为实现载波移相(CPS)正弦脉冲宽度调制(SPWM)策略在级联配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)中的应用,设计基于现场可编程门阵列（FPGA）芯片的载波移相通用多路SPWM发生器,载波频率、级联数可通过上位机进行选择.介绍通用多路SPWM发生器的设计原理、硬件结构及其通用性设计方法.针对大功率级联多电平逆变器较低器件开关频率时SPWM调制存在的脉冲竞争现象,分析产生机理并采用在三角波的升、降半周期内限制PWM信号翻转次数的新方法予以消除.在10 kV/2MVar的DSTATCOM装置上进行验证实验,实验结果证明所设计SPWM发生器准确、可靠以及脉冲竞争消除新方法的优越性．

分析颤振激励下金属冷挤压成形过程中利用“有效摩擦力”降低材料变形抗力的成形机理，对比凹模固定以及凹模在不同参数颤振激励下的有限元仿真结果.仿真实验表明：颤振激励能够降低坯料成形过程中的平均行程载荷；颤振频率及幅值越大,平均行程载荷降低越多, 提出颤振平台的机构,并分析工作原理.选用6061铝材作为冷挤压的坯料,完成凹模固定及凹模颤振激励下的反挤压的实验研究.分析坯料在实际反挤压过程中行程载荷的特点,实验结果表明：凹模引入颤振激励后,挤压过程中的稳定行程载荷明显降低；当凹模颤振频率为100 Hz,幅值为0012 mm时,稳定行程载荷降低约6%；当凹模颤振频率为200 Hz,幅值为0012 mm时,稳定行程载荷降低约75%.

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.

针对受多场作用的异构有限元网格信息集成问题,提出主/辅网格等效集成方法,即将异构有限元网格其中之一作为主网格，其他作为辅网格.采用等参逆变换方法将辅网格单元信息向主网格结点等效,最后在主网格中使用RGB三原色模型实现多物理场的集成化显示.将零件的四边形单元网格的结点属性向三角形单元网格结点属性等效,两者的应力分布图和等值线图的高度一致，验证了方法的正确性.本方法用于集成显示盾构刀具、刀盘的应力场和温度场综合作用分布,结果表明:两场在刀具刀刃部位的作用均较强,而对刀盘盘身的作用相对较弱.研究结果为刀具、刀盘的结构设计提供了有限元分析依据.

为了解决在遗传算法聚类分析中影响算法效率的互相关性问题以及在没有先验知识的情况下确定类别数问题,在充分分析基因的互相关性对算法效率和收敛性影响的基础上,借鉴多染色体生物的进化特性,提出多染色体取代传统单染色体的遗传算法.算法在进化过程中充分利用类簇之间的相互关系,提高了遗传算法的效率和收敛能力,并且在遗传过程中类别数量可变；为了明确地控制类别数,采用基于分布拟合的适应度函数,为在没有先验知识的情况下确定类别数提供了分析依据.通过与K均值的遗传算法（KGA）、最大期望算法（EM算法）的对比分析以及针对遥感影像的实验表明,该遗传算法在对类别数能进行自适应控制的基础上,在效率和收敛性上也都能取得较好的效果.

为了解决基于扩散张量成像(DTI)的跟踪过程难以刻画脑白质内复杂纤维结构的问题,提出一种基于离散球面反卷积的确定性跟踪算法.该算法采用离散纤维方向密度函数建立球面反卷积模型,解除对连续球面函数模型的依赖,获得高角度分辨率识别；借助球面高斯函数拟合以补偿离散误差,并在此基础上实现流线型白质纤维跟踪.合成数据、仿真数据和实际临床数据表明：该模型能显著提高体素内小角度交叉纤维的分辨率,并有效抑制噪声.相比于基于其他模型的重构算法,该算法能够更准确地反映活体脑神经组织的真实连接情况.

针对H.264视频转码为下一代压缩标准高效电视编码（HEVC）视频过程中耗费大量时间的问题,提出一种低复杂度的视频转码算法.该算法充分利用H.264压缩视频流中包含的信息,基于图像复杂度和编码比特数之间的关系对每帧图像进行编码复杂度分析,并根据分析结果决定编码树单元的搜索深度范围；基于HEVC码流中Skip模式与H.264码流中各种模式的映射关系对Skip模式进行提前判决,通过对编码比特数的统计分析快速选择预测单元的对称与非对称分割模式；依据运动矢量的相似性，优化了HEVC运动估计过程中预测单元的搜索起点和搜索范围,进一步减少了转码过程的计算量.实验结果表明：该算法与参考算法相比转码速度获得了大幅提高,同时还保持了几乎相同的率失真表现.

 针对监控视频中拥挤人群的分割问题,提出一种对黏连人群进行分割的新方法.该方法利用投影法和Hough圆检测方法对目标的头部进行检测,利用卡尔曼滤波跟踪算法实现遮挡情况下的人群头部粗定位；采用人体模型实现行人的粗分割；对目标前景进行超像素分割,基于相邻像素块之间的颜色相似程度和与人体模型的形状匹配程度构建一个加权图模型,通过求解最优路径的方法得到黏连目标的最优分割边界.实验表明:该方法能有效解决黏连人群的分割问题,且能够精确地提取出完整的人体轮廓.

为了实现对规则纸质碎片的快速复原,提出基于碎片边缘像素的特征匹配算法.该算法通过分析规则碎片图像的边缘像素点,构建二维灰度向量；通过引入像素灰度相似度指标,构建基于规则图像碎片边缘像素点的灰度值二维匹配向量,建立像素点二维灰度匹配的数学模型；在进行碎片图像的横向匹配时,引入行约束条件以减少纵向误差,同时,对列匹配进行优化,最终实现对规则纸质碎片的快速匹配.仿真实验显示：在对209块中文(英文）规则碎片进行匹配时,采用该方法分别只需21次（34次）人工干预调整,即可实现碎片文件的完整复原.

为提高三维模型造型的灵活性和效果,提出一种吻合闭合轮廓线的三维网格曲面变形方法.该方法在用户交互编辑轮廓线后,基于重心坐标多次迭代变形得到初步网格结果,将该结果与原始网格进行对比,然后自动计算网格变形区域（ROI）；对各ROI分别应用Laplacian变形方法,以轮廓线上的顶点作为边界约束以保证变形网格吻合轮廓线,以初步网格结果的部分网格点坐标作为附加约束以克服网格变形的明显凹陷情况；将变形前和变形后网格模型的微分属性之差最小作为目标函数,求解稀疏线性方程组来实现网格变形.试验表明：该算法交互过程简单直观,无须手工选择变形区域,能保持模型局部特征,同时能克服轮廓线往里拖动变形时出现的网格模型明显凹陷的情况.

为了解决深度凹陷图像分割中的分割瓶颈问题,提出一种基于抽风矢量场的深度凹陷图像分割算法.该算法对凹陷图像进行初次图像分割,获取初次分割曲线及图像梯度矩阵；依据图像梯度矢量的分布规律,对分割曲线的控制节点进行分割瓶颈检测,并以分割瓶颈的弦线中点为中心坐标,引入算法预置的抽风矢量场；以图像梯度标识矩阵为参考,对抽风矢量场中的梯度矢量进行点积运算,并将矢量的点积结果作为分割曲线的外部图像驱动力,实现分割曲线在凹陷区域内部的继续收敛.实验数据显示；在不同凹陷程度情况下,该算法始终能够将图像分割的平均误差和覆盖比率控制在有效范围.不同算法的分割对比实验表明,该算法分割曲线对深度凹陷结构的拟合程度优于其他同类算法.

针对以集合点为发起者的双色反向k最近邻（BRkNN）查询效率问题,提出一种联合查询方法.BRkNN查询查找的是以查询点为k最近邻的点集,双色反向k最近邻联合(CBRkNN)查询查找的是以查询集合中某一设施集合为k最近邻的点集.该方法通过构造查询集合的影响区域来处理CBRkNN查询问题,任何一个物体落入影响区域就是查询结果,反之则不属于查询结果.算法通过画出用户感兴趣设施集合和用户不感兴趣设施集合之间的所有垂直平分线,计算集合中每个设施的优势支配区域,找出被优势支配区域覆盖个数小于k次的凸多边形区域以构造影响区域.在此基础上算法对影响区域进行点包含性查询得到最终结果.通过实验验证了算法在不同的用户规模、用户感兴趣/不感兴趣设施规模和不同的k值条件下都具有较小的时间消耗,从而说明影响区域的使用可以提高查询方法的有效性.

为了研究外界冲击力对地下洞室及周围土体的影响, 对半空间弹性土体圆柱形洞室在突加反平面冲击荷载作用下的瞬态响应进行探讨.将列车急刹车时对隧道产生的冲击力简化为半无限弹性体中突加在圆柱形洞室表面沿轴线方向的均布荷载,利用残余变量法求得频域解,运用Durbin提出的拉普拉斯数值逆变换给出问题的数值解,并将计算结果与静力情况下的结果进行比较,分析土体应力和位移随时间、弹性波的传播距离以及夹角的变化,结果表明：波到达后,该点土体的应力和位移均瞬间增大,随后慢慢减小并逐渐趋于静力值,波向外发散传播,并沿半径方向衰减；对于相同的传播距离上的各点,最大动应力和动位移与夹角无关；应力和位移最后的稳定值随着夹角的增大而增大.

针对国内简支梁桥桥面连续混凝土开裂的现状,建立有限元模型分析桥面连续构造的破坏机理.分析结果表明：造成桥面连续混凝土开裂的主要原因是简支梁的纵向位移、转动及不均匀沉降引起的内力,直接作用于混凝土或通过纵向连接钢筋传递至混凝土，为了改变内力的传递方式,解决桥面连续混凝土的开裂问题,根据拱型结构拱脚受拉使拱顶产生正弯矩的受力特点,提出一种新型的拱型桥面连续装置.为了验证该装置的有效性,制作了拱型桥面连续和传统型桥面连续的模型并进行了设计荷载下的受力试验.试验对比结果及有限元计算表明：拱型桥面连续装置对混凝土的拉力有较好的分散作用,大大减小了桥面连续混凝土的纵桥向拉应力,有效地改善了桥面连续混凝土的开裂损伤.

为了使纤维增强塑料（FRP）筋夹片式锚具的研究突破试验规模和测试参数的局限，并满足设计优化的需要,根据FRP筋夹片式锚具模型试验信息建立3D有限元模型,采用数值模拟方法对锚固体系开展了非线性受力分析.结果表明:在滑移动态演变过程、失效形态、极限承载力和滑移值等方面与基准试验精确吻合.讨论了锚环锥角、夹片与锚环之间的角度差、铝套管厚度、夹片预紧力、夹片与锚环之间的初始接触位置、锚具长度等锚固参数对锚具性能的影响,确定了上述参数的推荐取值范围.锥角对锚具锚固性能具有显著影响,当锥角取3°时,锚具的锚固性能及破坏形态均可得到有效保障.

针对盾构隧道管片施工阶段的受力特点,建立包含管片与螺栓、盾构机作用、浆液和水土压力作用的管片施工期上浮三维分析模型.借助有限元软件ABAQUS进行求解,对管片施工期上浮变形规律及其引起的管片环接头变形、螺栓受力进行分析.结果表明：第1～5环管片环接头以错台变形为主,第6～12环管片环接头以张开变形为主；减小浆液初凝点与盾尾的距离对控制管片上浮最为有效；当千斤顶总推力较小时,可以通过增加千斤顶总推力进行上浮控制；增加螺栓预紧力对减小管片上浮量的作用比较有限.

 通过在实验室内控制不同的温度、溶解氧环境以及培养时间,探究排水管道内高有机物含量的沉积物在生物作用下的冲蚀特性和规律.结果表明: 生物作用对高有机性沉积物的冲蚀特性的影响可表现为两方面：一是影响沉积物堆积密度使其内部结构松散从而削弱其抗冲蚀能力；二是在沉积物表面形成生物膜层从而使其抗冲蚀能力得到增强.在常温(25℃)好氧工况下,由于生物作用较为活跃,沉积物不同深度处的堆积密度随培养时间的增加有不同程度的减小,而在低温(5℃)和厌氧条件下沉积物密度则随培养时间的增加而增大.此外,相对于5℃和厌氧工况,25℃好氧条件更有利于沉积物表面生物膜层的发展,从而提高沉积物的抗冲蚀能力.

多轴驱动车辆在台架试验中进行电惯量模拟时,载荷的平均分配方法使得车辆各个驱动轴的载荷在整个试验过程中无法根据车辆的行驶状态进行动态变化.为此针对载荷平均分配法的不足,提出一种多轴驱动车辆在台架试验时的驱动轴载荷动态分配方法.该方法可使多轴车辆在台架试验时,各个驱动轴的载荷分配更接近于实际行驶中的载荷分配情况.通过对多轴驱动车辆进行动力学建模,及对多轴车辆各种行驶情况进行分析,给出了多轴车辆在静止、启动、加速、空挡滑行及制动情况下载荷分配系数的计算方法.通过对该分配方法进行整个试验系统的仿真分析,结果表明：车辆的行驶状态不同,通过分配模型计算出的各驱动轴载荷分配系数也不同；并且各驱动轴的测功电机所施加的负载能较好的跟随载荷分配系数的变化而变化，从而实现了各驱动轴载荷的动态分配.

 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.

摘要: 为了实现电控机械式自动变速器的电控气动控制,建立由1个位移传感器、2个压力传感器及4个开关电磁阀组成的离合器气动执行系统.采用滑模控制算法使系统对干扰和不确定性具有很强鲁棒性,同时为了减小颤振改善控制率,控制算法中引入死区.通过开关阀直接实施滑模控制率而不通过脉宽调制,可以降低噪声和能耗、延长阀的使用寿命、增强系统硬件的可靠性.离合器气动执行系统分别对正弦信号、光滑方波信号、离合器参考信号进行跟踪试验,结果表明: 该算法具有良好的轨迹跟踪精度及相对低的稳态跟踪误差,验证了算法的有效性和可行性.

针对传统一级比例伺服同步控制系统存在超调量大、可靠性不高等问题,提出两级双向液压同步控制系统.对两级双向液压同步控制系统进行动态数学建模分析,并给出同步控制系统非线性数学模型；采用AMESim对系统进行仿真研究,并运用遗传算法对比例-积分-微分控制器（PID）参数进行优化,分析比较两种系统在启动、偏载以及比例伺服阀损坏或突然掉电等极端工况下的同步特性.仿真结果表明：两级双向液压同步控制系统具有工作平稳、启动时无明显超调、可靠性高、响应速度快以及同步精度高等优点.

为了从微观角度探究粗糙表面的切向滑移特性,构建一种具有回转抛物体形状的微凸体切向滑移有限元模型.该模型综合考虑了材料的弹性、弹塑性变形和塑性变形特征,分析整个切向滑移过程中切向、法向合力分别随切向、法向位移等参数的变化规律,并给出接触载荷的无量纲化拟合公式；推导了基于Kogut弹塑性(KE)模型的侧接触力学模型,并用该理论解释切向滑移特性.分析表明：KE模型侧接触模型仅仅适用于小变形范围；切向滑移位移越大,切向的塑性流动越大,KE模型侧接触模型与仿真模型的误差也越大；另外,载荷的最大值、最小值和均值都表现出了明显的变化规律.微凸体切向滑移特性的仿真分析以及侧接触理论研究为粗糙表面接触特性的研究奠定了基础.

针对大气中日益严重的多环芳烃（PAHS）污染问题，采用介质阻挡放电对模拟废气中萘的降解特性和机理进行了研究,分析萘的初始体积分数、停留时间和废气组分对萘降解效率和降解产物的影响,并通过对降解副产物的分析，探索其降解机理.研究结果表明：萘初始体积分数的增加引起了萘降解效率下降,但提高了降解的能量利用率；随着反应停留时间的延长,萘的降解效率趋于平稳,COx选择率逐步提高；当废气中氧气的体积分数为3%时,70%以上的萘能被降解,但COx选择率却只有30%；当氧气体积分数为3%～20%时,萘的降解效率相对稳定,但COx选择率却稳步提高；当氧气体积分数为20%时，COx选择率达到77%.根据降解副产物的分析,氮气激发态在萘的初始降解过程中起到重要的作用,而且O自由基能够通过与萘分子的直接碰撞反应促进萘的降解，而萘的深度降解则依靠O、OH等自由基的氧化.

针对木门制造业喷涂过程产生的有机废气,探究利用等离子体联合催化降解有机废气的机理与工程应用可行性,并探索涂装废气降解装置的最优组合方式.在实验室小试和工业中试的基础上,研发一套处理5 000 m3/h的涂装废气等离子体联合光催化装置.该废气处理装置可使总可挥发性有机物和二甲苯的降解率分别达到70%和60%以上,治理示范工程的调试和运行结果表明该技术的运行成本较低.通过对木业涂装排放的有机废气进行低能耗、高去除率的无害化处理后,实现了废气的达标排放.因此，该装置可作为一种解决涂装过程中有机废气污染问题新的手段.

运用超声和高锰酸钾-超声（KMnO4-超声）工艺协同降解饮用水中的17β-雌二醇（E2）,比较了2种工艺去除E2的效果及高锰酸钾投加量、溶液pH值、水中常见阴阳离子和天然有机物（NOM）等因素对去除E2的影响,并利用叔丁醇验证了E2降解过程中羟基自由基(·OH)的作用.结果表明：超声对E2的降解效果不佳,反应60 min去除率仅为21.1%,KMnO4-超声可明显提高目标物的去除率至97.8%,KMnO4的协同作用随反应时间呈现先增强后减弱的趋势.酸碱性对超声和KMnO4-超声降解E2的效果存在影响,且影响规律不同,超声工艺的最佳pH值条件为强碱性,KMnO4-超声则在强酸性条件下具有最优去除效果；NaCl的存在能促进2种工艺对E2的去除效果；阴离子型表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDBS)对2种工艺去除E2有促进作用；NOM可促进超声对E2的降解,对KMnO4-超声则有先促进后抑制的效果；叔丁醇对超声和KMnO4-超声均具有抑制作用,说明在超声工艺中 ·OH对E2的降解具有重要作用.相比较而言,高锰酸钾-超声协同降解E2具有降解效率高、节省处理时间和缩小工艺体积等优点.