针对交互式遗传算法（IGA）中用户易疲劳的问题,引入数量化一类分析方法,从提高收敛速度和模拟人工评价两方面入手,改善IGA性能.采用均匀设计法确定遗传算法的初始种群,使得各基因单元类型在初始种群中均匀分布,从而提高遗传算法全局最优解的收敛性能;利用数量化一类分析,求取各基因单元类型对适应度评价的贡献权值,指导GA选择、交叉、变异等操作,以加速算法收敛;在GA操作后期,利用各基因单元类型对适应度评价的权值,模拟个体适应度的自动评价,降低用户疲劳度和提高效率.将该方法应用于动漫玩具形态造型中.结果表明,采用该方法可以有效地提高收敛速度和降低用户疲劳度.

为了克服头脑风暴优化(BSO)算法易陷入局部最优导致早熟收敛的问题,提出新型的基于讨论机制的头脑风暴优化(DMBSO)算法.该算法运用组内讨论和组间讨论这一新机制取代BSO算法中的个体更新过程,分别控制算法的全局搜索和局部搜索能力.通过线性递减和线性递增方式调整组间讨论和组内讨论次数,使算法搜索初期加强全局搜索能力,搜索后期加强局部细致搜索能力,有效地防止早熟问题.对6个经典测试函数(BFs)的10维、20维、30维问题分别进行测试来评估DMBSO的效果.结果表明,DMBSO算法与BSO算法和经典的粒子群(PSO)算法相比,可以有效地避免陷入局部最优,稳定地找到更好的最优值,而且随着问题维度的增加,DMBSO表现出更强的鲁棒性.

为了提高经编针织物的质量和增加可生产的花型品种,对德国卡尔迈耶双针床经编机原已老化的单速电子送经系统进行升级改造,开发了多速电子送经系统.在研究多速电子送经原理的基础上,给出系统架构、硬件电路和基于模糊免疫-单神经元PID（FI-SNAPID）算法的软件实现方法.系统上位机采用嵌入式工控机/触摸屏,搭载MCGS组态软件,方便、直观地实现了产品设计、工艺参数的设置以及生产管理等功能.为了节约改造资金,提高性价比,在升级改造过程中保留了原系统6个经轴直流电机,重新为其开发伺服驱动器作为下位机.下位机主要基于高性能8位微处理器、智能功率模块（IPM）和FI-SNAPID算法设计实现.经实际测试运行表明,系统性能稳定,送经精度高,人机界面友好.

针对粒子群优化算法容易陷入局部极值点、进化后期收敛速度慢、精度较差等缺点,提出混沌模拟退火粒子群优化(PSO)算法.引入混沌理论对粒子群优化算法的参数进行自适应调整,提高了算法的全局收敛性能|采用模拟退火(SA)算法,依据概率性的劣向转移,以一定概率接受劣解,使算法具有跳出局部最优而实现全局最优的能力.引入自适应温度衰变系数,使模拟退火算法能够根据当前环境自动调整搜索条件,从而提高算法的搜索效率.通过7个经典函数测试混沌模拟退火粒子群优化算法的性能,并将其应用于Job Shop调度问题.仿真实验结果表明,采用新算法有效地克服了停滞现象,增强了全局搜索能力,与遗传算法、粒子群优化算法相比寻优性能更佳.

针对传统数据库系统中数据复制协议未充分考虑取决于数据块擦写次数的闪存寿命问题的不足,提出基于上下文的数据复制协议(CBRP).CBRP分析在一定时间窗口内数据复制写操作之间的上下文关系,以闪存数据块大小为基准合并针对相同表的同类操作,以每个操作数据集之间的覆盖或回滚关系为依据消除不必要的操作,在处理结果递交到其他线程进行并行提交后,即刻开始新一轮的处理过程.基于完整实现CBRP的MySQL数据库系统的实验结果表明,在不同的工作负载下,CBRP与经典数据复制协议相比,在从节点上降低了20%～50%的块写操作数,数据复制性能有20%～40%的提升.证明CBRP是对延长闪存寿命行之有效的数据库数据复制协议.

针对一类非线性系统的控制问题,结合基于仿射传播聚类的最小二乘支持向量机（LS-SVM）多模型建模算法与PSO优化算法,提出新的多模型预测控制算法.采用仿射传播聚类算法对历史样本数据进行聚类,得到各个类的训练样本数据|利用LS-SVM对各个类分别建立子模型,采用网格搜索和交叉验证为各子模型找到合适的模型参数,将所建立的子模型作为预测控制算法的预测模型.在滚动优化时,计算当前控制量与各聚类中心的欧氏距离,选择相应的子模型计算未来时刻模型的预测输出,计算得到参考轨迹.建立优化问题的目标函数,采用PSO算法优化求解得到系统的最优控制量作用于对象.将提出的算法在某芳烃异构化过程中进行仿真试验，分别采用提出的算法以及单模型预测控制算法、基于k均值和BP神经网络的多模型预测控制算法进行仿真.结果表明,采用提出的多模型预测控制算法可以获得更好的控制性能.

针对分类阈值任意给定和临近边界区域操作工况识别可靠性低问题,提出基于贝叶斯理论的概率偏最小二乘极限学习机（p-PLS-ELM)分类算法.偏最小二乘被嵌入到极限学习机框架内,通过提取隐含层正交潜在变量,避免共线性引起输出权值系数不稳定,降低输出预报值的不确定性,改善分类编码输出预报模型的鲁棒性和稳定性.应用非线性最小二乘方法估计每类条件概率密度函数的参数,结合概率密度函数和贝叶斯定理,计算每类输出预报值后验概率作为分类可靠性测度.采用该方法在某污水处理厂进行实验验证.实验结果表明,基于概率PLS-ELM方法的污水处理操作工况识别可靠性和准确性相对优于PLS-ELM方法.

针对图书质量较难量化的问题,以用户在阅读过程中的流失和留存数据为基础,对各个关键行为节点设置评测权重,通过用户阅读图书的深度来量化图书质量.在分析在线阅读平台特点的基础上,根据用户阅读图书深度到达的难度来量化用户的阅读行为,提出基于用户阅读行为的图书自动评测算法.图书的最终综合评测值考虑图书半衰期和用户分群对图书评分的影响,能够根据图书的多个评测指标对图书进行自动评测,帮助用户选择更符合自身喜好的图书,提高用户满意度和用户体验.

讨论一类带有虚拟领导者的二阶多智能体蜂拥问题. 为了避免群体的分裂, 提出对虚拟领导者进行反馈控制的蜂拥算法.假设多智能体系统中有部分数量固定的跟随者和领导者之间建立通信链路,领导者在沿着预设轨迹运动的同时, 根据此部分跟随者的状态反馈调节自身的运行速度,减小跟随者和领导者之间的跟随误差.利用该算法,即使只有部分的跟随者能够获得虚拟领导者信息,所有的跟随者的速度仍将渐近收敛到虚拟领导者的速度,跟随虚拟领导者的运行轨迹运行,最终形成稳定的群集运动.仿真了多智能体在平面上的蜂拥运动,仿真结果验证了结论的有效性.

针对多变量系统中存在的强耦合,提出基于对角CARIMA模型的多变量广义预测控制近似解耦算法.根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点,将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制,一定程度上降低了变量之间的耦合性.根据模型预测值与参考轨迹之间的偏差实时调整目标函数中跟踪误差的加权系数,达到进一步降低各个回路之间耦合的目的.加权系数调整的基本原则是,每个输出跟踪误差的加权系数是由其他输出在同时刻偏离参考轨迹的加权误差平方和构成.当某个输出偏离目标值时,其他输出的跟踪误差权值相对增大,以避免输出之间的相互扰动,达到近似解耦的目的.利用单变量GPC、多变量MGPC、基于设定值观测器解耦的MGPC以及提出的近似解耦方法,分别对温室温度和相对湿度控制系统进行仿真实验.仿真结果显示,近似解耦算法控制平稳,输出变量之间的相互扰动显著降低.

为了提高SoC集成设计效率,构建基于IP-XACT标准的CKSoC（C-SKY SoC）设计集成平台.采用自底向上的集成策略,通过IP/子系统两层复用和软硬件资源复用,依次从IP级、SoC核心系统级和SoC芯片级3个层次逐步细化完善系统平台,生成3个不同的平台：RTL仿真平台、FPGA原型仿真平台和门级网表逻辑综合环境,可以显著地提高SoC设计集成效率.双核SoC芯片设计实例展示了CKSoC设计集成平台使用与分析方法,证明了CKSoC设计集成平台的高效性与可行性.

设计应用于流水线型ADC的全差分运算放大器. 运放中共模反馈电路采用调节反馈深度和共用差分信号通路的新型结构来实现,用简单的结构实现了高环路增益,通过降低反馈系数的方法防止电路产生自激振荡,避免了因引用补偿电容带来的高成本和高设计难度.放大器采用两级折叠共源共栅结构并进行频率补偿,输出级采用推挽式AB类结构.设计的全差分运算放大器基于中芯国际（SMIC）0.35 μm工艺.后仿结果表明,放大器直流增益为100 dB,负载为3 pF时单位增益带宽为359 MHz,相位裕度为68°,建立时间为12.3 ns,满足ADC所要求的性能指标,适用于高精度流水线型ADC中的级间增益电路和采样保持电路.

采用计算流体力学方法研究基于振荡水翼的海流能量采集系统.该系统包含俯仰与升沉两自由度运动,升沉方向包含阻尼器,俯仰方向包含扭转弹簧,基于流致振荡的原理在均匀来流中形成周期性的能量采集状态.提出该能量采集系统的目的是为了缓解传统采集方式对海洋环境的破坏.在传统的基于旋转叶片的水轮机海流能量采集器中,高速旋转的叶片在叶尖形成高速流动,由此产生的噪音及高速流影响了海洋鱼类的迁徙.对转轴位置与弹簧刚度这2个参数进行研究.结果表明,在(b,kα)相空间中存在4种基本工作状态：1）水翼随着时间演化回到初始状态|2）周期性的俯仰与升沉运动|3）在0°角附近小幅度俯仰振荡而升沉方向沿某一方向漂移|4）由于不规则振荡及升沉方向的大位移,计算发散.其他结论包括：1）最大能量采集效率接近20%|2）与前人研究相比,能够在更大的参数范围内采集到稳定能量.

介绍建筑环境中的风能利用基本形式及风能利用可行性评价指标.针对安中大楼所处的特定位置,运用计算流体力学方法对周围的风环境进行数值模拟|对可能利用风能的位置即风速明显增大区域,如夹道、洞口及屋顶处进行详细的分析,利用风速增大系数指标评价风能利用的可行性,对合理布置风力机提出建议.研究结果表明：在夹道处、大楼边角处风速加大,可以安装小型风力发电机,综合考虑经济性和有效性,可以沿塔架高度布置多台水平轴风力机|建筑物开洞区域的风速增大,风向平行于洞口径深时效果显著,适合在洞口前沿布置水平轴风力机|安中大楼屋顶风速较大,集结效果明显,可以根据屋顶尺寸安装多排风力机.

以沿海地区某220 kV长横担角钢输电塔为原型,通过气弹模型风洞试验考察结构的气动失稳趋势及薄弱部位,结合数值分析研究抗风加强措施.塔头部位由于不利的气固耦合效应,在高风速下出现了较明显的弯扭耦合振动现象|塔身下部长斜材在风振激励下,产生局部振动,面外位移增大,易引发构件的压弯破坏.分别采取增强塔头斜材和增设横隔面等措施对原结构进行抗风加强设计.后续试验结果和理论计算均表明：加强横担之间的斜材对减小塔头扭转振动的效果明显；在长斜材节段处增设横隔面可以抑制局部振型的提前出现,有效地降低斜材的压弯应力,从而提高整塔的极限承载能力.

利用ZJU-400土工离心机振动台,对相对密度为40%的福建中细砂自由场地模型,进行5次动态加载的液化试验.分析试验中土的动力特性和地震动特性,得到土体不同深度范围内加速度、超静孔隙水压力随时间的发展规律,以及土体加速度、沉降与超静孔隙水压力增长之间的关系,增强了对地震过程中土体加速度、沉降与孔隙水之间相互作用的理解.结果表明：场地放大作用受超静孔隙水压力增长和土体软化的共同作用,液化破坏了土颗粒的联结强度和结构稳定性,再次沉积形成的结构不稳定易再次液化|峰值过后切应力对超静孔隙水压力增长仍起到不可忽视的作用；土体超静孔隙水压力增长和土体沉降是外荷由土颗粒到孔隙水再到土颗粒传递的结果|液化后固结完成,场地土体自振频率增加；基于剪切波速确定CRR曲线的方法是合理的.

为了研究人字撑-钢框架双重抗侧力结构体系中受压支撑屈曲后的剩余强度、框架抗侧强度对结构体系抗侧性能的影响以及结构体系的最大抗侧承载力等问题,在考虑现行规范相关规定的基础上,设计50个典型人字撑-框架结构算例,开展弹塑性抗侧性能的非线性有限元分析.研究组成结构体系的2个子结构支撑架和框架在整个抗侧过程中的性能及其对结构体系总的抗侧性能的影响.结果表明,结构体系的抗侧性能在压撑屈曲后存在快速下降,框架的相对强弱对下降幅度具有重要的影响|框架与支撑的极限承载力之和不能作为结构体系的抗侧承载能力.根据计算结果提出人字撑横梁承受的不平衡力的改进计算方法.

建立反映雨水入渗及重分布的Green-Ampt扩展模型,求解坡体内雨水重分布的含水率.基于Fredlund非饱和土抗剪强度理论的极限平衡法,建立无限长边坡安全系数与雨水累积入渗量以及雨水重分布持时的关系.通过与数值模拟结果的对比验证模型在边坡稳定性计算中的合理性.从雨水重分布的角度阐释滑坡滞后性的机理.结果表明，边坡的安全系数随雨水重分布持时以及前期累积入渗量的增加而逐渐降低，并最终趋于平缓.

为了满足业主和用户对结构性能不同层次的需求,为结构设计人员提供可变作用取值的依据,结合规范研究荷载作用和环境作用的荷载取值标准.对于荷载作用,在分析可变荷载作用模型的基础上,运用等超概率原则,给出海港和河港码头堆货荷载在不同设计使用年限时的荷载调整系数.对于环境作用,以GB/T 50476-2008规范中的海洋氯化物环境等级划分为基础,综合分析比较国内外对表面氯离子质量浓度的研究成果后,给出不同氯盐环境作用等级的氯离子荷载取值标准.

选取一系列地震波对同时考虑材料非线性和横缝非连续接触的拱坝进行大量的动力时程分析,以拱冠最大位移为响应参数定义3个性能水准,结合通过结构反应回归分析得到的概率地震需求模型,建立在地震作用下基于拱冠位移的拱坝易损性曲线,比较不同地震动参数表示下概率地震需求模型以及易损性曲线的区别.利用易损性曲线计算拱坝在不同大小地震作用下处于各级性能水准的概率,为基于性能的拱坝抗震安全评价提供了理论依据.

为了研究屋顶绿化对屋面径流水量水质的影响,对成都市2个不同类型绿色屋顶(绿A及绿B屋顶)2010年3月至2011年6月的屋面径流水量水质进行监测,以普通混凝土屋顶为对照屋顶.研究结果表明,两绿色屋顶总截流率近65%,且截流率随雨强的增大而减小.两绿色屋顶都能够提高雨水pH值近1.5.绿A屋顶径流TN、TP和CODcr质量浓度均值依次为2.07、0.08、23.8 mg/L,总负荷依次较对照屋顶降低了84.2%、19.0%、61.4%.绿B屋顶径流TN、TP和CODcr质量浓度均值依次为12.30、0.135、34.5 mg/L,TN和CODcr总负荷分别较对照屋顶降低了47.2%和48.1%,TP总负荷较对照屋顶升高了11.4%.研究表明：绿色屋顶的截流效果显著|与对照屋顶相比,绿A屋顶对屋面径流污染有改善作用,绿B屋顶加剧了屋面径流P污染.

针对日常生活中常见的旋转-直线复合运动形式,提出新型的两自由度超声波电机.该电机由粘接压电陶瓷的变截面柱状定子和环状转子组成.电机通过单相方波电源供电,利用近谐振点惯性冲量的控制方法驱动转子运动.介绍电机的研究背景、基本结构和工作原理,利用ANSYS有限元分析软件建立定子的模型,对定子结构进行一定的优化设计.利用电机测控系统对原理性样机进行实验和分析.测试结果表明,通过控制输入方波的频率、占空比和幅值,可以有效地实现转子运动模式的切换、运动方向的改变和运动速度的调节.

为了消除谐波采样中的频谱泄露并降低电路实现代价,提出非均匀同步过采样时钟产生方法.该方法使用延时锁定环路产生非均匀时钟,控制谐波采样的过采样间隔.通过合理设计过采样率、非均匀时钟频率的概率分布以及变化周期,使非均匀过采样噪声位于模数转换器输出带宽之外,减小了采样噪声对谐波频谱的调制影响,保证了非均匀时钟是统计意义上跟踪基波频率的同步时钟.过采样和时钟的非均匀特性大幅简化了延时锁定环路的结构,所需延时单元个数从3×104减少到125.采样数据可以作为同步采样序列直接进行快速傅里叶变换运算,无需消除非均匀采样噪声和频谱泄露的操作.在使用1.6384 MHz参考时钟、基波频率为46～54 Hz的情况下,63次谐波范围内的谐波幅度和相位测量误差分别小于0.02%和0.031°.

在综合分析数控机床主轴系统的边界条件的基础上,建立三维多物理场耦合流场-温度-结构场的稳态和瞬态热态特性分析模型,采用有限元分析法（FEM）进行仿真模拟.该模型考虑主轴系统各零部件的实际尺寸、零部件不同面的不同放置情况、外界空气在不同流动情况与不同定性温度下对分析结果的影响,考虑主轴系统在外加非圆截面弯管冷却液影响下的温度场分析情况.以某精密数控双磨头磨床主轴系统为例进行分析与实验验证.结果表明,提出的主轴系统多物理场耦合热态特性分析的模型与方法可以快速、有效以及较准确地获得主轴系统的热态特性.

为了研究微纳米压印中抗蚀剂的填充行为,采用三维数字离焦微流场测速技术对抗蚀剂内分散的荧光示踪粒子进行粒子离焦图像采集.针对粒子离焦图像的特殊性,提出基于两帧离焦图像的三维粒子跟踪测速(3D-PTV)算法.实现了对粒子三维运动轨迹的追踪,构建示踪粒子三维速度场.基于计算流体动力学（CFD）方法建立微压印抗蚀剂填充行为数值计算模型,将可视化实验结果与数值计算结果进行对比,两者吻合较好,证明三维数字离焦微流场测速技术在构建抗蚀剂填充过程微流场中的有效性.

采用SPG膜微气泡发生系统,考察微气泡曝气过程中,污泥混合液性质的变化及相关关系,包括污泥粒径、污泥EPS质量浓度、上清液浊度和有机碳质量浓度、混合液黏度和表面张力等.结果表明,在微气泡发生系统中液体循环泵的水力剪切作用造成污泥絮体破碎及污泥粒径减小.在该过程中,污泥EPS释放,上清液浊度和有机碳（特别是胶体有机碳）质量浓度升高,同时污泥絮体的再絮凝能力严重丧失.污泥EPS物质的释放导致混合液黏度增加,但混合液表面张力保持不变.相关性分析表明,污泥粒径减小及污泥EPS释放是造成混合液其他性质变化的主要原因.与离心型循环泵相比,蠕动泵水力剪切作用较弱,对混合液性质的影响较小.微气泡曝气中污泥混合液性质的变化会加速膜过滤过程的膜污染.

采用Monte Carlo随机法对管式反应器中LDPE相对分子质量分布进行模拟,通过模拟值与GPC实测值的对比验证模拟的可靠性.考察引发剂种类及调聚剂加入量对相对分子质量分布的影响.不同引发剂由于半衰期不同,能够产生具有不同相对分子质量分布的LDPE产品|丙烯分子浓度的变化仅影响相对分子质量分布曲线的峰值位置,对峰的高度和形状无明显的影响.模拟LDPE相对分子质量分布沿整个管式反应器管程方向的变化.结果表明,通过调节引发剂注入配比和相应的引发温度可以调控聚乙烯产品的相对分子质量分布.