETS.该方法在谐振状态下,将ICETS的特性参数表示为三要素的函数,根据可分离变压器的传输效率和器件应力要求进行系统设计.论文分析比较ICETS的4种补偿电路,并以原边串联补偿、副边并联补偿（SP）电路为例,设计输出功率为100 W的ICETS样机.结果表明,用三要素法设计ICETS,可分离变压器效率高,补偿电容电压应力小，样机实验证明所提三要素法的正确性.

为了实现具有高可靠性的短行程高频往复运动,提出一种动磁式横向磁通直线振荡电机.该电机由单相电源驱动,铁芯叠装方式与普通旋转电机相同,具有结构简单紧凑,动子质量轻,加工难度小,力特性好等优点,适合用于人工心脏、泵、压缩机等领域.针对该电机运行特点,建立电机等效数学模型,推导电磁推力的计算公式与系统的谐振频率,采用三维有限元模型确定电机内外定子和永磁体的设计依据,提出测试方法,并测得样机的静态电磁推力与谐振频率特性.结果表明,电机在等效机械谐振点运行时获得较高的效率且推力与绕组电流成正比.

针对经典均值漂移跟踪算法采用单一的颜色特征对目标进行跟踪检测存在的不足，提出一种将纹理特征与颜色特征相结合的改进均值漂移目标跟踪算法.该算法首次提出特征联合相似度的概念，通过均值漂移算法联合相似度的最大化计算，正确快速地获取新一帧图像跟踪目标的位置.实验结果表明，该算法具有更高的可靠性，同时满足一般目标跟踪任务的实时性要求.

为获得一种快速灵敏的液体雾化效果检测方法,利用置于挡板后方的声发射传感器,采集液体喷雾撞击挡板产生的声信号并进行多次扫描累加的快速傅里叶变换,得到不同流量下的声能量值和功率谱图.通过对实验结果的分析,提出临界良好雾化状态的声能量判据,即随着流量的增加,当液滴撞击挡板产生的声能量趋于平稳并开始缓慢上升,雾化准数由缓慢增加转变为迅速增大以及声能量均方差开始上升并趋于平稳时,液体喷雾处于良好雾化的临界状态,进一步增大流量,雾化效果的提升不明显.同时,对雾化效果采用摄像法测定和基于Eulerian-Lagrangian耦合算法的计算流体力学（CFD）模拟,结果与声发射实验的结果吻合很好,由此说明采用声发射方法对液体雾化效果进行定性检测具有较强的可行性与准确性.

为获得粒径均匀、表面光滑的CaCO3微粒,研究羧甲基纤维素钠（CMC）作用下CaCO3微球的制备及性能表征.考察CMC质量浓度、搅拌速度、沉积反应温度对CaCO3粒子形貌的影响,确定合成CaCO3微球的较优实验条件,并用粒度分析仪、X射线衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）、Zeta电位仪对性能进行表征,提出CMC作用下CaCO3微球生长机理.结果表明CMC质量浓度ρ(CMC）为0.5 g/L时可得到表面光滑的球文石型CaCO3,粒径分布在6～8 μm,CMC的质量分数w(CMC)为5.12%，表面电位为-37.3 mV.这种形态的颗粒可适用于生物、医药等领域.

针对金催化剂制备过程的复杂性和氯离子残留问题,介绍一种负载型金催化剂Au/Al2O3的制备方法和考察该催化剂在环己烷氧化中的催化性能.采用浸渍氨洗法制备Au/Al2O3催化剂,并应用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对其进行表征.以氧气氧化环己烷制备环己酮和环己醇为研究对象,考察金质量分数、反应温度、压力、时间等因素对催化活性的影响.结果表明,随着金质量分数增加,金颗粒增大,催化剂的活性降低，在150 ℃、1.5 MPa条件下反应3 h,Au实际质量分数为0.58%的Au/Al2O3催化剂上环己烷转化率为8.96%,环己酮、环己醇和环己基过氧化氢三者的总选择性为93.52%.此外,循环实验表明Au/Al2O3催化剂具有一定的稳定性.

针对LiTi2(PO4)3基固态电解质电导率低的问题,采用浙江三门高岭土矿作为主要原料,以高温固相法制备铝、镁、硅共掺杂钠超离子导体(NASICON)型快离子导体Li1+2x+2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12.研究掺杂比例、温度对固态电解质离子电导率的影响.结果表明,组成为Li1.8Al0.1Mg0.3Ti1.6Si0.1P2.9O12固体电解质在423 K时有最高离子电导率7.86×10-4 S·cm-1.以该组成固态电解质为基片,喷雾热解原位制备Al/ Li1+xV3O8/ Li1.8Al0.1Mg0.3Ti1.6Si0.1 P2.9O12 /C全固态电池并在1.8～3.9 V电压区间进行50次充放电测试.该电池具有较好的稳定性及循环容量保持能力.30次循环以后放电容量基本稳定在190～205 mAh·g-1之间,充放电效率大于90%.

为了获取抗滑桩的内力分布数据及客观评价抗滑桩工作状态,通过在抗滑桩上布置光纤传感器,对抗滑桩进行桩身应变监测.研究结果表明：该种测量方法实现从抗滑桩浇注完成至滑坡推力作用整个过程的应变变化过程的监测,成功采集到抗滑桩受力过程中桩身任意深度处的应变；抗滑桩浇注完成后,由于混凝土凝固,首先有一个桩身收缩的过程,达到稳定的时间约4个月；选取桩身收缩应变完成点作为计算初值,再依据钢筋混凝土构件计算理论,对抗滑桩的轴向应力进行计算分析,得出抗滑桩目前的安全状态评价结论.

针对经典预压理论无法考虑次固结沉降以及考虑次固结沉降的Johnson法有时会出现临界固结度超过100％的错误,提出预压荷载一次骤然施加完毕后预压持续时间的近似计算公式.在推导该近似公式过程中,利用Bjerrum等时蠕变图和Yin-Graham等效时间线流变模型,采用曾国熙近似固结度计算公式,因此该近似公式能够克服Johnson法的缺陷,分析软基固结系数、蠕变系数、回弹指数、超固结比、工后允许沉降和预固结时间对预压工期的影响.研究表明:当预压超载较小时,预压持续时间随着超载比的增加呈幂函数趋势减少,增大超载比能够有效地缩短预压工期；当预压超载较大时,预压持续时间随着超载比的增加缓慢减少,增大超载比对缩短工期意义不大.

为了实现适用于应急通讯的天线系统,研究一种新型充气球天线结构.充气天线包括充气球,抛物反射面,固定索和馈源,通过调节上下球体气压差形成抛物反射面,天线系统能够在较短时间内展开成工作状态.通过自编程序设计一个1.35 m口径的抛物面天线,并进行静、动力学分析,研制相应的原理样机,研究气压差对反射面变形的影响以及在气压差一定的情况下气压对结构动力性能的影响.基于PhotoModeler Pro.5测量软件对充气展开后的形面精度进行测试,实验证明能够达到理想的精度,采用非接触视频测量方法测量结构一阶振动频率,结果表明,理论与实验结果吻合的比较好,可以为充气天线的设计制作提供指导.

为研究沥青混合料的细微观结构特征,提出粗集料分布特性的量化方法和指标.基于数字图像处理技术对粒径大于2.36 mm的沥青混合料粗集料质心进行delaunay三角剖分,建立三角单元内A1/A2（集料-胶浆面积比）参数表征细观结构局域特征,通过对A1/A2统计特性的描述、分析以及概率形式的统计推断,得到粗集料整体分布特性的量化与分析结果.研究表明,不同级配之间粗集料的总量及级配各档位质量分布的差异性将显著影响细观结构特征,如沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）、开级配抗滑磨耗层混合料（OGFC）和高性能路面沥青混合料（SUP） 3种级配粗集料的平均紧密程度呈递减趋势.此外,给出A1/A2参数的集中趋势指标和偏态指标,并在此基础上提出非参数检验方法对沥青混合料细观结构进行对比,评判多种级配细观结构的嵌挤紧密特征的异同,认为SMA和OGFC的细观嵌挤特征类似,而SUP和SMA以及OGFC相比细观结构更趋于分散.

为了研究斜拉索在横向风激励下的多模态张弛振荡特性,获得临界风速表达式，建立拉索受风力作用的非线性运动微分方程,基于索纵向运动相对较小而导出关于索横向运动的偏微分振动方程,运用Galerkin法将该方程转化为常微分方程组,用以描述索的多模态自激振动；应用非线性振动的平均法,求解得到该系统的自激振动分析解,确定索张弛振荡及存在性条件,分析计算索前二阶模态张弛振荡的临界风速,并通过数值模拟验证.提出风激拉索多模态张弛振荡及临界风速的分析方法,研究结果表明,拉索张弛振荡的临界风速随结构模态阻尼而提高,并受振动模态、风速变化和风力系数等影响.

引入虚面概念和虚拟分解算法,将多源面单目标面扫掠体（简称多源扫掠体）自动分解为多个单源面单目标面扫掠体（简称单源扫掠体）.针对每个单源扫掠体,先生成虚面网格,然后生成包含虚面的单源扫掠体网格,以保证共享虚面上的网格一致性.单源扫掠体网格生成的关键是内点定位,通过改进仿射变换求解算法,解决了已有算法的2个缺陷,一是源面边界点共面时仿射函数不唯一,二是源面、目标面和扫掠路径弯曲时内部单元可能会扭曲.数值试验表明,新的内点定位算法在网格质量和执行效率上都要优于已有算法.与某商业软件扫掠网格生成结果的对比也验证了本文算法的实用性.

为解决光学式动作捕捉设备成本高昂和操作复杂的问题,提出一种通过佩戴在用户身体上的无线惯性传感器进行人体动作数据捕获的方法.在用户身体的各个运动部位绑定多个由加速度和磁通传感器构成的无线惯性传感器单元,传感器通过无线信号发送运动传感数据到计算机端,应用优化算法计算惯性传感单元的三维朝向信息,最后将四元数与动画角色的骨骼绑定后生成人体动作数据.为了解决运动过程中的行走导致的骨架根节点移动问题,利用地形参数反向计算和调整角色骨架根节点位置,使生成的动作符合地形和环境要求,达到真实自然的运动效果.实验结果表明,使用无线惯性传感器进行人体动作捕获得到的动作数据准确度高,朝向计算方法运行速度快,能够满足实时性应用的要求,同时显著降低动作捕获的成本和使用复杂度.

 针对传统的索引和过滤算法处理在线相似连接时的不足,提出新的索引方法和过滤算法.在采用倒排索引的基础上,将索引按照位置和长度的相关信息进行划分,以减少查询空间,加强倒排索引的执行效率.此外,设计加权签名过滤算法,用来估计2个集合交的长度的上限,提高过滤的效率.集合的相似连接通常应用于过滤验证的工作框架里,主要采用2个步骤：先产生候选结果集合；再对候选集合进行验证.通过对真实数据集的实验,结果表明,该过滤算法可以和其他过滤算法一起协同应用于过滤验证的工作框架里,对数据进行在线相似连接处理,同时在计算效率上也有显著的提升.

 针对闪存硬盘的快速发展趋势以及存取特性,提出一种数据库复合存储模型.在该模型中,数据库同时包括闪存硬盘和磁性硬盘2种设备,数据根据访问特征被存储到不同的设备中.模型使用地址映射表来转换对闪存访问,并使用滑动窗口技术,通过最近一段时间内访问的统计信息和设备本身的物理特性,自适应地动态调整页面的分布,使数据库获得更高的性能.通过基于在线事务处理应用的性能仿真测试,结果表明，该复合模型可以显著提高I/O性能,并对工作集的变化有良好的适应性.

针对全数字样机仿真求解分断电流时电弧建模困难、全物理样机实验求解电流成本高,周期长的缺点,提出全分断周期混合电流模型,将分断电流划分为实验电流与响应面电流的组合.建立触头灭弧子系统物理样机进行分断实验获取“伪电流”,以其余子系统为数字样机,基于测试“伪电流”,结合暂态分析法、电磁场和多体动力学仿真技术、神经网络回归技术等,提取分断过程耦合状态变量,建立分断电流响应面模型；构建基于全分断周期混合电流模型的仿真分析平台,对低压断路器分断仿真进行实现.结果表明,该方法能够有效求解低压塑壳断路器分断电流,显著缩短仿真周期.

为了提高电磁力、加快响应速度,提出一种永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁,采用NdFeB稀土永磁材料作为磁屏蔽元件,减少漏磁并加快了动态响应.基于有限元方法建立电磁铁的动态数学模型,并通过实验进行验证,实验与仿真基本吻合,响应误差为3.2%,验证模型的有效性.在此基础上,对该高速开关电磁铁进行动态仿真,探讨永磁体长度、厚度、激磁方向,盆口高,耐压环厚度,隔磁片长度,前隔磁角和后隔磁角等结构参数对响应时间的影响规律.结合实际设计要求,结果表明,采用优化后的结构参数研制的永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁在0.6 mm行程时的响应时间为2.20 ms.

为了提高叶片设计的精度和效率,根据风机叶片设计的相关理论和方法,对叶片气动外形设计进行研究.以20 kW风机叶片为例,在Wilson法的基础上,利用VB、VC++等编程语言在SolidWorks平台上开发叶片气动外形设计及建模的应用系统.根据输入的设计参数自动生成叶片的三维实体模型,省去了以往设计过程中生成的大量数据的转换和存储,实现叶片的高效,智能化设计.为了对设计结果进行评估,同时验证设计的有效性,针对设计好的叶片模型进行流场仿真分析.结果表明,提出的叶片设计与建模方法能够有效提高风能利用率,缩短风机叶片设计周期,可用于企业对叶片的设计研发,并为叶片结构有限元分析和优化设计平台奠定基础.

针对某大型闪速炼铜炉余热锅炉,提出采用计算流体动力学（CFD）技术模拟锅炉辐射室内流场和温度场的模型和方法.模型中考虑湍流计算、化学组分扩散计算以及传热计算.通过对初始方案和若干调整方案模拟结果的比较分析,掌握在辐射室中部布置挡板,并在辐射室入口处喷入硫酸盐化风时的辐射室流场及温度场总体分布规律.结果表明：辐射室挡板对于高温烟气扩散并充满整个辐射室至关重要,位置和尺寸对流场及温度场的整体形态具有决定性影响；盐化风应喷入到高温烟气的前冲途径上,以有效打散高温烟气团,降低烟气的前冲动能.

为探明滤纸的材质、尺寸和摺数等各因素对空气滤清器性能的影响规律,以及各因素相互间的耦合作用机制.应用计算流体力学方法对空气滤清器内部流场进行仿真计算,并对仿真模型进行试验验证,试验结果和仿真结果相吻合.采用滤纸夹角作为滤芯结构无量纲参数,评价滤芯结构变化对空气流动、滤清效率及滤清寿命等性能参数的影响.研究结果表明对于星型摺状空气滤清器,流动阻力在滤纸夹角小于3°时增长迅速,滤纸夹角大于5°后无明显变化,滤纸有效过滤面积在滤纸夹角小于3°后急剧减小导致过滤精度降低,滤纸容灰量在滤纸夹角大于4°后迅速增加导致滤清寿命缩短.以仿真与试验结果为基础,提出空气滤芯结构设计参数推荐范围,滤纸夹角应介于3～4°.

为实现连续时间信号到离散时间信号的转换, 提出一种采用钟控神经元MOS管设计的新型电压型采样保持电路.在设计新方案中,通过引入nMOS阈值补偿单元,克服单管神经元MOS跟随器存在阈值损失这一缺点,提高采样保持电路的精度.采用具有高功能度的钟控神经元MOS管实现采样保持和跟随输出,使所设计的电路具有简单的结构和较低的功耗.对钟控神经元MOS管的SPICE宏模型进行改进,改进后的模型可用于对具有可变浮栅预置电压的电路进行分析.采用TSMC 0.35 μm双层多晶硅CMOS工艺参数对设计电路进行HSPICE模拟,并对新设计方案与现有采用神经元MOS管设计的采样保持电路进行比较.模拟结果表明,所提出设计方案明显提高了采样精度,并具有较低功耗.

针对脑机接口(BCI)系统中存在的信息传输速率较慢和脑电信号识别正确率较低的问题,对多通道四类运动想象脑电信号进行研究.通过对4种运动想象及休息状态脑电信号进行功率谱分析,合理确定预处理滤波器的最佳滤波频段,然后使用PW-CSP,Hilbert变换及归一化处理的方法,对四类运动想象脑电信号进行特征提取,分类算法分为特征信号算术求和与阈值比较的预分类过程及包含单个支持向量机(SVM)的细分类过程,算法复杂度明显比采用多个SVM组合的多类分类算法要低,为实现算法的在线应用打下基础.仿真结果表明,该算法分类正确率高,时间开销小,并且可以通过调节阈值,在正确率与算法复杂度之间获得平衡.

为了提高细胞传感器表面的生物相容性并引导细胞定向定位生长,采用自组装单分子层（SAM）技术修饰细胞传感器表面,利用有机分子各官能团之间相互作用的范德华力层层组装成纳米尺寸薄膜,使电极测试区域吸引细胞,而背景区域排斥细胞,有效地引导细胞贴附在电极区域上.并使用荧光标记,电化学扫描和实时阻抗扫描方法对SAM修饰后表面评估.结果表明，该表面适合细胞生存生长,具有良好的生物相容性和稳定的电化学特性,能够大大提高细胞定位的成功率.在SAM技术修饰的微电极阵列传感器（MEA）表面培养乳鼠心肌细胞并进行胞外电位检测实验,进一步表明SAM技术可被应用于细胞电生理研究领域.

为了在记录和分析细胞外神经元单元动作电位（即锋电位）时能够正确选择滤波频率范围，分析了不同下限和上限截止频率时锋电位的波形失真、信噪比以及分类正确率的变化过程. 锋电位信号是利用微电极阵列采集的大鼠海马区神经元信号. 结果表明，下限截止频率小于100 Hz且上限截止频率大于5 000 Hz时，滤波造成的锋电位波形失真较小. 对于锋电位的检出和分类这2种数据处理，它们的上限截止频率最佳范围一致，为3～5 kHz. 但是，对于下限截止频率，锋电位检出的最佳频率为500～600 Hz，而锋电位分类的最佳频率却在200 Hz左右，这是由于锋电位分类的正确率与信噪比和波形的失真都相关.

为了对心肌组织的搏动信号及其传导进行实时监测与分析,设计一种用于离体心肌组织电生理检测的组织传感阵列.根据组织/器件耦合原理,该传感阵列能够检测伴随心肌细胞搏动产生的场电位的变化.利用组织传感阵列,同步采集多通道的心肌信号并观察心血管药物盐酸肾上腺素和氯化乙酰胆碱对搏动信号的影响.实验结果显示：离体心肌组织及切片表现出良好的搏动和信号传导；盐酸肾上腺素和氯化乙酰胆碱对心肌组织搏动信号的幅度、频率、持续时间甚至信号的传导分别表现出兴奋和抑制作用.说明组织传感阵列技术对离体心肌组织搏动信号的提取是可行的,并且对心肌信号的传导及药物作用分析非常有用.

为了研究集成成像非共轭面的成像质量,根据光线追迹原理分析透镜阵列的成像过程,指出三维成像原理并给出不同离焦量下的轴截面成像分辨率；从波动光学角度分析包含离焦波像差的透镜阵列光学传递(OTF),得到集成成像系统的非共轭面调制传递函数(MTF)并指出与单透镜共轭面成像的联系.根据非共轭面分辨率给出符合视觉要求的显示深度计算方法.采用投影仪与菲涅尔透镜搭建显示面积为100×750 mm2的集成成像显示系统,实验结果表明,集成成像轴截面成像分辨率在离焦量增大的情况下迅速下降,非共轭面像质是制约集成成像显示效果的重要因素之一.

为了提高含泥质碳酸盐岩储层反演的精度,提出以波阻抗数据体作为背景约束进行基质孔隙度随机反演处理的方法.该方法首先统计分析大量测井资料,获得波阻抗和基质孔隙度的关系；然后以波阻抗反演数据体作为背景约束,对基质孔隙度进行随机反演处理；最后根据基质孔隙度与波阻抗数据交会设定门槛值来划分储层与非储层.研究结果表明,储层和非储层对应的基质孔隙度数值存在明显界限,最终反演的基质孔隙度数据体清晰显示了储层和非储层的分布情况.与储层的实际厚度相比,利用该方法反演的储层厚度误差在10%以下.