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機電一體化概念設計(Mechatronics Concept Designer,MCD)是西門子工業軟件有限公司研發的全新仿真平臺，比傳統WinCC仿真效果更加清晰直觀、便捷。MCD尚處于研發階段，與PLC進行通信的過程尚不能實現數據的完整交互。該文研究如何實現MCD仿真平臺與PLC數據交換進而實現虛擬仿真監控，包括對MCD平臺建立的運動仿真模型進行優化，通過XML變量匹配PLC輸入/輸出（I/O）數據，利用OPC Server作為MCD與PLC通信的橋梁，從而實現MCD與PLC的數據交換，完成虛擬仿真監控。

以天棚控制方法為理論基礎，結合磁流變減振器的工作機制，建立了磁流變半主動懸架硬件結構系統，并通過在實車試驗平臺上實驗分析了被動懸架和磁流變半主動控制懸架的平順性。結果表明，相比于被動懸架，磁流變半主動懸架能夠很好地抑制低頻段車體垂直方向的加速度變化和振動幅值，從而提高車輛平穩性和舒適性。

提出了一種基于FPGA的低截獲概率衛星測控信號捕獲解決方案。基于AD+FPGA的硬件架構完成了帶寬為200 MHz的跳頻和直接序列擴頻混合擴頻信號的解跳、解擴，實現了基于Xilinx的快速傅里葉變換IP核的擴頻碼的快速滑動碼相關，以及多跳積分結果的相干累加，并采用相對門限法進行了捕獲判決。板上試驗結果證明了該方案的捕獲性能，最大捕獲時間小于4 s，捕獲概率達到99%，虛警概率小于0.001。該系統已應用于北斗二代導航MEO衛星測控鏈路。

根據余數系統中模映射法則以及數論變換，將素數N點的DFT運算轉換為N-1點的循環卷積運算，建立了算法模型，給出了此算法的FIR濾波器圖解，并對加法器系數進行RAG優化，最后在ModelSim仿真平臺上，用Verilog語言實現該算法，并進行了仿真結果分析和工作量分析。RAG優化后減少了加法器數量，降低了路徑延遲。

隨著我國石油管道更新換代的提速，以及中俄石油管道訂單的簽約成功，我國在石油管道需求量上大幅提高，因此，在石油管道生產線上對管道進行實時成像及缺陷檢測變得尤為重要。基于Windows消息機制以及軟件模塊化設計思想，按照X射線實時成像的系統功能進行線程劃分，軟件采用面向對象的C++語言作為軟件編輯工具，并選擇Microsoft Visual C++6.0集成開發環境完成軟件開發。在圖像處理方面對灰度校正、灰度變換等進行了研究。

隨著三維可視化技術的高速發展和廣泛應用，很多應用工程領域需要三維地理信息系統顯示空間數據。據此介紹了marble的特點和應用方式，詳細論述使用VS2008和Qt構建marble源碼的基本過程。應用實例表明，基于marble的空間數據三維圖形顯示真實、形象、直觀。

目前電力網繼電保護系統中的光纖通信接口主要使用C37.94標準，為使其安全有效地接入同步數字體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)光傳輸網，提出了一種多模式保護倒換的方案，實現光口在不同工作條件下保護模式的靈活選擇。該方案可以支持自動、手動、強制和鎖定等操作模式。實驗結果表明，該方案可以滿足電力網中遠端保護設備和復用設備間的光纖通信光口保護要求。

云計算是當前計算機領域非常熱門的研究方向，在此背景下，闡述了云計算、私有云的相關概念及其應用。詳細介紹了開源云計算框架OpenStack及其核心組件。提出了一個基于OpenStack的私有云平臺架構方案，在實際工作中部署了私有云平臺并對相應的計算、存儲、網絡、鏡像等資源進行管理。

為實現壓力傳感器的溫度補償，采用BP神經網絡作為壓力傳感器軟件補償系統的核心算法，但由于BP神經網絡算法易陷入局部極值，因此采用具有全局搜索能力的算法—人工魚群算法（AFSA）進行優化，得到的結果是壓力傳感器的線性度提升1個數量級，溫度靈敏度系數降低2個數量級，得到了很好的補償效果。

自整角機信號發生器將輸入的數字角度信號轉化為模擬量，驅動自整角機旋轉，廣泛應用于控制系統中。國外的自整角機信號發生器產品進口周期長，并且進行技術封鎖，國內產品轉換精度較差，轉換速度較慢。針對國內外自整角機信號發生器存在的問題，介紹了一種以單片機為控制和處理核心的能夠將自整角機信號數字角量轉化為模擬角度的信號發生器的設計方案，分析了如何用單片機及D/A芯片實現將數字角量信號轉化為自整角機所需的三路模擬信號，改善了轉換速度和精度的問題，提高了穩定性和抗干擾性等性能。

設計了一種以STC單片機為核心的雙電源自動轉換開關控制器，具有自動檢測、診斷和控制的功能。系統電源出現故障時，短時間內能夠自動從故障電源切換到備用電源供電。給出了該控制器的硬件及軟件設計方案。該控制器切換時間短且抗干擾性強，具有較高的可靠性。

在信息論中，數據壓縮是數據處理的難題之一，尤其是圖像無損壓縮。JPEG－LS算法是公認的灰度圖像有效的壓縮算法。然而，對于計算機繪制的灰度圖像（如CAD、SOLIDWORK等），其壓縮效率低，限制了JPEG－LS的廣泛應用。提出一種基于兩步編碼法的圖像有效壓縮算法，即建模和編碼,算法與JPEG-LS灰度圖像壓縮標準進行對比實驗，實驗結果證明該算法提高了壓縮效率。

圖像的大部分結構信息都集中在了邊緣，在進行邊緣檢測時濾除一些與圖像計算不相關的信息，可減少計算中的數據量，使得計算更加便捷；在結構屬性上也得到了很好的保留，因此邊緣檢測方法在圖像視覺效果評估上是可行的。人眼對于一幅圖像的視覺并不是每一個圖像區域都具有同等的視覺重要性。可以建立一種數學方法，提取圖像中的視覺重要區域，對這些區域進行視覺效果評價。選取基于結構相似度方法作為最終評價方法，得到了一種全參考圖像質量評價算法。最后將實驗結果與3個圖像評價庫的參考結果進行擬合，得到的結果與其他算法相比表明，該算法更加符合人眼的視覺效果特性。

指紋圖像是由交錯排列的脊線和谷線組成，包含了豐富的紋理信息。為了獲得更為有效的紋理信息，首先將圖像分解為3個級別的區域塊，來校正小尺寸塊的方向角，以確定指紋的中心點位置，進而提高算法的運算速度；然后利用小波變換將指紋圖像由空間域轉換到頻率域，在頻率域進行多尺度分析，提取指紋圖像在不同頻率和方向上的局部紋理信息，提高指紋識別的準確率。該算法在以ARM11為處理器的嵌入式系統中實現。實驗結果表明，該算法能夠快速有效地識別指紋圖像。

傳統的手勢識別系統由特征提取和分類器組成，需要人工設計特征，但很難達到足夠滿意的效果且耗費大量的時間。將卷積神經網絡應用于手勢識別，能直接把圖像數據輸入網絡，且不用進行復雜的前期預處理。卷積神經網絡擁有很強的魯棒性和較低的復雜性，通過大量的仿真實驗，證明了該識別方法具有很好的識別效果，相比現有方法有較大的優勢。

針對現有的單一特征提取算法對運動想象腦電信號識別率不高的問題，提出一種以相關系數改進的經驗模態分解（EMD）的特征提取算法。對已有的BCI競賽數據中C3、C4兩個通道腦電數據進行預處理，之后通過EMD對腦電信號進行分解，得到IMF分量。通過計算原始信號與各階IMF分量之間的相關系數，選擇具有較大相關系數的IMF作為特征，由這些IMF分量的能量特征和平均幅值差來組成腦電信號的特征。使用支撐矢量機分類器（SVM）對左右手運動想象腦電信號進行分類。實驗結果表明，基于相關系數改進的EMD腦電信號的處理方法明顯優于只用EMD的腦電處理方法，得到的最高正確識別率為88.57%。從而證明了該方法的有效性。

針對LTER通信系統，對快時變信道估計問題進行了研究。采用基擴展模型對高速鐵路通信環境的快時變信道進行擬合，將信道沖激響應建模為基函數與系數相乘形式。通過理論推導，得到最優基函數系數。仿真結果表明，泛化復指數基擴展模型比多項式基擴展模型和復指數基擴展模型具有更好的均方誤差性能。此外，隨著基函數個數的增加，復指數基擴展模型的均方誤差逐漸減小。在信道衰落較嚴重時，三種基擴展模型均表現出較好的性能。

在現實生活中，許多大型的通信網絡或電力網絡都可以應用復雜網絡進行刻畫。然而網絡中某些“關鍵節點”一旦遭到攻擊極易引發相繼故障。這種現象的存在極大降低了網絡的可靠性。為了提高網絡對相繼故障的抵御能力，針對現有基于最短路徑的路由算法加以改進，降低“關鍵節點”在網絡中所起的作用，提高了網絡負載在各節點間分布的均衡性。通過在典型的復雜網絡上進行的仿真實驗，證明了改進的路由算法能夠大大增強網絡對相繼故障的抵御能力。

與常規矩陣變換器相比，雙級矩陣變換器（TSMC）由于其調制策略簡易、嵌位電路簡單、換流方式可靠等優點，成為目前研究的熱關。與傳統交-直-變換器相比，TSMC的中間直流環節無儲能元件，在采用雙空間矢量調制方法時，其整流側輸出PWM電壓，經逆變側變換為三相交流電。為獲得高質量的輸出電壓波形，從理論上對TSMC的輸入電流和輸出電壓進行諧波分析，并通過仿真驗證理論分析的正確性，為選取合適的元件以及濾波器參數提供了一定的依據。

研究了城市管網3DGIS的連通分析方法，利用廣度優先搜索算法根據管網流向信息進行正向和反向搜索來遍歷管網結點，基于SuperMap iObjects開發實現了管網3DGIS的連通性分析、上下游追蹤、共同上下游查找、最短路徑分析、查找源和匯等連通分析功能。

根據基于OLAP的whatif分析的查詢特點，使用分布式并行處理技術解決whatif分析性能較低的問題。以星座模型為基礎的whatif分析中，將多維聚集查詢分布到不同計算節點進行聚集計算，然后將各個計算節點的聚集計算結果合并輸出。該方法根據基于OLAP的whatif分析中其維表遠遠小于事實表的特性，將事實表中的記錄進行水平分片，充分利用各節點計算和I/O處理能力，以解決OLAP查詢中計算密集型及I/O消耗過大的難題。在該方法中，隨著計算節點數目的增加，其查詢時間隨之減少，有效地提升了分析效率。

為了模擬概率事件，針對擲骰子游戲規則，應用Linux系統下C語言多線程機制以及多個二值信號量以實現多個線程間循環同步。通過偽隨機數模擬擲骰子的點數，設計并實現了一個基于多線程方式模擬4人擲骰子游戲程序,并對1 000次游戲中每個游戲者獲勝的次數進行統計。可以看出，在多次游戲中，每個游戲者獲勝的概率符合概率分布規律。程序運行結果表明，利用信號量可有效實現多個線程間的同步與互斥，并簡化了程序結構。

超高解析度圖像產生器用于檢測超高解析度液晶顯示器的性能和品質。為了實現其便攜性和通用性，提出了一種基于FPGA與SD卡的設計方案。在檢測顯示器的質量時需要切換各種圖像輸出，為了縮短圖像輸出的時間，采用FPGA實現了SD卡的SD模式。實際應用表明，新型圖像產生器使用方便、數據傳輸快速可靠。

傳統市電開關需要人為干預，在某些重復定時開關場景下使用不方便，且需要人為判斷通斷的條件。設計了一種智能開關，可以實現設置時間段內開關的自動通斷，并且能夠借助傳感器數據輔助判斷通斷條件。實測結果表明，該系統工作穩定，控制界面簡潔友好。

機載攝像機是微型無人機實施戰術偵察的關鍵設備。本文突破傳統機載攝像機采用定焦或基于DSP聚焦的思路，在特定飛行高度，提出變倍同步聚焦技術，并對變倍同步聚焦的基本原理、臺階擬合法等技術進行了研究，對鏡頭凸輪曲線進行了設計，并利用ZEMAX軟件對凸輪曲線進行了擬合和優化，設計了相應的驅動控制電路和視頻采集系統。經過飛行測試驗證，所設計的快速變倍同步聚焦攝像機的性能達到了空中偵察要求。

極紫外光刻技術被認為是下一代最有潛力的光刻技術，對推動集成電路發展具有重要作用。極紫外光源是極紫外光刻技術的源頭，其技術水平直接制約了光刻技術的發展。氣體放電等離子體極紫外光源結構簡單，轉換效率高，適合大規模工業應用，具備良好的應用前景。現有氣體放電等離子體光源包括毛細管放電等離子體極紫外光源、激光輔助等離子體極紫外光源、等離子聚焦極紫外光源和中空陰極管放電等離子體極紫外光源等。近年來，極紫外光光刻技術工業化進展較快，該文對氣體放電等離子體技術做了綜述，掌握最新研究進展有助于推動我國相關領域研究。