针对传统陷波结构只能在单个频点上实现陷波的局限性，文中通过使用开路槽线方法，提出和实现了一种阻带带宽可控且矩形度良好的微带馈电陷波超宽带天线．通过在超宽带天线U形辐射贴片上添加两个L形开路槽线和在馈线端添加一个U形槽线来实现陷波特性，通过调节两个L形开路槽线与U形辐射贴片的耦合间距来控制陷波阻带的带宽．除了阻带5.1～5.8GHz 频段之外，该天线在3.1～10.6GHz 超宽带频段内获得了很好的宽带阻抗匹配．文中还对该陷波超宽带天线进行了时域分析，计算了天线相关系数和脉冲宽度拉伸比．测量与仿真结果吻合良好，说明该陷波天线能有效地应用于超宽带系统．

针对二阶连续时间多智能体系统的跟随者-多领导者集合聚集控制问题,假设每个领导者的运动速度为同一常数且它们之间没有通信,基于邻居原理,对网络没有通信限制(零通信时延)和有通信时延的情形,分别提出了一个新的控制协议;利用频域分析、矩阵理论和Nyquist 稳定性判据,对零通信时延和有通信时延的情形,分别得到所有的跟随者都能够聚集于由多个动态领导者组成的凸多边形区域的充分条件;最后,通过数值仿真验证了文中所提控制协议的有效性和可行性.

为实现自主水下机器人(AUV)的高精度变深控制,基于AUV 垂直面的运动学和非线性动力学模型,提出了神经网络自适应迭代反步控制方法,设计了运动学和动力学控制器. 文中首先考虑AUV 非线性模型的攻角和水动力阻尼系数的不确定性,设计神经网络控制器来对纵倾运动中的非线性水动力阻尼项和外界海流干扰作用进行在线估计,并基于Lyapunov 稳定性理论设计神经网络权值的自适应律,保证系统闭环信号的一致最终有界. 最后通过两组仿真实验,比较了所设计的控制器在设定控制器增益参数下的系统响应和在扰动作用下的变深控制性能,结果表明,所设计的控制器具有较小的稳态误差和较高的跟踪精度.

针对存在不确定惯量和空间环境干扰的挠性航天器姿态大角度快速机动控制问题,提出了一种受细胞膜放电模型启发的自适应鲁棒姿态控制器设计方法. 首先,为了快速完成姿态机动任务,并尽可能少激发挠性帆板振动,在挠性航天器运动学和动力学分析的基础上,提出了基于预先规划姿态运动轨迹且对不确定惯量具有自适应能力的自适应鲁棒控制器. 在此基础上,为了改善机动过程中姿态跳变使系统指向精度和稳定度变差的问题,基于细胞膜放电的动力学模型设计了一种改进型自适应鲁棒控制器. 所提出的控制器能够保证闭环系统渐进稳定;当惯量估计误差有界时,对于任意初始跟踪误差,该控制器可以保证姿态跟踪误差一致终值有界. 仿真结果表明了所提出的改进型自适应鲁棒控制器的有效性.

为使相控阵三维摄像声纳系统中的稀疏阵列在整个探测范围内都具有稳定的波束图性能,文中提出了一种兼顾远场与近场的稀疏阵列优化方法. 首先通过对近场波束图的分析,构建了一种适合实际工程应用的近场稀疏阵列优化的能量函数,并对该能量函数加以简化,以减少优化过程的计算量,然后利用寻优算法对简化后的能量函数进行最小化寻优运算,从而得到满足近场需要的稀疏布阵结果. 为进一步获得适用于远场的稀疏率更高的阵列,对近场稀疏阵列设计的结果进行了二次优化. 利用该稀疏优化方法对一个100×100 的二维矩形换能器阵列进行优化,并与现有文献方法进行了对比,结果表明文中方法获得的稀疏阵列在远场和近场条件下的各个探测距离都能提供期望的波束图性能,同时保持了与其他方法相近的稀疏率.

为了提高YASS 算法的隐写安全性,提出一种基于灵活次序的虚拟嵌入块和量化器原点随机抖动的YASS 改进算法——VHD-YASS 算法. 为了增加嵌入位置的随机性,该改进算法在每个载体块内随机选取一个不规则区域,重新生成一个虚拟的8×8 小块来取代传统YASS 算法中规则的8×8 嵌入块,用于消息的嵌入;然后,通过密钥控制量化索引调制( QIM) 中奇/ 偶量化器的原点偏移,消除QIM 量化步长较大时消息嵌入造成的DCT 系数聚集效应. 将文中改进算法与传统YASS 算法和两种不同的改进YASS 算法进行了对比实验,结果表明:在同一嵌入容量下,文中改进算法的检测概率最高为0. 614,而传统YASS 算法的检测概率最高为0. 983. 从抗隐写分析能力、可视性及算法复杂度方面综合分析可知,文中算法是一种有效的隐写算法.

无码率码在广播传输中使用时,信道质量突然下降会导致较大突发性错误并使解码器解码效率降低. 为改善此情况,文中提出在短码长LT 码解码中采用快速信度传播(FBP)解码法. 该方法基于交换启发式原理,对接收到的信号立即进行处理,并快速转化为三角矩阵,不仅提高了解码的成功率而且提高了解码速率.由分析和仿真实验可知:FBP解码法的解码成功率较传统的高斯消元解码法和信度传播解码法有极大的提高;当信源信号长度为128b 时,FBP 解码法的解码成功率较传统的信度传播解码法有大幅提高;FBP解码法的解码计算复杂度与解码耗时都优于高斯消元解码法.

为获得多指数连续相位调制( Multi-h CPM) 信号更为简洁的脉冲幅度调制(PAM)分解形式,提出了一种用有限状态时序机表示Multi-h CPM 信号的新算法. 该算法利用调制指数循环周期变化的特性,通过基本波形分解算法,将Multi-h CPM 信号表示为周期时不变的有限状态时序机和周期时不变的PAM 调制器的级联结构;然后通过限定输入符号进制数为偶数,将时序机的状态转移过程描述成一个可约的、周期平稳的、非齐次Markov 链. 文中采用该算法对不同调制指数下的状态转移过程进行算例验证,并给出了算法的最佳接收机模型和仿真结果. 与传统的PAM 最优检测算法相比,文中算法的检测性能可达到理论值,而网格状态数仅为PAM 最优检测算法的一半.

针对温度变化大的高温物体在CCD 相机上成像时图像会发白或发黑,导致图像中物体特征被弱化这一问题,提出一种基于灰度均值的彩色CCD 相机自动调光方法. 文中首先阐述了CCD 相机成像时物体热辐射对图像灰度的影响;然后分析了彩色CCD 相机采集的850 ~1200℃高温物体图像的特点,建立了RGB 基色图像灰度均值与积分时间的关系;最后提出一种自动调光方法,该方法通过采集一帧预测图像来计算物体所在的温度区间和最佳积分时间,根据最佳积分时间采集彩色图像,按照温度区间提取彩色图像对应的基色灰度图,并将其作为后续处理图像. 实验结果表明,该调光方法对温度变化具有很好的鲁棒性,基于此方法的彩色CCD 相机能采集到具有稳定灰度值的高温物体图像,有利于高温物体的几何测量和表面缺陷检测.

在宽带认知无线电网络中,为了解决频谱感知所面临的诸如高采样速率、信道衰落以及认知无线电用户硬件资源受限等技术挑战,提出一种基于迭代支持检测的分布式压缩频谱感知算法. 通过一跳通信的方式,认知无线电用户能够将各自的检测信息扩散到整个网络,并得到全局一致的支持集;同时,认知无线电用户进行本地稀疏信号重构时,利用一致的支持集信息能够保证不同用户的估计结果具有联合稀疏特性,从而得到更为准确的频谱检测结果. 仿真结果表明,文中的分布式频谱感知算法能够以低于奈奎斯特准则的采样速率有效地实现频谱检测,并且在不需要融合中心的前提下获得近似最佳的检测性能.

为了提高大规模存储系统的访问性能,提出了一种静态文件布局策略( SFLS).SFLS 首先把磁盘分成两组,分别用于存放热点文件和大文件,然后按服务时间长短将排序好的文件分别以Round-robin 和Greedy 的方式存放到两组磁盘上;在进行文件访问时,可根据文件的大小和热度来选择相应的磁盘组进行访问. 该策略加快了文件I/ O 请求的访问速度,提高了存储系统的访问性能. 实验结果表明,SFLS 能动态适应系统规模的增长,与SP、SOR 静态布局策略和HP 动态布局策略相比,具有更低的平均响应时间和更好的负载均衡性能.

为了对自动信任协商(ATN) 的安全性进行形式化分析与验证,文中借鉴安全协议的形式化分析方法,提出一种用进程代数Applied π 演算对ATN 建模并验证其安全性的方法. 该方法将ATN 形式化为两个协商者进程的并发执行,其中一个协商者的进程就是对其拥有的证书及授权策略的静态建模;ATN 的安全性被定义为Applied π 演算的观察等价性,从而使该方法不仅能检查授权策略执行的安全性,而且能对协商者的隐私安全进行验证. 借助安全协议的自动分析工具ProVerif,文中实现了对ATN 安全性的自动分析. 实验结果表明,用Applied π 演算形式化及验证ATN 的安全性是可行的,安全性验证可自动完成,并且效率较高.

针对现有不完备决策表属性约简算法复杂度较高的问题,提出了基于属性分辨度的属性约简算法. 文中分析了不完备决策表中条件属性相对于决策重要性的外在表现,提出了属性分辨度的概念,并给出了属性分辨度随着约简属性集的变化而动态更新的计算方法. 该算法在属性约简过程中会不断删除已经属于正域的对象或不影响正域计算的相容块,通过降低样本数据的规模来减少计算耗时,加速属性约简. 理论分析和仿真实验表明,文中算法是有效的,并且算法复杂度优于现有的不完备决策表属性约简算法.

为了提高质量功能配置过程的动态决策水平,实现顾客需求重要度的有效预测,采用最小二乘支持向量机(LS-SVM) 建立顾客需求重要度预测模型,并结合人工免疫机理,以LS-SVM 模型参数为抗体、顾客需求重要度预测误差为抗原,采用克隆算法完成顾客需求重要度LS-SVM 预测模型参数的免疫优化选择. 文中还以数控瓦楞纸板印刷模切机顾客需求重要度预测为例验证了所提方法的可行性,并与基于灰色模型和神经网络模型的顾客需求重要度预测方法进行了比较,结果表明,所提出的基于人工免疫机理与LS-SVM 的顾客需求重要度预测方法可行,且预测效果较好.

为了探究木质素氢键的作用力,以尿素为氢键破坏剂研究了氢键对碱木质素溶液行为和吸附特征的影响. 结果发现:随着尿素的不断加入,碱木质素的氢键破坏程度增大,羟基的红外吸收光谱往高波数方向移动;当在碱木质素中添加少量尿素时,尿素主要破坏碱木质素-水分子之间的氢键,导致碱木质素溶液粒径减小,比浓黏度降低,吸附量增大且吸附膜粗糙度增大;当添加尿素较多时,尿素以破坏碱木质素分子内部的氢键为主,导致溶液粒径增大,比浓黏度增大,吸附量减小且吸附膜粗糙度变小.

应用浸渍法,采用Fe³⁺、Cu²⁺ 和Ag⁺ 对高比表面活性炭( AC) 进行改性,制备出3种改性的AC(Fe³⁺ / AC、Cu²⁺ / AC 和Ag⁺ / AC). 采用静态吸附法测定改性AC 吸附乙腈溶液中二苯并噻吩(DBT) 的吸附等温线,应用程序升温脱附法( TPD) 测定DBT 在未改性AC 及3 种改性AC 上的脱附峰面积,并采用Boehm 滴定法测定这4 种吸附剂的表面总酸性基团含量. 结果表明:与未改性的AC 相比,Fe³⁺ / AC、Cu²⁺ / AC 和Ag⁺ / AC 表面的总酸性基团含量增加,其对乙腈溶液中DBT 的吸附容量也增大;各吸附剂表面的总酸性基团含量顺序为Fe³⁺ / AC>Cu²⁺ / AC>Ag⁺ / AC>未改性AC,它们对乙腈溶液中DBT 的吸附能力在298K 下分别提高了30%、20%、14%. 以上结果表明AC 类吸附剂的吸附容量与其表面的酸性基团含量成正比;应用浸渍法可提高吸附剂表面的酸性基团含量,从而增加吸附剂表面吸附乙腈溶液中DBT 的吸附活性位,提高对DBT 的吸附能力.

采用三因素二次通用旋转组合实验设计,对蔗渣氧脱浆二氧化氯漂白的主要工艺参数(ClO₂用量、NaOH 用量和漂白时间) 进行了优化,建立了工艺参数与纸浆卡伯值、白度及可吸附有机卤化物(AOX)产生量之间的二次多项式非线性回归数学模型. 结果表明:通过实验设计建立的数学模型回归显著,失拟不明显;3 个工艺参数对纸浆卡伯值、白度及AOX 产生量的影响由大到小的顺序均依次为ClO₂用量、漂白时间、NaOH 用量;在优化模拟得到的较佳工艺条件(ClO₂ 用量0.79%,NaOH 用量0.43%,漂白时间53 min) 下,纸浆卡伯值为1.83,白度为73.3% ISO,废水中AOX 质量浓度为10.8 mg/ L,与验证实验得到的纸浆卡伯值(1.76)、白度(75.0%ISO)和废水中AOX 质量浓度(11.3mg/ L)接近.

采取自制的调墨油、耐酸钢化颜料黑(低熔点玻璃粉和高温陶瓷黑色素的混合物)和助剂制备了抗粘、耐酸的汽车钢化玻璃油墨,进行了同步热分析,并采用SEM 和XRD 研究了烧结温度和时间对油墨釉层表面析晶、表面形貌及其对釉层光泽度和耐酸性的影响,确定了油墨的最佳烧结温度和时间. 结果显示:低熔点玻璃粉的软化点为512 ℃,与调墨油树脂的最终分解温度(470℃)较接近,从而在600700℃的烧结温度范围内可以充分熔融流动并代替树脂作为连结料;钢化颜料黑在579.4℃开始析晶,起到了降低油墨烧结温度和抗粘的作用;采用SEM 和XRD 研究了烧结温度和时间对油墨釉层表面析晶、表面形貌及对釉层光泽度和耐酸性的影响,确定了油墨的最佳烧结温度和时间分别为660℃和4min; 所制备的油墨具有良好的抗粘性、耐酸性以及较好的光泽度.

采用动态光散射法研究肝素在溶液中的聚集态以及超声处理对肝素在溶液中的聚集态和稳定性的影响,发现:肝素在水溶液中以多分子交联的聚集态形式存在,肝素浓度越高,聚集体粒径越大;加入NaCl 可在一定程度上减小肝素聚集体的粒径,但不能从根本上消除聚集体;施加超声可显著减少肝素在溶液中的聚集,在低功率百分数短时超声(30%,3min)作用下,100 ~1000nm 粒径的肝素聚集体减少,转化为1 ~10nm 粒径的肝素单体,表明超声处理是一种有效减弱肝素聚集的方法;采用100 nm 孔径的膜进行分离和冷冻干燥可得到粒径为1 ~10nm 的解聚肝素粉末;解聚肝素溶液常温下放置64 h 后不会重新聚集,具有较强的稳定性.

采用水热法合成了麦芽酚锌及麦芽酚铁配合物,采用电子光谱、DSC 和平板法研究了其热力学特性及抑菌活性. 结果表明:麦芽酚与铁离子或锌离子配位后,其阴离子在320nm 处的吸收峰受到影响,电子光谱分别发生20 或45 nm 的蓝移,确证麦芽酚与铁或锌离子发生了配位;麦芽酚铁和麦芽酚锌配合物的DSC 谱中各有一个放热分解峰,峰形较尖锐,峰值分别出现在293. 9 和143. 9 ℃处,分解焓值分别为122. 8 和374. 6 J/ g,说明麦芽酚铁配合物的稳定性高于麦芽酚锌配合物;平板法和浊度法显示麦芽酚金属配合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和藤黄微球菌4 种细菌具有较好的抑菌效果,在实验浓度范围内,麦芽酚铁的抑菌能力大于麦芽酚锌,且抑菌效果由好到差依次为藤黄微球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌. 文中还对配合物可能的抑菌机理进行了探讨.

为建立金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus) 活的非可培养( VBNC) 状态的诱导条件模型,考察了温度、盐度和酸度3 个因素对金黄色葡萄球菌细菌可培养数的影响,通过正交试验优化得到了VBNC 状态的诱导条件,同时观察细菌可培养数的变化,建立了DNA 结合染料叠氮溴乙锭(EMA) 与qPCR 技术相结合检测VBNC 金黄色葡萄球菌的方法. 实验结果表明:细菌可培养数受酸度的影响最大,VBNC 状态的最佳诱导条件为菌液在含15%NaCl 和0. 3%乙酸的营养肉汤培养基中于4 ℃下培养12 d;通过正交试验诱导后的不可培养菌可由EMA-qPCR 方法有效检出,其与qPCR 法的Ct 值( 荧光信号达到设定的阈值所经历的循环数)之差在1. 29 ~8. 56 之间变化.

为研究不同品种马铃薯淀粉的结构特征,采用小角X 射线散射仪、偏光显微镜、X 射线衍射仪及凝胶渗透色谱-多角度激光光散射联用技术系统分析了10 种马铃薯淀粉的半结晶层结构、结晶形态、直链淀粉含量、相对分子质量和分子构象. 结果表明:10 种马铃薯淀粉颗粒的半结晶层结构存在差异,陇3 的半结晶层厚度最小,其双螺旋结构排列最为有序,青2 和青6 的半结晶层厚度最大;10 种马铃薯淀粉颗粒均为多晶体系,其结晶形态均为B 型结构,但结晶度不同;10 种马铃薯淀粉的直链淀粉含量不同,费乌瑞它、青5、青8 的重均分子质量相对较大,除青5 在二甲基亚砜中的构象为无规则卷曲外,其余均为球型. 上述不同层次结构的差异为加工专用马铃薯淀粉的开发提供了基础数据.

羧甲基赖氨酸(CML)对人体健康具有潜在危害性,为此,文中建立了赖氨酸+葡萄糖+油脂食品模拟体系,采用高效液相色谱-质谱对目标产物进行检测,并利用Fenton 试剂证明羟基自由基( OH·) 对模拟体系中生成CML 的3 条路径的促进作用. 结果表明:OH·对模拟体系中生成CML 的3 条路径均具有促进作用;5 种植物油脂能够诱发食品模拟体系产生更多的OH·,这些OH·促进了模拟体系中果糖基赖氨酸和乙二醛向CML 的转化,其对模拟体系中CML 的促进作用从大到小依次为大豆油>玉米油>橄榄油>棕榈油>菜籽油. 以上结果证实,油脂在食品体系中引发了更多的OH·,进而促进了模拟体系中CML 的生成.