为了提高滚动轴承旋转精度测试系统的测试精度，研究多种高精度主轴旋转误差测量方法.结合测试系统原理与结构，采用两点法误差分离方法实现测试系统空气静压主轴旋转误差的高精度测量.通过对比多组测试系统所分离的精密芯轴圆度结果与圆度仪测量结果，间接分析两点法误差分离方法的精度与稳定性.测试结果显示：应用两点法误差分离方法所得的测试系统主轴旋转误差结果精度高、稳定性好；验证了在载荷作用下该测试系统所采用的空气静压主轴旋转误差较小，且随着转速的增加仅小幅增加.

大数据的产生给海量信息处理技术带来新的挑战.为了更全面深入地了解大数据的内涵，从大数据的概念特征、一般处理流程、关键技术三个方面进行详细阐述.分析了大数据的产生背景，简述了大数据的基本概念、典型的4“V”特征以及重点应用领域；归纳总结了大数据处理的一般流程，针对其中的关键技术，如MapReduce、GFS、BigTable、Hadoop以及数据可视化等，介绍了基本的处理过程和组织结构；具体分析指出了大数据时代所面临的问题与挑战.

针对脑卒中患者早期肌肉力量严重不足,需要密集重复性运动康复训练的情况,设计一套外骨骼机器人系统,并结合传统运动疗法提出镜像训练、示教训练和轨迹重复训练等训练模式.镜像训练通过健肢引导患肢运动,促使患者自主训练；示教训练由理疗师引导患肢运动,实现“一对多”分布式训练；轨迹重复训练能够按照理疗师指定的特定轨迹患肢进行动作重复训练.外骨骼机器人系统包含负责位姿检测的主外骨骼和负责动作辅助的从外骨骼2个子系统,两者具有相同的七自由度上肢串联运动学模型.根据人体肩关节旋转中心生理运动形式优化设计外骨骼自适应肩关节,提高了人机运动链相容性.临床实验结果表明:外骨骼系统能够为脑卒中患者提供安全可靠的运动训练.

为了实现深海海底观测网时间同步,针对海底观测网通信网络拓扑结构,提出基于网络时间协议(NTP)和IEEE1588协议的时间同步应用方案.介绍NTP和IEEE1588(PTP)协议时钟同步原理.设计岸基站、接驳盒层、观测仪器层进行时间同步的硬件结构.该系统以岸基站PTP主时钟接收到的GPS/北斗双参考源的卫星信号为时间源,解码输出NTP同步信号和PTP同步信号经由光纤以太网通过深海光电复合缆进行远程传输,利用各层时间同步装置获取精确时间.开展实验室环境下的时间同步监测实验.结果表明，PPS信号时间同步精度小于500 ns,NTP时间同步精度小于400 μs,PTP时间同步精度小于3 μs.

为了提高串联机器人逆运动学的求解效率,明确逆解的几何意义,提出基于旋量理论的逆运动学子问题求解算法.该子问题描述为“绕3个不相交轴旋转（其中2个轴线平行,且与第3个轴异面）”.以6自由度串联机器人“钱江一号”为例,通过旋量理论及指数积(POEs)方程来建立运动学模型,给出该新型逆运动学子问题的求解方法.将整体逆运动学问题分解为该类子问题和其他已知的Paden-Kahan逆运动学子问题来联合求解.通过实例验算证明,该逆运动学子问题的求解方法高效可靠,具有明显的几何意义,能够满足机器人的强实时系统控制要求.

针对标准比例插装阀无法满足压铸机射料系统对控制精度和动态响应指标要求的问题,从系统的工况参数出发,推导主动式比例插装阀结构参数的设计公式,使比例插装阀的最大阀口开度、阀口体积流量增益、阶跃响应速度与系统的需求相匹配,从而降低先导流量的需求,有利于降低先导阀的成本和提高先导阀的频响.根据该设计方法,对压铸机射料系统中所采用的大流量比例插装阀进行匹配性设计,在满足体积流量增益的前提下,有效地缩短了主阀芯的总行程和控制活塞直径,先导阀规格由10通径降低到6通径.仿真结果表明,采用新设计的比例插装阀,压射系统达到了预期的技术指标.

介绍液压软管脉冲试验的发展历史与国内外现状.研究液压脉冲的4种产生方式,对不同液压脉冲产生方式的优缺点进行对比分析.讨论液压脉冲试验的难点,主要包括数学模型的建立及控制策略的选用、油液温度的精确控制、系统的节能设计、软管曲挠机构的设计等.针对这些难点提出相应的对策,包括采用可以适应负载变化的先进控制策略、串级温度控制系统与模糊控制结合、合理利用脉冲压力下降阶段的能量等.说明了液压脉冲试验的未来方向是朝着耐高温及高压方向发展.

为了提高轴向变量柱塞泵/马达小排量时的综合效率,基于柱塞式液压泵阀配流原理,引入变有效排量(VVD)理论,提出采用液控单向阀控制柱塞单元有效输出/输入实现轴向柱塞泵/马达配流及变量的配流机构,介绍变量阀配流机构的基本原理.基于AMEsim建立物理模型进行仿真研究,将变量阀配流机构应用于弯轴式轴向柱塞马达进行初步的原理样机实验研究.仿真和原理样机试验结果表明,采用该配流机构能够实现设计的配流、变量功能,具有提高高压泵/马达容积效率以及简化液压系统的潜在优点.

针对仿生设计中难以找到类比实例以及难以将其转换至工程设计中的问题,根据关系-映射-反演(RMI)的原则提出基于BioTRIZ的创新设计过程模型,其包括工程映射和生物反演2部分.在工程至生物的映射过程中,利用BioTRIZ将设计问题映射至特定生物实例及发明原理；在生物至工程的反演过程中,通过生物维度、生物粒度确定模型边界,以功能基为建模语言建立生物实例的功能模型,从而将生物解决方法反演至工程设计中.该设计过程模型的可行性和有效性在折叠式头盔的设计中得到了验证.

提出基于不完整数据的变压器全生命周期成本(LCC)分析模型,研究在故障记录不完整的情况下,基于产品结构树的变压器故障成本的计算方法.给出故障产品基数集合（FPBS)的定义,建立具有自精确性的零部件故障成本计算过程模型,使LCC分析的精确性随着数据的完善而提高.开发变压器LCC支持系统,应用该算法支持企业招投标中LCC的评估；协助企业累积相关数据,逐步改善产品生命周期数据累积不足的状况.通过实际案例验证表明,该计算模型和支持系统在解决变压器全生命周期成本计算问题方面具有可行性和有效性.

为了满足我国日益严格的环保标准,针对大量燃煤电厂已安装脱硫装置的脱硫效率亟待提高的难题,研究添加剂强化钙基湿法烟气脱硫(WFGD)方法.利用双搅拌反应器研究添加剂强化湿法烟气脱硫吸收速率的影响因素.研究结果表明,SO2吸收速率随着添加剂质量分数、入口SO2体积分数、反应温度、气液相搅拌速率比的增大而增加；随着反应时间的延长,SO2吸收速率逐渐变小.通过对实验结果的进一步分析可知,使用添加剂可以提高脱硫反应增强因子和传质系数,从而促进了SO2的吸收.

基于压缩空气储能回收车辆制动能量的思想,提出以单向阀作为能量回收阀的发动机压缩空气制动能量回收方法.通过热力学分析,建立发动机压缩空气制动模型,通过台架试验得到初步验证.通过对模型进行稳定工况仿真,得到发动机压缩空气制动在不同转速和不同气罐背压下的特性.通过车辆模拟制动仿真得到特定制动工况下气罐内气体累积过程及能量回收效率.结果表明：缸内最大压力与气罐背压之差是影响制动性能的内在关键因素,增大压缩比可以增加发动机制动转矩,提高能量回收效率；在稳定工况条件下,发动机压缩空气制动循环的最大制动转矩可达驱动时最大转矩的54%,最大能量回收率可达8.5%；在所选的模拟制动工况下,采用发动机压缩空气制动能够使车辆获得较稳定的减速度,整车能量回收率达到10.2%.

在一台300 MW燃煤锅炉上应用联合空气分级与选择性非催化还原(SNCR)技术,分析该联合脱硝技术的脱硝效果,探讨各种喷枪组合以及喷射点选择对脱硝的影响.实验结果表明,在应用联合脱硝技术后,该锅炉的NOx排放质量浓度为186 mg/m3,联合脱硝效率达到75.2%,其中SNCR系统的单独脱硝效率为46.8%.采用长短枪配合的喷射方案,将还原剂从炉膛温度为950 ℃～1 100 ℃的位置喷入,可以获得较高的脱硝效率和较低的氨逃逸量.SNCR脱硝系统的投运对飞灰碳质量分数、炉渣碳质量分数没有显著的影响,但会造成排烟温度上升3.5 ℃,锅炉效率降低约0.15%.

针对某新型发动机出现的散热问题,采用流固耦合的方法对散热系统进行改进设计.建立发动机冷却水套和发动机的有限元计算模型,对该计算模型进行实验验证.以该模型为基础分析水套的散热性能,得到发动机水套的散热系数、压力损失、各缸的冷却液流量以及散热量等参数.对水套散热性能进行优化设计,优化后水套壁面换热系数与冷却液流动速度都有了很大提高,关键位置处换热系数达到10 000 W/（m2·K）,流动速度均超过1 m/s.结果表明,采用流固耦合方法能够准确、快速地预测发动机水套的散热性能,帮助设计者快速找到影响水套散热性能的关键位置,节约大量的开发时间.

针对现有的多策略映射方法在执行本体映射任务时不能基于本体特征进行动态调整的问题,提出基于特征自适应的本体映射方法(FAMAP).该方法从语言、属性、实例和结构4个维度描述待映射本体的特征,通过计算每项特征相似度的初始度量值和该特征对应映射策略的相似度矩阵得到该特征的置信度,采用Sigmoid方法实现在映射结果组合时基于特征的置信度对该特征对应策略的权值进行自适应调整.在语言级映射策略上,提出基于Wordnet、综合考虑概念信息量和概念抽象度的语义相似度计算方法.实验结果表明,采用FAMAP方法提高了查准率,取得了更好的匹配效果.

为了解决基于非凸能量最小化的多视图三维重建方法容易陷入到局部解的问题,提出鲁棒的基于连续对称视差的多视图立体匹配算法.采用连续对称优化算法对基于局部窗口的算法产生的视差进行优化,在能量函数中引入左、右一致性约束,为了提升视差图的准确度,采用近邻的图像和视差图迭代地对视差进行改进.每一个视差图对应一个深度图,因为生成的视差图有较好的质量,融合的过程可以采用简单的算法.Middlebury的测试图像和现实中的一些场景的重建的实验效果证明了该算法的有效性.

针对闪存存储的异址更新和有限擦除等特点以及由此引起的使用寿命优化问题,提出基于日志结构的资深块优先回收（SBFR）策略.为了有效地提高使用寿命,闪存存储管理必须在减少垃圾回收开销的同时实现闪存的均衡擦除,并尽量避免两者的冲突.SBFR采用回收和聚集分散的冷数据的方法,选择块利用率和资历等级作为标准来判定冷数据和筛选回收块,高效集成了一种强制均衡策略.实验结果表明,SBFR能够减少回收开销和实现理想的均衡效果,有效地提高闪存存储的使用寿命.

 针对最小二乘综合定位精度不高与极大似然估计定位计算量大的问题,提出基于接收信号强度指示（RSSI）模型概率质心的定位方法.该方法采用在一定显著度下的锚节点定位环重叠区域代替整个无线传感网络（WSN）的分布区域,以重叠区域概率密度质心作为未知节点位置的估计.通过实验仿真获得2种方法在锚节点标准差存在差异时的定位误差曲线,对比结果显示,该方法的定位精度高于最小二乘定位方法,验证了该算法优于最小二乘定位算法.研究表明,该方法具有与极大似然估计相同数量级的定位精度,但计算量减少95%～97.5%.

为了提高利用虚拟手交互模拟技术提供的视觉信息反馈真实感,在现有的碰撞及模拟交互方法的基础上,设计并实现简单、易用的虚拟手交互过程碰撞模拟方法.该方法采用的模拟形体结合刚体和可变形体,在碰撞和模拟过程中可以有效地保持渲染形体和模拟形体间的一致性.实验结果表明,采用该方法能够提供具有真实感的虚拟手交互模拟视觉信息反馈,有效地避免虚拟手和物体间的穿透,也能够保证一定的计算效率,可以满足相关应用研究的需要.

为了提高多核实时系统任务分配效率,研究分组固定优先级调度策略下的任务分配算法.通过分析核间任务阻塞对任务最坏情况响应时间产生的影响,提出由于任务间共享资源冲突而引发了任务分配故障问题；指出负载非均衡算法,如First-fit算法、Best-fit算法容易引发任务分配故障.为了避免该问题,提出基于分组与负载均衡的任务分配算法.该算法将存在访问共享资源冲突的任务分配到同一核上,以避免核间任务阻塞；当这些任务无法分配到同一核上时,将这些任务依次分配到当前负载最轻的核上以避免任务分配故障.可调度性分析实验表明,采用该算法可以避免任务分配故障,减少分配任务所需的处理器核数(比Worst-fit算法少10%～40%).

为了研究码间干扰(ISI)对高速串行系统的影响以及不同均衡方式消除码间干扰的性能,在分析码间干扰产生机制的基础上,建立基于传输线的等效电路模型,计算码间干扰的概率密度函数,给出码间干扰的等效电压噪声解析式.根据码间干扰概率分布估算等效电压噪声,与基于矩阵分解的估算结果进行对比,验证了等效电压噪声的有效性.建立高速串行通信系统的抖动模型,采用等效电压噪声的抖动衡量方法,对比了采用不同均衡方式消除码间干扰的效果,给出新的均衡性能评价指标,讨论了等效电压噪声指标与传统指标的关系及适用范围.

为了提高动态翻译器对标志位的模拟与处理效率,针对程序中比例较高的“比较-条件转移”指令对,提出标志位快速映射方法.该方法通过动态识别与提取源程序翻译块内的“比较-条件转移”指令对,利用目标架构的条件依赖关系特征实现“比较-条件转移”指令的高效映射,避免了对这类特殊的标志位定值与引用实施统一而复杂的处理,从而提高动态翻译与执行的速度.基于QEMU的模拟器运行基准程序显示,基于该方法翻译生成的目标标志位处理指令总数比采用其他主流方法减少约20%～90%.

提出基于云自适应的遗传鱼群算法的结构学习方法.该方法利用最大生成树准则得到初始种群,将遗传算法中的交叉、变异思想分别应用于人工鱼群算法的聚群、追尾、觅食阶段,从而改进鱼群算法进行初始种群的优化.由于鱼群算法的觅食阶段的较强随机性,将云自适应理论应用于觅食阶段生成变异率.在ASIA和ALARM上的仿真实验证明,混合遗传鱼群算法在贝叶斯网络结构学习中具有很强的寻优能力.

为了提高自适应算法工作于强相关信号输入时的收敛速度,提出解相关仿射投影算法(DAPA). DAPA对输入信号矩阵进行预处理以解除不同时刻输入信号的相关性；利用输入矩阵的正交分量更新滤波器系数,对收敛步长进行优化以使后验误差最小化. 将DAPA应用于回声消除系统,用有色噪声及真实语音信号进行仿真. 结果表明,DAPA收敛速度快,计算复杂度适中. 

为了解决直流电机复合定位控制系统(CPCS)设计过程中定位精度与定位稳定性之间的矛盾,使用MATLAB对CPCS及PID的根轨迹、频率特性及动态响应等进行分析和比较.结果显示,高阶控制系统传递函数总可以采用降阶的方式简化为具有一个实数极点、一个实数零点和2对复共轭极点的基本5阶形式.分析各零、极点对系统动态性能的影响发现,可以通过改变主导极点阻尼比及交接频率来提高定位精度,但该过程必然导致系统稳定性降低,引起速度振荡,且该振荡只有通过调节非主导复共轭极点B的方式来压制或消除.

 为了研究采用主动后缘襟翼的智能旋翼在高速前飞状态下,耦合运动对襟翼-翼型的气动特性和动态失速特性的影响,通过数值求解Navier-Stokes方程来模拟作挥舞-变距耦合运动的襟翼-翼型的气动特性.湍流模型为雷诺平均的Spalart-Allmaras模型.结果显示,与单纯变距运动相比,当与变距运动同频、同相的挥舞运动耦合后,耦合运动会引起更大的气动系数超调和滞回环；耦合运动会增大黏性干扰区域尺度,使襟翼-翼型失速类型由动态轻失速变为动态深失速；耦合运动会增大力矩系数对流场变化的敏感度.

 为了实现无人直升机近地面的平稳控制,建立较准确的近地面的直升机模型.通过实验和数据分析,研究微小型无人直升机地面效应对升力的影响.使直升机在不同载荷下保持悬停状态,测出在有地面效应（IGE）和没有地面效应（OGE）时的升力,进行定性分析比较,标定出旋翼提供的升力与总距的对应关系.保持直升机载荷不变,让直升机在不同的离地高度下,测出悬停时总距,参照第一步结果,可以算出不同高度下地效产生的升力及其占直升机自身重力的比重k,拟合出k关于高度的函数.在离地高度为某一定值的情况下,考虑此时的地效升力,搭建直升机非线性Simulink仿真模型.将实际悬停时的遥控器输入数据分别用于有地效和无地效的直升机仿真模型的输入,有地效的直升机模型输出的垂向速度和高度的变化更接近于实际试验数据,高度变化较小,证明了加入地效后的直升机模型在垂直方向上有很大的改进.

提出结合改进遗传算法和序列二次规划法的可重复使用运载器再入轨迹优化方法,发挥了遗传算法（GA）对初值不敏感和全局收敛性强以及序列二次规划（SQP）法收敛速度快和精度高等优点,弥补了遗传算法优化结果的随机抖动、序列二次规划法对初始值敏感、收敛半径小和容易陷入局部极值等不足.将改进的遗传模拟退火罚函数法用于全局搜索设计空间,序列二次规划法用于局部优化,直接配点法用于将最优控制问题离散为非线性规划问题.算例结果表明,在没有初始估计的情况下,能够得到高精度的全局最优解,证明了该算法的正确性和有效性,验证了该算法具有初值不敏感和鲁棒性好的优点.

针对钢管节点环形加劲板受压的承载力问题,采用有限元分析和足尺试验进行研究.比较2种方法的计算结果,澄清中国的设计规定中承载力的物理含义,采用有限元方法系统研究多种参数下节点的承载力,并与规范公式结果进行比较.研究表明,通过有限元分析和足尺试验获得的荷载位移曲线比较接近；节点承载力随着主管厚度、环板宽度、环板厚度的增大而增大；不同参数下通过有限元计算获得的屈服承载力与规范公式结果的变化趋势基本一致.

 为了更加准确地评价盖层封盖油气能力,在研究盖层封盖油气作用及影响因素的基础上,利用盖层空间分布连续性和封闭能力有效性概念及加权平均法,建立考虑盖层空间分布连续性和盖层封闭能力有效性的盖层封盖油气能力的综合定量评价方法.将该方法应用于徐家围子断陷营城组14个火山岩气藏盖层封盖天然气能力的综合定量评价中.结果表明,徐家围子断陷营城组14个火山岩气藏中除4个气藏盖层封盖天然气能力为中等外,其余10个气藏盖层封盖天然气能力皆为较强和强,有利于天然气的聚集与保存.