为解决多路并联发光二极管（LED）的均流问题,提出一种利用多个均流电容充放电平衡原理的多路LED均流方法.该方法将多个均流电容与变压器不同副边绕组互相串联,通过多个均流电容的串联耦合和均流电容的安秒平衡原理实现多路LED均流.在此基础上,结合LLC拓扑和副边均流电容,构建四路输出的LLCC谐振LED驱动器.详细分析了驱动器在一个开关周期内的工作模态及多电容均流机理,并通过将多路副边输出简化和等效为单路输出,得到电路的直流增益曲线,并给出驱动器的设计原则.研制了一台功率为150 W,每路输出电流为0.35 A的四路输出LED驱动器样机,试验结果表明：在驱动器的均流范围内,流过变压器副边绕组的电流幅度一致,相位一致或相反,保证了各路LED负载的精确均流.
针对受电弓-接触网和受电弓-接触网-列车2种组合模型,基于三维可压缩流动的纳维-斯托克斯(N-S)动量方程,采用剪切压力传输(SST k-ω)湍流模式和有限体积法,对2种组合模型中的受电弓在不同横风条件下的气动特性进行了数值模拟和对比分析,并讨论横风风速对受电弓气动载荷的影响,采用量纲分析方法,建立受电弓气动力、力矩系数与横风风速、风向角之间的关系表达式.结果表明：与不考虑列车车体的情况相比,车体的存在改变了受电弓绕流场特性,且对受电弓的气动阻力、升力和俯仰力矩的变化规律产生显著影响,对侧向力、倾覆力矩和侧偏力矩的影响相对较小.研究结果可为横风条件下高速列车受电弓的运行安全性及优化设计提供一定的依据.
针对中心引力算法无法在演化速度和求解质量之间做到有效均衡,提出一种基于单纯形法的改进中心引力算法.该算法通过周期性地把单纯形算子得到的最优个体迁移到中心引力算法的探测器种群中,达到中心引力算法和单纯形法(SM)的协同搜索：单纯形法借助中心引力算法跳出局部最优点,中心引力算法依靠单纯形法提高局部搜索能力.为了强化两种算法的作用,将改进的单纯形法应用到算法设计中,对算法的参数进行灵敏度分析,为中心引力算法的参数设置提供建议.通过６个典型的2～40维测试函数对算法进行测试,数值试验结果表明:新算法有效地克服了停滞现象,增强了全局搜索能力,与对比算法相比性能更佳.
为了研究基坑开挖对周围管道、建筑、道路的影响,2个狭长形地铁车站深基坑不同位置处土体的侧向位移、土体沉降、管道沉降、建筑沉降等资料的监测数据在开挖过程中被记录.通过分析现场监测资料发现,地表沉降与监测点基坑围护结构距离的关系呈三折线模型,管道沉降与土体沉降有一定的相关性,燃气管道、给水管道和污水管道的沉降平均值占地表沉降平均值的比例分别为943%、587%、653%.管道沉降和地表沉降的变化趋势相似且均呈一定的空间效应,随着L/He的增大,土体沉降及管道沉降的平面应变比（PSR）呈先增大后变化缓慢的趋势,刚度较小的燃气管道的三维效应与土体沉降的三维效应变化相似.距离基坑15 m处桥台的最大沉降差发生在距离开挖边缘-5 ～5 m处,差异沉降为088×10-3,桥台最大沉降值发生在靠近基坑中心位置处,最大达2432 mm.随着时间的增长,管道沉降和地表沉降均呈现先增大后保持稳定的趋势,底板完成时,管道沉降和地表沉降占最终沉降的比例分别为85%和80%.
结合杭州地铁二号线实测沉降,采用“vi速度法”及“拟合直线法”分析不排水瞬时沉降与排水固结沉降的时间界限.分析发现,在地表无隆起的情况下,可以将地表变形分成3个阶段,其中瞬时沉降及固结沉降可以分别拟合为斜率不同的直线,前者斜率大于后者.在盾构脱开管片85～9 d后,地层进入排水固结阶段. 在同步注浆导致地表隆起的情况下,地层受到二次扰动,可以将地表变形分为5个阶段,在盾尾脱开管片105～12 d后,地层进入排水固结阶段．
根据预应力在自适应张弦梁结构中的作用和撑杆的可调控性,提出基于局部分析法的内力控制分析方法.建立外荷载作用下,以结构最合理内力状态为控制目标的线性内力控制算法的优化模型.利用模拟退火算法来获得可调撑杆的调节量；考虑内力控制的几何非线性,引入非线性迭代过程,对线性控制算法的结果进行修正,建立结构的非线性内力控制算法.通过多撑杆自适应张弦梁结构数值算例在不同外荷载作用下工作性能的分析,验证了非线性内力控制算法的适用性.
基于壁面射流模型,将雷诺应力模型（RSM）计算得出的Reynolds应力张量引入Letchford谱和Panofsky谱,利用大涡模拟（LES）计算得出的脉动风速结果对其进行验算.对偏差较大的风谱函数进行进一步修正,得到与LES计算结果较吻合的自功率谱函数.结合随机流场生成技术和快速傅里叶变换技术,提出满足不可压缩条件和点相干函数的适用于雷暴风三维脉动风速场的高效的数值模拟方法.为了验证该方法的合理性,选取流场中水平径向风速较大处在高度方向上逐点生成三维脉动风速,对每个点的模拟结果从自功率谱函数和时间相关函数两方面进行验证.模拟值与目标值的吻合效果良好,说明采用提出的方法可以高效、准确地模拟出雷暴风的三维脉动风场.
收集了各类土体受大振幅振动影响的Gmax试验数据,分析得到强结构性和弱结构性土的不同Gmax附加衰减模式.通过编制可以考虑Gmax附加衰减影响的一维场地地震响应有效应力分析程序,对典型场地地震响应进行分析对比,发现Gmax附加衰减对场地加速度和切应力响应均有较大的影响,且加速场地液化、扩大场地最终液化范围.考察了场地条件和输入波卓越周期的影响,发现Gmax附加衰减对场地地震响应的影响程度随地下水位的下降而增强,随场地土层厚度的增加无明显变化；强结构性土场地受到的影响比弱结构性土场地更大；不同卓越周期输入下均表现出由于Gmax附加衰减加快场地液化的现象.
利用大型给水管网实验平台,研究双酚A（BPA）在不同管材、水力学条件及水质条件下的降解规律.将管网实验结果与BPA和次氯酸钠在烧杯中的反应降解规律进行对比.BPA利用HPLC荧光检测法进行检测,激发波长为225 nm,发射波长为310 nm,结果表明,BPA降解除与次氯酸钠主反应有关外,还受到管壁和主体水中化学物质的影响.余氯质量浓度、pH值、溴离子质量浓度、流速和温度的增加有利于BPA的降解.不同管材对BPA的降解存在影响,BPA的降解速率在不锈钢管中最大,PE管次之,内衬水泥球磨铸铁管中最小.研究结果显示,管壁对BPA降解的贡献率约为10%,主体水中氯化产物的贡献率约为30%(其中最终氯化产物的贡献率为20%,剩余10%由氧自由基等贡献 ).
针对供水管网(WDS)的可靠性优化设计问题, 提出将剩余能量熵作为可靠性度量指标,建立以剩余能量熵最大化、以管网建造年费用和运行费用最小化为设计目标的多目标优化模型.结合一典型管网算例,应用非支配排序遗传算法-II（NSGA-II）并引入诱导变异算子求解该模型,给出设计目标间的Pareto前沿面.优化结果表明,成本和采用剩余能量熵描述的可靠性指标得到了显著的优化,诱导变异算子的引入大大加快了种群向目标解域的收敛速度.在解集中,将剩余能量熵与Vaabel提出的剩余能量因子和Todini提出的恢复力指标进行比较.比较结果显示,剩余能量熵与剩余能量因子、恢复力指标均存在很好的正相关关系,证实了以剩余能量熵作为可靠性指标的可行性.通过比较管网在各管段依次发生故障时的剩余能量熵和流量熵,发现剩余能量比流量熵更能够灵敏地反映故障工况,表明基于剩余能量熵指标设计的管网更能够提高管网应对故障的能力.
为了确定张力结构因应力松弛而引起的性能退化,用前人实验所得的钢绞线松弛模型代替结构索的松弛过程,建立以构件应力改变量为主要症状的可靠度分析方法.在构件预应力不断改变的条件下,将控制构件的应力改变量随时间的变化曲线用于拟合Weibull模型曲线,以该生命症状模型对索穹顶结构进行基于症状的可靠度分析和结构剩余寿命预测.以计算值代替实际监测值,根据计算值与理论值的差异对可靠度的分析结果进行相应的修正.通过算例表明,在单一损伤应力松弛所致结构性能退化的条件下,结构剩余寿命以年限为基准逐年递减；症状可靠度随症状值的增大而减小,表现出早期呈非线性缓慢下降、后期基本上线性急速下降的特点.
为了反映钢制储液罐的渐进失效趋势并合理地量化弹塑性地震力,采用流固耦合系统的单向动力推覆分析,建立反应谱层次的幂次失效模型.根据该模型构建等向强化的广义本构关系,在特定延性下迭代求解地震力折减系数Ry.结果表明,幂次失效模型下的地震力折减系数变异性较小,双线性滞回模型下的地震力折减系数会导致过于保守或偏于危险的地震力折减.选取40条最不利地震动并按场地分类,幂次失效模型下的地震力折减系数的均值略低于目标延性值,更符合长周期结构的等位移准则.GB50341与SH/T3026规定的地震力折减系数高于API650与EN1998-4,建议将地震力折减系数调整至20,应进一步细化边界条件的影响.
提出新的实时车牌字符识别技术.该技术对分割后的字符图像进行灰度化,归一到固定像素大小,采用R-ELM算法进行训练.该技术的优点在于能够采用较小的样本集,快速达到理想的识别率.实验数据显示,与传统的BP算法相比,效率能够提高2～3个数量级.为了有效地挖掘GPU的运算能力,系统采用弹性队列与动态符合调整方法,将字符数据组合成数据包,保证在使用图形处理器(GPU)进行识别的过程中,运算效率最大化.实验显示,与CPU相比,能够得到近2个数量级的速度提升.通过对大量实际样本图像的测试,采用该方法获得了良好的识别及加速效果.
研究模型验证中的公平性问题,全面定义了包括进程层面（process-level）的强/弱公平、事件层面（event-level）的强/弱公平以及全局强公平性（strong global fairness）等,把这些公平性条件集成进了一个模型验证工具PAT.该工具支持以on-the-fly的方式对线性时序逻辑性质进行验证.通过对多个基准模型进行实验,该工具在基于公平条件的模型验证中表现出良好的性能.
针对现有研究对目标空间信息的普遍忽视及其对高密度群体精确计数的困难,提出对输入图像估计一个密度函数.通过该函数在任意图像区域上的积分得出该区域中的目标个数.经过数学推导,得到密度函数的参数化模型,分析特征向量需要满足的条件以及加入图像分割对结果的影响. 由正则化风险最小化原理求取密度函数模型的参数,将密度函数的经验风险最小化问题简化为一个线性规划问题. 实验表明,该方法只需少量图像进行训练, 就可以准确地估计测试图像的目标数目. 对于高密度群体,该方法能够给出目标计数, 而不仅是密度等级估计.
针对脑机接口中脑电信号噪声的去除,提出将分形维数、递归式最小均方(RLS)-独立分量分析(ICA)相结合的方法.利用ICA对脑电信号进行盲源分离,得到源信号；采用分形维数自动识别源信号中的噪声信号；利用RLS自适应滤波器对已识别出来的噪声信号进行自适应滤波；通过信号重构,得到去除噪声的脑电信号.该方法有2个优点：一是通过对分形维数自动识别源信号中的噪声信号进行滤波,克服了RLS-ICA将所有源信号进行滤波,可能造成部分有用脑电信号被去除的缺点；二是通过分形维数减少RLS滤波的独立源,加快了运行速度.为了证明该方法的有效性,分别对2008年国际BCI竞赛数据和本实验室的数据进行处理.将该方法与RLS-ICA进行比较,结果显示,该方法的去噪效果明显优于RLS-ICA,单个样本的运行时间比RLS-ICA少007 s.采用提出的方法不仅能够去除一些常见的诸如眼电(EOG)、肌电(EMG)等噪声,而且能够去除一些未知的噪声.
缘加强型的彩色空间最稳极值区域(EMSCR)利用对模糊变化具有较好鲁棒性的边缘信息来约束稳定极值区域的检测,通过加强边缘处像素点之间的差异性,减小区域内部像素点之间的差异性,从而提高模糊不变性；EMSCR采用具有良好光照不变性的Opponent颜色空间,使区域特征具有更好的光照不变性.实验表明,与MSCR相比,EMSCR在保持其具有丰富相关区域特征这一优点的同时,全面提高了其不变性,与MSER相比,EMSCR提高了部分不变性,尤其是对于图像模糊,不变性有大幅度的提高,且EMSCR所获得的相关区域特征明显多于MSER.
为了预测压电振动能量采集器的输出特性,优化输出功率,以压电双晶片串联型振动能量采集器为研究对象,综合考虑结构与电路耦合因素,利用有限元法和ANSYS软件建立压电振动能量采集器的有限元机电耦合动力学模型和网格实体模型.分析在外力激振条件下负载电阻对压电振动能量采集器的振动特性和电输出特性的影响,得到不同负载电阻下压电能量采集器的振动特性和电输出特性曲线.通过调节负载电阻使之与能量采集器的阻抗匹配,实现了对能量采集器输出功率的优化,得到了优化的负载电阻和输出功率.研究结果表明,采用压电能量采集器能够输出大的开路电压、大的短路电流,优化后的开路和短路谐振时的最大输出功率分别达到57.81和55.12 W.
为了高效地利用源头分类提质的生活垃圾制备的衍生燃料,利用Aspen Plus 软件模拟和流化床焚烧实验对比研究物料配比、焚烧温度对焚烧垃圾衍生燃料过程中CO、SO2、NO、HCl的排放特性影响.结果表明：RDF中随着塑料质量分数的增加,CO质量浓度减少而NO质量浓度增多,SO2质量浓度增加缓慢到35%塑料时趋于平缓,含塑料质量分数为10%的RDF时 HCl质量浓度最低,为260 mg/m3,塑料质量分数从35%增至45%时,HCl质量浓度增幅较大,从658 mg/m3增加到1021 mg/m3；随着焚烧温度的升高,CO质量浓度明显降低,当升至850 ℃时排放质量浓度基本不变,NO质量浓度增加较大,SO2质量浓度升高缓慢,达到850 ℃时NO质量浓度随温度的升高基本不变,HCl质量浓度有增大变化的趋势.
比较直径为1 000 mm、不同边缘角的碟式一次镜结合旋转椭圆面型、旋转双曲面型、平面型及旋转抛物面型二次镜的聚光效果.除旋转抛物面型二次反射系统,其他系统的焦点位于一次镜顶点,二次镜数值孔径为02.随着边缘角的增加,旋转椭圆面型二次反射系统接收板中心的能流密度先增大后减小,二次镜的相对位置降低,遮光率减小；旋转双曲面型二次反射系统的能流密度变化不大,二次镜的相对位置升高,遮光率减小；两者均适用于二次反射低焦系统.随着边缘角的增大,平面型二次反射系统的能流密度先增大后减小；二次镜的相对位置不变,遮光率增大,适用于二次反射高焦系统.旋转抛物面型二次反射系统的能流密度随着边缘角的增大而增大,二次镜的相对位置和遮光率不变,适用于低倍聚光系统.对于误差的容忍性,平面型二次反射系统最优；旋转双曲面型优于旋转椭圆面型二次反射系统.
为了研究不同操作工艺参数对垃圾衍生燃料（RDF）流化床富氧气化特性的影响,在常压流化床气化炉上进行徐州RDF的富氧气化实验,研究气化温度、当量比及氧体积分数对气化特性的影响.结果表明：随着气化温度由600 ℃升至800 ℃,气体产物中H2和CO体积分数显著增加,气体热值和气化效率增加；当量比通过影响气化反应程度及燃料碳转化率间接改变气化效果,当氧体积分数为425%、气化温度为770 ℃时,气化最佳当量比约为02,过高或过低均会导致可燃组分和气化效率的降低；随着氧体积分数由21%增至425%,可燃组分体积分数不断增加,与空气气化相比,富氧气化的气化效果有显著改善.
采用添加石墨烯纳米材料形成悬浮液的方法可以有效地提高相变储能材料的导热系数,石墨烯纳米材料的存在将对悬浮液的固液相变行为产生可观的影响. 利用差示扫描量热仪对低质量分数的氧化石墨烯水悬浮液进行非等温结晶实验观测,对比分析不同质量分数（最高为1%）的悬浮液在不同降温速率情况下过冷度的变化规律. 实验结果表明,由于氧化石墨烯的存在,悬浮液的过冷度较纯水有所降低. 随着质量分数的提高,悬浮液的过冷度呈逐步下降的趋势,当最高质量分数为1%时,悬浮液的过冷度较纯水下降了近5 ℃. 悬浮液的过冷度随着降温速率的增大会略微升高,但降温速率对过冷度随悬浮液质量分数的相对变化没有影响. 采用氧化石墨烯水悬浮液作为蓄冷工质能够有效地降低水的过冷度,但对整个非等温结晶过程未体现出加速的效果．
将三角步态应用于六足步行机器人定半径转弯步态中,提出基于三角步态的定半径转弯步态规划方法,简化了六足步行机器人转弯步态.将利用重心直线段轨迹跟踪定半径圆轨迹的方法运用到六足步行机器人的定半径转弯步态中,提出基于稳定性约束和腿运动约束条件下的六足步行机器人最大转弯角度的求解方法.在六足步行机器人定半径转弯步态中,对于2组腿分别作为支撑腿转弯时,采用不同的转弯角度从而有效地利用机器人转弯过程中每步的转弯能力.利用MATLAB和ADAMS软件对基于三角步态的六足步行机器人定半径转弯步态进行仿真,仿真结果验证了提出的转弯步态规划方法的正确性.
为了解决飞机数字化装配中翼身交点位置准确度和机翼水平测量点高度准确度评价依据不一致的问题,提出基于分步求解策略的机翼姿态评价及调整方法.根据翼身交点孔的测量数据计算并调整机翼姿态以满足交点的位置要求,以交点精加工余量计算机翼姿态所允许的调整范围.在满足水平测量点高差要求的前提下,计算所需调整的最小角度.为了验证该算法的有效性,开发相关的软件功能模块,已成功应用于某型飞机机翼姿态的评估和调整.
针对经典相位补偿法理论背景不完善、无法应用于多机系统的问题,从代数学的角度提出简单的特征值实部表达式,应用该式从新的角度分析单机无穷大系统中出现负阻尼现象的原因,解释了电力系统稳定器抑制振荡的机理.将该式推广至多机系统,导出适用于多机系统的稳定判据,该判据可以用于稳定器相位补偿参数设计和PSS选址.稳定器增益整定问题被转化为一个只包含少数变量和约束条件的多项式优化问题,介绍2种不同的方法进行求解.通过4个典型系统的算例分析,验证了该方法的可行性和正确性.
为了减小网侧谐波电流,改善电能质量,提出N脉波变拓扑相控整流器(FTTR)的一般结构形式,并对工作模式、拓扑切换策略及拓扑切换的过渡过程进行分析,在此基础上利用平均值电流预测控制算法计算晶闸管触发时刻,实现快速的电流动态响应.鉴于预测控制算法对电感参数变化敏感的问题,提出应用最小二乘法在线校正电感参数,消除模型参数变化引起的电流稳态误差.以24脉波FTTR为研究对象进行仿真和实验分析,仿真和实验结果验证了N脉波FTTR的可行性以及电流预测控制算法的有效性.
针对三相四线制有源滤波器(APF)直流母线电压控制的特点,为了克服并网运行时产生的直流母线电压波动和直流侧上、下电容之间电压不平衡等问题,根据系统主电路数学模型建立稳压环和均压环,提出基于二阶低通滤波器的新型电压控制策略,给出设计方法.理论分析证明：与传统的PI控制器相比,采用该控制策略可以实现对电压环更好的控制性能和控制效果.通过仿真和实验验证了该控制方法在三相四线制有源滤波器系统中的正确性和优越性.
可再生生物质制氢是未来氢能的主要来源,涉及到化学制氢和生物制氢.生物质化学制氢技术包括生物质气化、热解、超临界转化等常规热化学法制氢和生物质解聚液相产物的蒸汽重整、水相重整、自热重整和光催化重整制氢等技术.对以上生物质制氢方法进行了综述,对反应条件、反应机理、催化剂使用、技术经济性及各自存在的优缺点进行分类整理与比较.认为生物质气化制氢及热解制氢技术的发展较成熟,可以实现规模化生产,但是制氢的选择性和产氢率不高；生物质液相产物催化重整制氢技术更适合较大规模的集中制氢,转化率和产氢率高,但技术途径复杂.对生物质制氢技术进行了展望.
利用双极性高频脉冲电源和自制等离子体反应器,形成了直径为6 mm、长3～5 cm的氩气等离子体射流.当脉冲电压为2～5 kV,脉冲频率为1～3 kHz,氩气体积流量为33 L/min时,等离子体射流的功率为1～6 W.等离子体处理琼脂平板表面的大肠杆菌1~3 min后,产生直径为2～5 cm的杀菌斑.用来处理酶标板小孔内的250 μL大肠杆菌菌液时,05～20 min内可将大肠杆菌细胞密度下降6个对数.等离子体射流的灭菌效率随着处理间距的减小、脉冲电压和频率的增大而提高,但本质上取决于等离子体功率和能量密度.
为了科学地设计汽车、航空、头盔及运输包装缓冲结构,以得到最优的结果,针对常用的泡沫、蜂窝及复合结构等,介绍各种缓冲结构的压缩性能表征、本构方程与工程运用的研究现状.针对泡沫结构的压缩性能,介绍泡沫结构的试验压缩响应与数值模拟方面的研究进展.结果表明：相对密度、环境温度、压缩应变率及微观结构等参数对泡沫的缓冲性能影响显著.相对密度越大,泡沫结构的屈服应力越大,吸收能量的能力越大；泡沫的吸收能量能力一般随环境温度的增加而减小；由于泡沫的基体材料表现率相关性,应变率增加导致吸收能量能力的增加；当微观结构不同时,泡沫的细胞分布导致结构的缓冲性能差异显著.针对蜂窝结构,介绍蜂窝结构的有限元模拟方面研究进展.介绍了填充管吸收能量结构和层状缓冲系统的工程运用以及所涉及到的一些优化方法．
