针对无人直升机模型阶数较高、负载变化大等问题，提出了一种基于自适应动态面的控制方法．该方法用一阶线性滤波器来估计虚拟控制信号的导数，显著简化了控制器的设计过程．此外，通过对无人机重量的自适应在线估计，保证了闭环系统在有负载变化下的稳定性，并基于李雅普诺夫稳定性理论，证明了轨迹跟踪误差半全局一致最终有界．最后，通过仿真实验进一步证实了该方法的有效性和可行性．

针对传统最小类内方差分割方法计算量大、效率低、单阈值分割、不能多目标分割的缺点，提出了一种改进的基于最小类内方差的蛇形机器人多阈值分割方法．通过提取整幅图像的感兴趣区域( ROI) ，有效减小算法搜索的范围和整体计算量; 根据直方图的多峰值特点，把ROI 区域划分成多个子区域，采用改进的最小类内方差分割法搜索各个局部最优阈值，最终实现蛇形机器人关节组的多阈值分割．实验结果表明，该方法分割效率高，分割效果明显，且在保证实时性的同时提高了目标识别对光线变化的鲁棒性，降低了对步态变化的敏感性．

针对未知系统中双控制器的设计问题，采用虚拟参考反馈校正方法，通过最小化由一组观测数据组成的L2 范数所构成的代价函数，达到直接设计控制器目的．联合前馈控制器分离出的固定部分和反馈控制器作为滤波器，对原输入/输出关系式进行重参数化，得到标准的预测误差辨识形式，在所得式中，对控制器未知参数矢量采用可分离迭代的非线性最小二乘法进行估算．文中还对算法的收敛性进行了理论分析，并通过仿真验证了所提方法的有效性．

在大口径天线伺服系统存在高频未建模动态不确定性和低频风扰动的情况下，传统的PID控制算法无法满足天线伺服系统的高指向和跟踪精度要求．针对该问题，文中设计了一种基于灵敏度函数和补灵敏度函数的、兼顾系统性能和稳定性的混合灵敏度H_infinity控制算法，并将其应用于天线伺服系统．仿真结果表明，该算法不仅能显著提高天线伺服系统的动态性能，而且具有较强的扰动抑制能力和鲁棒性．

设计了一款用于无线通信射频系统的新型双平衡混频器芯片，该混频器的输出信号中不存在与射频输入信号相关的二次非理想项，具有高线性度．该混频器基于新型乘法器结构，在两个工作于线性区的对称金属氧化物半导体( MOS) 晶体管的源、漏两极加入差分射频信号，在其栅极加入差分本振信号，从而以低复杂度方式实现射频信号与本振信号的双平衡混频或相乘; 采用差分推挽放大器及源随器作为芯片的输出缓冲接口，改善了芯片与片外电路之间的隔离度，提高了功率增益和输出匹配性能．芯片采用0.18 μm 射频( R F) 互补金属氧化物半导体( CMOS) 工艺流片，实现超宽频带范围内的信号混频或相乘，1 dB 压缩点2.9 dBm，三阶交调16 dBm，总功耗25 mW，芯片性能良好，可以满足高性能、超宽带、高速无线通信系统的要求．

当前大多数商用现场可编程门阵列( FPGA) 可配置逻辑块结构在查找表( LUT)的基础上增加了很多辅助逻辑资源，而传统的LUT 基工艺映射算法无法充分利用这些资源．为此，文中提出一种基于香农展开式和不相交支持集分解算法的布尔匹配方法，并将其应用于工艺映射后的重综合．使用该方法对工艺映射后网表中的宽函数进行布尔匹配，使其在目标FPGA 结构上重新实现，从而达到充分利用所有逻辑资源和减少LUT 数的目的．实验结果表明，该方法能在不增加电路关键路径延时的基础上，对学术界综合工具ABC 工艺映射之后的4-LUT 和6-LUT 网表分别节省7.9%和7.8%的面积开销．

受时变性影响，正交频分复用( OFDM) 系统的频域信道矩阵是近似限带的．利用接收端窗函数可以增强信道的限带特性，但也导致信道无法采用线性模型进行表征．针对该问题，文中将窗函数与信道的时变性隔离开来，提出了加窗－线性信道模型．随后研究了该模型下的时变信道估计方法，并对该算法进行了简化，降低了算法的计算量．从仿真结果可以看出: 窗函数可以抑制信道矩阵的带外子载波间干扰; 与传统OFDM 系统的性能相比，文中算法的性能提升了约2.5 dB．

针对生物特征模板涉及用户隐私而易受到各种攻击的问题，在定义随机映射形式化表示的基础上，结合主流文本无关说话人识别技术，提出了一种基于随机映射的声纹模板保护方法．在注册阶段，将声纹特征映射至随机空间再训练高斯混合模型( GMM) ，并存储模型参数作为模板; 在认证阶段，待认证的声纹特征在相同的变换域与模型库进行匹配．文中还给出了该方法在认证性能保持和安全性方面的理论分析．实验结果表明，适当降维能在提高安全性的同时近似保持GMM 的身份认证性能，而目前基于矢量量化的认证性能下降超过8%，说明随机映射更适用于基于GMM 的声纹认证系统的模板保护．

针对基于近邻嵌入的图像超分辨率重建，提出带约束的逐级放大策略来提高近邻保持率，改进重建效果，并对各级放大的图像用迭代反向投影约束进行修正，减少学习过程中可能出现的误差，保证每一级的解向着正确的方向演化．此外，为充分利用测试图像本身的信息，将由测试图像得到的在线训练集与由训练图像数据库得到的离线训练集串联，构成联合训练集，进一步改进算法的性能．实验表明，与现有的一些算法相比，文中算法无论在视觉效果还是客观评价上都获得了更好的结果．

针对传统二维条码在移动终端应用中存在的问题，开发了一个嵌入式的简化二维条码手机Tcode 编解码识别系统．该系统包括编解码模块和识别模块．基于Reed-Solomon算法，针对不同数量字符定义了编码及映射方案;提出了基于采样阈值的分块滑动二值化算法来保留定位点，通过圆点滤波结合连通区域形状判定来寻找定位点; 采用改进的投影法来进行字符切分．对各种手机的识别测试实验表明，该系统的正确识别率可达95%以上，配合Reed-Solomon 算法纠错机制，最终能实现100%正确识别．实验同时证明，在嵌入式设备中，该系统的效率和稳定性能很好地满足应用要求．

由于获取点云数据时的误差可能造成法向量不准确，在三维重建之前有必要重新对法向量进行估值．文中在分析已有估值算法的基础上，提出了适合于任意形状物体的模糊法向量估值算法．该算法将点云数据的k 邻近距离和曲率输入模糊推理系统，根据模糊推理规则将点云数据分类，将模型中具有薄片特征和尖锐特征的区域区分出来，分别用检测器和附加点的算法对这些特殊区域进行专门的法向量估值．采用同时具有几种特征的牙齿模型对所提出的模糊估值算法进行验证，结果表明，此算法估算准确，简单可行．

常用的演化规划算法( EP) 的变异是基于固定的概率分布，鲁棒性较差．文中分析了变异算子对演化规划算法计算效率的影响，指出了Gauss 变异、Cauchy 变异和Lévy变异算子缺少启发式信息的不足，并据此设计了一种根据种群个体差异信息的启发式变异算子，用算子抽取的个体差异来更新变异步长，允许个体有机会在某些维数保持原状，只是进行部分维数上的变异．启发式变异算子能使演化规划算法更好地适应不同特点的连续优化问题，从总体上增强算法的鲁棒性．在求解多个Benchmark 测试问题的数值实验中，基于启发式变异的改进演化规划算法比当前6 种等概率分布演化规划算法有更快的收敛速度和更优的平均性能．

为了解决飞轮储能系统内置永磁无刷直流电机的控制问题，将基于Varela 免疫网络模型的免疫控制器分别用于电机转速和力矩的控制，并给出了这种免疫控制器的控制参数参考值．与传统PID 控制器相比，免疫控制器能够提供稳定的转速控制信号动态响应，有效降低电机转矩脉动幅值，并维持周期性的、相对稳定的变化，使得系统输出电流信号波形畸变小，波形接近理想梯形波，控制参数自适应性好．研究表明，基于Varela 免疫网络模型设计的免疫控制器可作为一种新方法用于飞轮直流无刷电机控制．

为深入研究核电蒸汽发生器二回路侧汽液两相的沸腾传热和流动特性，采用ＲPI 模型对过冷沸腾区域壁面的热流分配进行划分，以此修正CFD 程序中的两流体模型，并利用文献中的实验结果验证了修正后模型的适定性．最后以大亚湾压水堆核电站为例，采用该模型对蒸汽发生器内二回路预热段单元通道内的过冷沸腾进行计算，获得了通道内流体空泡份额、速度、温度、热流量分配等的分布情况．

电力市场环境下，有效的电能质量评价方法十分重要．文中利用逐层拉开档次法进行主客观组合赋权，建立新的区域电网电能质量综合评价模型．首先将区域电网电能质量进行大系统和子系统的层次划分，设计出一套综合评价指标体系，并建立大系统和子系统综合评价函数;然后用序列综合法和拉开档次法确定各层系统的综合权重; 最后由综合评价函数得出每层子系统以及大系统的综合评价值，实现区域电网电能质量综合评价．该模型自下而上地考虑和比较区域电网运行状态对综合评价结果的影响，实现了全面、细致、客观的综合评价，应用该综合评价模型对某供电局的变电站电能质量数据进行的实证分析和评价表明，该方法是有效的．

上下层电网无功电压调控失配给电网的安全经济运行带来了较大风险．文中给出了无功电压调控失配的定义，提出了一种无功电压调控失配风险评估模型．通过对反映失配状态的变电站变高侧电压、变低侧电压、关口无功和站内可用无功资源的容量因素进行量化，构建了失配风险评估指标．所开发的无功电压调控组合分析系统可实现设备台账管理、潮流分析、无功电压调控失配风险分析、去失配策略控制效果分析等功能．实例分析表明，该系统具有较好的工程实用价值．

随着电动汽车的发展，其充放电行为对电力系统运行的冲击逐步引起关注．为把电动汽车充放电行为的负面影响降到最低，文中提出了一种便于管理的充电模式，以电动公交车为研究对象分析其营运特点和充放电行为，同时在基于电池租赁的商业模式下，研究电动公交车的Vehicle-to-Grid ( V2G) 放电能力，通过模拟集中充电站的运营情况，建立了集中充电、放电组合策略优化模型．最后，利用粒子群优化方法在3 个集中充电站对该模型进行了求解，通过仿真说明了所建立的优化模型对电力系统运行带来的优越性和经济性．

雾化喷嘴是烟气脱硫装置的核心部件，研发高效雾化喷嘴对提高脱硫效率具有重要意义．文中以空气为石灰石浆液的雾化工质，使用激光粒度分析仪和高速数码相机，对一种新型双流喷嘴的雾化及流量特性进行了实验研究，得到了气相压力、液相压力、浆液浓度与喷嘴雾化角、平均粒径、颗粒均匀度间的耦合关系．结果表明，气相压力相对于液相压力和浆液浓度对雾化特性的影响更为明显; 喷嘴流量随液相压力的升高而增大，随气相压力的升高而减小，浆液浓度对其影响较小．

不同行进结构对各种复杂的非结构化路面条件具有不同的适应性和通过性．文中结合轮式、履带式运动机构的优点，提出一种可以根据路面条件改变车辆行进模式的新型轮履复合式变形车轮．变形车轮由变径轮辋部件和履带轮部件组成．在同一驱动机构作用下，变形车轮能以轮式或履带式两种运动模式在复杂的路面上运动，使车辆具有良好的地面适应性和通过性．变形车轮采用模块化设计，可以代替普通充气式轮胎直接安装在车辆上．对变形车轮两种运动模式的分析表明: 变径比越大，与轮式模式相比，履带模式的爬坡性能和翻越台阶性能优势越明显．

为了对附件驱动系统的动态特性进行优化设计，利用坐标变换，以稳态为参考状态，对附件驱动系统非线性模型进行了线性化处理，并利用复模态分析法推导出了固有频率对设计参数的灵敏度分析式．线性化处理前后模型的计算结果证明，利用线性模型对系统动态特性进行分析是可行的．文中还分析了张紧器参数( 张紧器刚度、张紧器安装角、张紧臂长) 与系统一阶固有频率的关系，结果表明: 一阶固有频率对不同的张紧器参数和相同张紧器参数的不同取值的敏感度是不同的; 在张紧器的3 个设计参数中，一阶固有频率对张紧臂长的变化最敏感，通过改变张紧臂长来达到降低一阶固有频率的目的是最为有效的方法．

轮毂电机驱动电动汽车将电机、轮毂、减速机构等集成于车轮内，这种高度集成不仅会造成非簧载质量的增加，路面激励引起的轮毂电机气隙不均匀还将导致电磁振动激励的进一步恶化．针对上述问题，基于笔者前期提出的一种新型内置悬置系统的电动轮拓扑结构方案，文中建立了新型电动轮车辆振动模型，推导出了多质量系统车身加速度、车轮相对动载、悬架动挠度及定转子相对位移等车辆平顺性指标对路面不平度速度输入的频响函数，通过车辆平顺性指标对电机质量、定转子质量比、轴承刚度、悬置元件刚度等重要结构参数的灵敏度分析，了解系统参数对各平顺性指标的影响．结果表明: 悬置元件的阻尼对车身振动加速度和悬架动行程影响最大，其灵敏度分别达到10.33 和10.21; 定转子相对位移对轮毂轴承刚度最为敏感，其敏感度达到12.07; 轮胎动载则对电机总质量最为敏感，其敏感度达到10.49; 上述各参数中，电机定转子质量比对各振动响应量的影响均较小．

为了模拟夹层玻璃梁的冲击破坏过程，基于有限元中常用的内聚力模型的基本概念，提出了适用于三维球形离散单元的破坏模型． 该模型将离散单元之间的作用分为连接型、内聚型和接触型3 类．当两离散单元间满足破坏准则时，它们之间的作用由连接型变为内聚型，内聚力由离散单元之间的分开量求出． 将该破坏模型在自主开发的离散元/有限元耦合计算程序CDFP 中实现，并仿真了夹层玻璃梁的冲击破坏过程，得到了与试验结果相近的破坏形式，说明了该破坏模型和仿真分析方法的有效性．