基于AUV的航迹追踪自适应UKF算法

无迹卡尔曼滤波算法(UKF,unscented kalman filter)是一种常见的(AUV,autonomous underwater vehicle)加权统计线性回归航迹追踪算法,其算法冗余度低于(EKF,extended kalman filter)、(PF,particle filter)及(PSO,particle swarm optimization)等数值优化算法,且算法效率较高。然而,UKF控制算法中的系统采样时间间隔通常会被设置为常数,由此可能会产生预测值的误差累积,从而影响导航预测结果的精度。因此,笔者提出了基于AUV的航迹追踪自适应无迹卡尔曼滤波算法(AUKF,adaptive unscented kalamn filter algorithm),以期降低预测算法的累积误差。该预测方法依据标准UKF算法的原理,通过构造相应的约束、判断与反馈机制,调整系统状态方程中每一步的采样间隔t,从而提升算法的航迹追踪精度并减少过程噪声及传感器噪声对预测过程的影响。最后,通过仿真实验与结果对比,近一步验证了之前所提出的设想。     

具有能量收集的认知双向协作中继网络中断概率分析

为了延长认知中继网络的生存时间和降低中断概率,提出了具有多主接收端的专用信号塔(PB,Power-beacon)辅助能量收集认知双向协作中继网络,并研究了采用译码转发模式和机会中继选择策略的衬底式认知网络中断性能。网络中次用户发射功率由收集自PB的能量和主接收端的干扰约束决定。推导了Rayleigh块衰落信道下次网络的精确中断概率,结果表明增大PB发射功率或主网络干扰约束将使中断概率单调下降。此外,还推导了有干扰约束和无干扰约束的次网络渐近中断概率,研究了中断饱和现象,PB位置对中断概率的影响,以及主接收端和中继数量、次网络端到端容量以及能量收集比率与中断概率之间的关系。仿真结果验证了理论推导。     

初始各向异性砂土不排水剪切特性试验研究

合理运用砂土的毛细特性制备具有水平和竖直沉积方向的松、密砂样,进行一系列三轴固结不排水剪切试验,分析沉积方向对砂土偏应力、应力比和孔压的影响,探讨砂土密实程度与该影响的关系.研究表明:沉积方向水平时松砂的偏应力极值比沉积方向竖直时的小.沉积方向水平时密砂偏应力发展呈应变软化特征,沉积方向竖直时密砂偏应力发展呈应变硬化特征.沉积方向水平时松砂应力比数值比沉积方向竖直时的数值小,沉积方向水平时密砂应力比数值比沉积方向竖直时的数值大.沉积方向水平时孔压发展速度比沉积方向竖直时的更快.沉积方向竖直时松砂试样更容易破坏,沉积方向水平时密砂试样更容易破坏.     

城市化进程对热环境影响的WRF/UCM评估方法

建立了一种评估总规尺度城市规划布局对热环境影响的高精度模拟方法．实现了高精度土地利用、地形等数据向WRF静态数据场的转化,并确立了所需的物理方案和UCM城市参数．以大连连续晴朗天气2015-08-09—2015-08-14为例,进行了100 m的高分辨率模拟,模拟结果与气象站观测值吻合较好．以1993年和2020年的两种土地利用和规划资料进行了WRF模型对比试验,结果表明自1993年以来,随着城市扩张,城市温度不断升高,平均风速下降．城市总体升温幅度为0.56 ℃,甘井子区、金普新区等地区温度上升最明显,在1.0~1.5 ℃．温度上升幅度超过1 ℃的地区占城市总面积的12.6%．中山区、西岗区、沙河口区等城市建成区的温度升高范围较小,介于0.3~0.8 ℃．金普新区风速下降最明显,下降平均值为0.62 m·s-1;中山区、西岗区、沙河口区的城市扩张与1993年相比并不明显,但受到周边影响,风速也有所下降．     

基于振动台实验的液体晃荡激励参数敏感性研究

为评估不同参数对晃荡冲击压力的敏感性,基于振动台实验研究了运动幅度、水深尤其是外激励频率对晃荡冲击压力的响应规律.实验中,运动幅度分别为3、5、7 mm,水深分别为9和20 mm,外激励频率的范围为0.5f_0～2.0f_0(f_0为固有频率).通过计算相同实验条件下两组实验数据的决定系数讨论了运动幅度、水深及外激励频率对实验数据可重复性的影响.研究发现浅水晃荡中最大压力的响应频率略大于理论上的固有频率,而有限水深晃荡中最大压力的响应频率略小于理论上的固有频率.运动幅度仅在共振频率附近对晃荡冲击压力较敏感.压力时程曲线的瞬态阶段主要受外激励频率和固有频率调制,稳态阶段仅受外激励频率及其倍频的影响.     

动力翼伞系统耦合补偿控制策略研究

动力翼伞系统是具有强非线性、强耦合特性的系统,其精确控制比较困难.动力翼伞系统具有两个控制通道,控制的难度在于纵向推力对下偏控制存在着非线性的强耦合作用,在受到风场干扰时会导致系统耦合加剧,从而在控制过程中引起较大偏差,甚至导致系统失速.本文提出了一种基于耦合补偿的自抗扰控制策略,并将该非线性耦合关系设计为扩张状态观测器中的已知扰动,从而提高了控制器的跟踪性能.在动态耦合补偿的基础上改进控制律,将非线性动力翼伞系统设计成易于控制的独立积分器,从而提高横向轨迹跟踪控制器的抗干扰性和控制跟踪性能.通过仿真实验可验证该控制策略优于传统的自抗扰控制（active disturbances rejection controller,ADRC）和PID控制.      

HPLC-UV-ELSD同时检测新型催泪喷射器中的合成辣椒素与吐温20

为检测警用催泪喷射器中合成辣椒素和吐温20的质量浓度,建立了一种紫外与蒸发光散射检测器联用的高效液相色谱方法（HPLC-UV-ELSD）.其中紫外检测器检测合成辣椒素（SC）、蒸发光散射检测器检测吐温20.检测条件为:流动相为甲醇:水（80∶20）,流速1 mL/min,紫外检测波长280 nm,柱温28℃;蒸发光散射检测器空气载气流量2.5 L/min,漂移管温度为60℃,雾化载气流压力设置为0.5 MPa.在合成辣椒素质量浓度为196~980 μg/mL范围内,吐温20在质量浓度为212~1 060 μg/mL范围内呈良好的线性关系（R2>0.999）,回收率均在90%~110%范围内.本方法已成功应用于实际警用催泪喷射器填充剂的检测.      

量子乘法器的设计及其实现方法

乘法器在数字信号处理和数字通信领域应用广泛,如何实现快速高效的乘法器关系着整个系统的运算速度。提出了一种新颖的量子乘法器设计方法,利用量子门设计一位量子全加器,并将n个一位量子全加器叠加在一起设计n位量子全加器,实现2个n位二进制数的加和;再利用2个控制非门设计置零电路,并使用置零电路设计量子右移算子;对二进制数乘法步骤进行改进,利用量子全加器和量子右移算子设计量子乘法器,同时设计实现此乘法器的量子线路。时间复杂度分析结果表明,本方法与目前最高效的量子乘法器具有相同的时间复杂度,并具有更简洁的实现方法。     

基于移动信令数据的城市热点识别方法

城市热点的识别对于探索解决引导性的人群疏散、规避交通拥堵等问题提供新途径,并为基于位置服务(location based services,LBS)如商铺选址、旅游导航等提供重要的科学参考,具有重要的应用价值。随着个人手机终端的普及与发展,手机已经成为研究用户行为特征的一种理想的探测器。提出了将手机信令数据融合兴趣点(point of interest,POI)数据来挖掘城市的热点区域并进行功能类型标定,重点通过手机信令数据研究人流的出行行为和在蜂窝的驻留时长情况来识别活跃蜂窝,并进一步通过基于密度的聚类算法判别热点区域。选取了重庆市较场口一定范围区域作为研究区域,数据来源于重庆某移动运营商提供的用户手机信令数据,通过实验实例验证分析,证明了该方法可快速识别出城市热点区域,并具有较高的准确性。     

基于元胞自动机的30CrMo钢动态再结晶组织演变规律研究

根据30CrMo钢的热模拟实验数据,建立了基于动态再结晶物理机制的位错密度、形核率及晶粒长大模型,并采用元胞自动机(CA)方法模拟了30CrMo钢在不同温度及应变速率下的微观组织演变规律。结果显示,通过CA方法模拟得到30CrMo钢的流变应力曲线及平均晶粒尺寸均与实验值吻合较好,所建模型的有效性和准确性得到验证。当应变速率一定时,变形温度越高越利于动态再结晶的充分进行,稳态下晶粒尺寸相对较大;而当变形温度一定时,高应变速率条件下材料的形核率较大,再结晶晶粒较细小。