GaN 器件具有开关速度快、导通电阻低、寄生参数小和反向恢复损耗低等优良特性，相比其他器件更有利于实现双向 CLLC 谐振变换器的高频率和高效率。文中基于GaN 器件的特点，利用戴维南等效定理对双向 CLLC 谐振变换器的谐振频率进行了分析求解，并根据开关管寄生电容的充放电特性来改善软开关的实现条件，最终研制了一种基于 GaN 器件的双向 CLLC 谐振变换器。文中还搭建了额定功率为 400 W 的双向 CLLC谐振变换器实验样机，实现了全负载范围内逆变侧的零电压开通和特定负载范围内整流侧的零电流关断，在正向模式下的最高效率可达 97. 02%，反向模式下的最高效率可达95. 96%，最大工作频率达 548kHz，具有高频率和高效率的特点，从而验证了所分析与设计的变换器的正确性和有效性。

提出了一种适用于电动汽车动态无线电能传输系统原边和副边整流桥的无源控制方法，该方法可在原边、副边互感和负载波动情况下实现两边的功率因数校正和恒压控制。文中首先提出控制目标，建立了原边和副边整流桥的欧拉–拉格朗日 (E-L) 模型，之后结合动态无线电能传输系统的特点，设计基于 PI 校正整定值的无源控制律，通过在 Simulink 中的仿真验证了控制算法，最后搭建实验平台证明了控制方法的可行性。

照明插座能耗多步预测对建筑电力负荷调度、能耗优化管理等节能技术的研究具有重要意义。然而，由于受到人行为、室外干球温度、相对湿度等诸多因素的影响，照明插座能耗时间序列具有不确定性、随机性以及非线性等特征，难以准确预测。文中分析了大型办公建筑照明插座分项能耗时间序列的分布特征，采用长短期记忆模型，提出了基于深度学习的多步预测建模方法，讨论了隐含层数、隐含层神经元数与迭代次数等深度学习建模超参数的选择问题，并探讨了样本数量对模型预测精度的影响。仿真结果表明，与 BP 神经网络模型、最小二乘支持向量机模型相比，深度学习预测模型的 24h多步预测平均精度分别提高了 13. 25%与 4. 23%。

光伏、风机等分布式电源的大量接入引起的网损增加和电压越限给配电网的安全经济运行带来了新的挑战。为此，文中提出一种配电网无功功率的分散控制策略，每个分布式电源仅根据自身所在节点的同步相量测量数据以及周边负荷节点广播的电压越限警报信息调节无功功率输出，在避免负荷节点出现电压越界的同时最小化系统有功网损。该方法根据配电网的线性化模型，利用分布式电源所在节点的电压相量估计全网有功网损对本地无功输出的灵敏度，从而通过本地无功控制最小化有功网损。文中还给出了分布式电源对负荷节点进行电压支撑的最优策略，以最小的有功网损代价修复负荷节点的低电压问题。相比既有的基于反馈控制的分布式无功控制策略，文中方法利用本地控制即可实现网损的最小化，因此不需要分布式电源之间的互相通信; 分布式电源接收到负荷节点的低电压警报后，通过一次调节即可修复低电压，因此无需长时间监测负荷节点的电压。

环境温度、日照时长以及太阳辐射强度是影响混凝土箱梁竖向温度梯度的重要参数。现行规范的温度梯度计算模式中并未考虑各地区之间差异显著的环境温度等热力学参数。为准确反映我国各地区间温度模式的差异，文中选取各个典型气候地区的代表城市，基于实时阴影技术，利用 ANSYS 建立了混凝土铺装、沥青混凝土铺装混凝土箱梁的热力学分析模型，对我国混凝土箱梁的日照实时温度场和竖向温度梯度进行研究。结果表明: 混凝土箱梁的最大竖向温度梯度出现在西安地区，其竖向温度梯度曲线可用指数函数和直线进行拟合; 我国现行公路规范中的竖向温度梯度与实际温度梯度分布有一定的差异，采用混凝土铺装的箱梁梁顶温度梯度取值偏大，采用沥青混凝土铺装的箱梁梁顶温度梯度取值偏小; 相比于混凝土铺装，9cm 厚的沥青混凝土铺装层能使箱梁的最大竖向正温度梯度上限值降低 4℃，下限值降低 3℃，出现时间延迟 2h。

由于建筑能耗模型多峰值的特点，使用粒子群算法处理建筑节能优化问题时，容易在局部最优区域过早收敛，将分布式的变异算子与粒子群算法结合可对此进行改进。文中研究了 4 种现有的粒子群变异算法，针对其优化效果的不足，对发生变异的具体操作进行了改进，使用测试函数验证了其有效性，并将其应用到建筑节能优化问题当中。经过大量实验发现，对于文中的建筑节能优化问题，改进的粒子群变异算法相对于现有的粒子群变异算法，其目标函数 (即建筑的太阳能辐射得热量) 的平均值下降了1. 3%以上，收敛率至少提高了 3 倍，寻优效果有明显的改善，证明所提出的改进算法具有有效性和普适性，可以在一般的建筑节能优化问题中推广。

为研究基于压力路径法的钢筋混凝土梁的受力性能，设计了剪跨比分别为4. 0、3. 0、2. 5、2. 0、1. 5、1. 0 的 6 组试件，每组 2 根梁，通过单调加载试验，探讨了剪跨比对压力路径法配筋梁受力性能的影响规律，并将结果与我国混凝土结构设计规范配筋梁进行了对比，分析了破坏过程及破坏模式、极限荷载、荷载 － 挠度变化、荷载 － 应变变化等力学性能。结果表明: 试验梁中沿压力路径传递的应力是影响构件抗剪承载力的主要因素，在所采用的6 种剪跨比下，压力路径法配筋梁能保证梁的抗剪承载力，其极限荷载与规范法配筋梁的相差并不明显，但基于压力路径法配筋能够减少箍筋用量，且剪跨比越小，所节约的箍筋量越大。试验结果验证了基于压力路径法配筋的合理性及有效性。

加劲长悬臂板预应力混凝土箱梁桥在施工过程中，其节段线处悬臂板常常出现横向、斜向裂缝。为了制定合理措施来优化受力状态从而避免裂缝的出现，文中对裂缝的开展机理进行了研究，利用 MIDAS FEA 软件建立桥梁节段模型，进行自重和预应力作用下的剪力滞效应分析。通过将有限元计算结果与工程实测结果进行对比，验证了有限元模型的正确性; 通过改变预应力筋的张拉顺序，研究了不同工况下的截面应力状态，并用于指导工程实践。研究结果表明: 剪力滞效应造成的悬臂板端部压应力储备不足是导致悬臂端产生裂缝的原因之一，可通过悬臂端加配筋予以改善; 通过合理地改变预应力筋的张拉顺序，可以有效改善结构的预应力储备，优化应力状态，减少施工过程中裂缝的出现。

通过分析轴承滚子中最常见的几种表面缺陷类型，设计了针对性的缺陷检测算法，将传统计算机视觉方法与深度学习相结合，并采用改进的 ＲetinaNet 模型，实现了轴承滚子的表面缺陷检测。实验结果表明: 文中方法的准确率达 95% 以上; 相较于传统的缺陷检测方法，文中方法在准确率、召回率与 F1-score 上均有一定提升。

熔融沉积过程中，填充速度分别与分层厚度、喷头温度之间存在相互耦合作用，对制件的成型精度造成影响。文中分别对两种类型的聚乳酸 (Polylactic Acid，PLA) 试样进行了双变量实验，并以尺寸精度为评价指标，采用方差分析和多元非线性回归分析手段，研究填充速度与分层厚度、喷头温度之间的相互耦合作用机制，发现:填充速度与分层厚度、喷头温度的相互耦合作用对制件的尺寸精度影响显著; 制件的尺寸规格和形状影响了填充速度与分层厚度、喷头温度三元耦合控制函数的构建; 采用填充速度与分层厚度、喷头温度相互耦合的控制方式，可有效改善和稳定控制制件的尺寸偏差。

采用 Hermite 插值函数生成代数网格，分别计算了翼型在雷诺数为5 ×10⁴ 、1 ×10⁵ 、2 ×10⁵ 和 5 ×10⁵ 时的流动情况，对翼型在不同雷诺数下的尾涡脱落机制进行了分析。结果表明: 翼型出现周期性流动后，流体黏性效应的降低导致相同攻角下的斯特劳哈尔数随雷诺数的增大而增大; 不同雷诺数下翼型升力系数的变化规律与翼型尾涡的脱落规律保持一致; 翼型升力系数峰值出现在尾缘逆时针涡刚脱落完毕时，谷值出现在尾缘逆时针涡发展至最大时; 翼型进入周期性流动后，尾涡脱落将随着攻角的增大呈现2S (Single) 模态—2P (Pair) 模态—混沌状态—准周期性流动的发展规律。文中对不同雷诺数和攻角下翼型气动特性和尾涡脱落机制的分析，为流动控制方法的设计提供了依据。

工程实际中，汽车动力总成悬置系统 (PMS) 不可避免地存在着不确定因素。文中引入模糊变量描述 PMS 中具有模糊特性的不确定参数，首先推导了一种求解 PMS固有特性的模糊 － 蒙特卡洛法; 然后结合泰勒展开和中心差分法推导了一种快速求解PMS 固有特性的模糊摄动 － 中心差分法 (FPCDM); 随后，基于 FPCDM 提出了 PMS 固有特性的模糊可靠性分析与优化方法; 最后，通过数值算例验证了文中方法的有效性，并对系统进行了模糊可靠性分析与优化设计。

制备了一种基于 MoS₂ /Graphene 复合纳米材料嵌入式电子接收层的摩擦纳米发电机 (TENG)，研究了不同电子接收层对 TENG 输出电压响应、频率响应及负载响应等参数的影响，并探讨了相关增强机制。在 5 Hz 的工作频率下，相比没有电子接收层的 TENG，嵌入电子接收层的 TENG 的输出电压提升了3 ～8 倍。在最佳外部负载阻抗的情况下，电子接收层为 MoS₂ /Graphene 的 TENG (TENG-M/G) 的最大输出功率是电子接收层为聚酰亚胺膜的 TENG (TENG-PI) 的23 倍。通过分析转移电荷量的差异，探讨了不同电子接收层的 TENG 输出差异性的原因。为了进一步验证实验结果，制作了掺杂不同 PI 膜作栅绝缘层的金属－绝缘体－半导体 (MIS) 器件，通过分析其在 1kHz 下的C-V 特性曲线，探讨了造成 TENG 输出差异性的内部机制及 MoS₂ /Graphene 复合材料在TENG 中的电荷捕获作用。

针对边缘云增强光无线融合网络中节点能耗高的问题，提出一种协作休眠与调度的资源管理方案。在光域利用信令帧交互获取业务请求与云服务器缓冲区积压，采用负载水平感知的带宽分配方式制定保证业务共存的休眠时隙; 同时，联合带宽配置与无线节点能耗优化，在光域节点分配时隙的过程中调度无线域节点功率状态，降低网络能耗。仿真结果表明，所提出的方案能有效降低整个网络的能量消耗。

为解决工业生产中指针式油位计仪表示数识别易受拍摄角度和光照条件影响的问题，结合工业生产场景下指针区域的图像特点，提出一种基于刻度准确定位的仪表示数识别方法，仅使用刻度与指针这两个必要特征来实现表盘读数。该方法先对巡检机器人拍摄的仪表表盘图像进行预处理，然后粗识别出表盘中可能是刻度的区域，再通过细识别精确定位出刻度。针对传统仪表示数识别方法难以解决的拍摄角度较大时刻度拟合的圆心和指针中心线的关系并非一定成立的问题，文中采取了一种改进的圆心选取方法，更加适应不同拍摄角度下的计算，提高了读数的精度。实验结果表明，文中方法获得的仪表读数精度平均达到 99. 08%，算法可靠稳定。

为了提高水稻虫害识别的准确率，文中首先采用深度语义分割 U-Net 网络去除复杂背景的影响，采用滑动窗口法提取水稻虫害图像的 HSV 颜色特征和 SILTP 纹理特征，统计同一水平滑窗中特征的最大值来构成特征向量，并利用 Relief-F 算法进行优化，获取具有高辨识性的水稻虫害图像特征。同时，引入对数据具有更好区分性的椭圆型度量，通过椭圆型度量学习寻找反映虫害图像特征空间结构信息和语义信息的非线性变换，对虫害图像特征的潜在关系进行建模，使相同类别特征之间的距离减小，不同类别特征之间的距离增大; 在椭圆型度量学习过程中，通过在三元组约束函数中增加 Fro-benius 范数正则项来避免过拟合，提高泛化能力。最后，利用椭圆型度量矩阵将水稻虫害特征变换到新的特征空间，从而提升 SVM 分类器的辨识能力。对 13 类常见水稻虫害图像的识别结果表明，文中提出的算法显著提高了小样本和复杂背景下水稻虫害图像识别的准确率，可以为精准农业中农作物病虫害的智能识别提供参考。