量子计算与量子电路仿真技术

采用量子计算研究中最具代表性的电路模型模拟量子计算过程,实现Deutsch算法和量子Fourier变换的演算,构建了量子信息与计算的仿真平台雏形.实验平台采用量子寄存器结构作为存储媒介,在空间上优于矩阵形式,运算过程采用位操作避免了大量乘法运算的时间,实验结果可直接被其他重要量子算法所引用.采用新型结构减少了时间和空间耗费,运算过程更加简单直观,为平台的进一步完善提供了基础.     

基于视觉-IMU-编码器的SLAM新算法

VINS-Mono算法应用于轮式机器人时,由于惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)加速度计信噪比较小,观测尺度不准确,会出现定位精度下降。对此,提出了一种融合单目相机、惯性测量单元和编码器的改进算法。在VINS-Mono初始化和后端优化的目标函数中,增加编码器测量残差项,直接融合由编码器数据计算的速度,增强尺度的可观性,降低定位累积误差,提高了定位精度。另外,针对车轮打滑造成编码器速度测量不准的问题,利用IMU角速度计测量值计算打滑因子,自适应调整编码器残差项在目标函数中的权重及其鲁棒核函数的阈值,减小车轮打滑对定位结果的影响。在两轮移动机器人上的实验表明,改进算法具有较强的鲁棒性,定位精度比VINS-Mono提高了一个数量级。     

活塞型声源几何平均声压的声强计算方法

采用p-p法计算声强时,算术平均算法计算常规声压平均存在高频区误差较大、测量效率低等不足。针对这一情况,提出应用几何平均计算声压的方法,并以活塞声源为例,对两种声压计算方法得到的声强误差进行对比分析。结果表明：几何平均声强误差曲线随△r／r的变化更明显;随△r增大,两种计算方法测量频率上限均下降;与算术平均算法相比,几何平均算法更适合于宽频测量,且该算法计算机运算时间短,测量效率和测量实时性高。该研究提供了一种更为理想的声强计算方法。     

平面闸门行走支承滑动摩擦系数计算方法

为了解决平面闸门行走支承滑动摩擦系数计算方法问题,提出了基于黏着理论的滑动摩擦系数计算方法,并将滑动摩擦问题转化成接触面之间的犁沟效应和黏着效应.其中硬材料表面粗糙峰被简化为圆锥体,顶峰的高度在均值附近呈现正态随机分布,应用此随机平面模型对软硬材料之间的犁沟效应进行分析.另外采用"鹅卵石"模型计算黏着效应.此公式在计算摩擦系数与相对滑动速度之间的变化关系时与前苏联学者Крагепьский等提出的变化趋势非常相似,此外其结果还与丁华东等所做的试验结果近似.另外钢对钢、钢对青铜以及钢基铜塑复合材料对不锈钢的摩擦系数随着速度变化的数值与《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74—95)中规定的摩擦系数变化范围很接近.因此证明所提出的公式在计算行走支承滑动摩擦系数时具有一定的可靠性.     

基于非线性数据融合的冰层厚度自动测量应用研究

为解决黄河冰层厚度测量的误差大、精度低等问题,设计了一套针对黄河冰情特点的钻式冰层厚度自动测量系统,并研究了基于径向基神经网络的非线性数据融合处理技术.该测量系统首先通过电机(或破冰机)推动钻头在冰上钻孔,用压力传感器来判断钻孔动作的开始和停止;同时用钻头来带动编码器旋转,进行脉冲计数;当钻孔动作结束后,用钻头钻行速度和启停时间来计算冰层厚度,同时也通过编码器脉冲计数值来计算冰层厚度;最后以高斯基函数建立二元径向基的数学模型,将启停时间和脉冲计数值进行融合处理,得出冰厚测量结果.测量结果可在现场显示,也可通过GPRS无线传输到观测站.该测量系统不仅减少了人工操作带来的误差,而且克服了黄河水中杂质多、含沙量大等因素的影响,提高了系统的测量精度和稳定性,较适合在黄河及黄河流域库区冰厚测量进行推广使用.     

电力系统潮流计算的Matlab程序改进方法

针对牛顿-拉夫逊法潮流计算涉及复杂矩阵运算的问题，提出利用Matlab矩阵运算的优势，采用稀疏矩阵存储、节点编号优化、“左除”函数运算等改进方法，简化潮流计算程序，使计算速度明显提高。IEEE-14和IEEE-30标准算例分析证明了本文改进方法的有效性。     

基于LabVIEW并行运算的优化算法及其在Ni--Ti合金线材无模拉拔中应用

提出了一种采用LabVIEW并行运算提高传统遗传算法计算速度的方法,可实现多核计算机多线程的同时运算,从而大幅度提高运算效率.Ni--Ti合金线材无模拉拔初始阶段拉拔速度路径优化结果表明,在八核计算机上采用基于LabVIEW的多线程并行运算程序,与基于文本编程的MATLAB运算程序相比,前者运算时间仅为后者的1/8左右.Ni--Ti合金线材无模拉拔实验结果表明,采用本文智能优化后的拉拔速度路径,可使线材直径波动长度缩短至24 mm,远小于线性或S线型路径的最小直径波动长度.     

基于双自由度万向轮机构的爬壁机器人运动状态检测

摘要： 设计了基于双自由度万向轮机构的速度测量装置,该装置由双自由度滚轮、旋转编码器、角位移传感器和水平姿态传感器等构成.机器人运动时,利用水平姿态传感器检测爬行机构的转动角速度,双自由度万向轮机构利用角度传感器测量速度方向,利用光电编码器测量速度大小,实现对机器人运动状态的测量.根据其测量结果,建立了电动机输入和控制点运动状态之间的关系,为机器精确任务操作提供了基础.     

闸门水下自振频率的分析与计算

本文根据闸门在水体中振动的特性,对闸门振动时所受的随动水体的附加质量力和粘性阻尼力进行了分析.由于闸门动力特性与闸门本身的结构特性,支座方式,起吊机构的特性,在闸门槽中的紧固程度及闸门面板的水平倾角等有关,在计算闸门水上,水下的自振频率时,视县体情况分别将门体简化成刚性体或平面(空间)弹性刚架.根据上述原理、编制了相应程序.实例计算表明,附加质量力对水下闸门的自振频率有明显的影响.     

高性能计算中的亚式期权蒙特卡罗加速方法

研究蒙特卡罗控制变量方法在CPU(central processing unit)集群和GPU(graphic processing unit)计算环境中的实现问题.以离散取样的随机波动率下的算术平均亚式期权为例,选取合适的控制变量,分别研究了在CPU集群和GPU计算中算法与硬件并行加速两者的运算效率,并讨论了模型参数的变化对计算结果的影响.数值试验表明采用算法与硬件加速相结合的方法可以极大提高计算效率、缩短运算时间.     

气固两相流速度及质量流量的静电测量法研究

介绍了一种气固两相流速度及质量流量的静电测量方法,实现了静电法在气固两相流速度及质量流量测量中的应用．通过特殊设计的静电传感器系统,利用气固两相流中固相微粒的荷电信号直接测量两相流的速度和质量流量．速度测量采用互相关分析的方法得到静电信号相移时间,计算出固相速度;通过实验确定静电传感器上静电信号电压有效值与已知两相流质量流量的关系,建立了系统电压一质量流量曲线．实验结果表明,静电测量方法可准确跟踪并测量气固两相流的固相速度,实现两相流的在线无损检测．     

基于距离和信息的单目标精确跟踪

对仅有“距离和”测量信息的多传感器系统提出了一种对量测方程预处理的快速卡尔曼跟踪算法．该卡尔曼跟踪算法通过对量测方程预处理得到目标位置与“距离和”测量量成线性关系的观测方程；状态变量只选目标的空间坐标，而速度矢量仅作为确定性输入量加入状态方程，速度矢量通过引入速度“伪测量值”滤波得到．并同以前的跟踪算法仿真比较表明，该方法计算量小，收敛速度快，精度高，具有一定的实用价值．     

多头弹速度测量方法研究

简述了常规弹丸运动速度测量方法及和于多头弹速度测量存在的问题,介绍了一种实用的多头弹测量系统,并就提高速度测量精度的数据判读及处理方法进行了深入的讨论,大量的实验证明了该系统的可行性。     

反射式激光测速系统

设计一种用于气体炮的反射式激光测速系统.该系统不仅可以测量气体炮弹丸的着靶速度,而且还可以测量弹丸速度在碰撞过程中的连续变化.研究了该测速系统在工作过程中的功率衰减特性,分析了影响系统测量精度的主要因素,最后确定了该测速系统的测量不确定度优于1.0%.     

三参数法在线实时测量铝酸钠溶液的化学成分

提出了在线实时测量铝酸钠溶液化学成分（如苛性钠、氧化铝）的温度－体积质量－电导率法．通过正交回归设计方法建立铝酸钠溶液的体积质量、电导率和其化学成分以及温度之间关系的数学模型，该模型为一非线性二元二次方程组．现场应用时，只要测出铝酸钠溶液的温度、体积质量和电导率，代入上述方程，即可由计算机计算出铝酸钠溶液的化学成分．本文介绍了方法的原理、数学模型的建立过程及现场实验结果     

粒子成像测速技术研究进展

粒子成像测速（ＰＩＶ）作为一种流场测试的方法正受到越来越多的关注．其基本原理为测量流场中示踪粒子在一定时间间隔内的位移，从而获得流场速度的定量信息．对国内外关于ＰＩＶ技术在三维测量及信号处理技术方面的进展进行了综合研究．该技术有良好的发展前景，随着计算机技术和图像处理技术的发展．不仅能测试流场的瞬时流动特性，还可以完成与时间相关的流动特性测试，对现代流体力学的研究和发展，将有重要影响．     

曲面的自动跟踪测量和密集数据采集

本文提出一种由微计算机控制的自动跟踪测量和密集数据采集系统。模拟量测头自动沿着任意未知被测表面运动，计算机实时地计算出接触点坐标。改变测头高度位置，可以得出一系列等高的轮廓点，从而建立几何形体测量数据库。此技术可应用在三坐标测量机上实现曲面测量自动化。 文中提出了跟踪测量原理和实验系统，最后给出测量实例和输出结果。     

基于RISC处理器的实时交通计测系统

目的 研究交通流的实时测量,测量车辆台数,速度等基本交通参数,以期为交通部门提供必要的效能流参数统计量。方法 用差分方式对交通流进行实时图像处理,用精简指令集计算机（ＲＩＳＣ）作为主处理器,运用其高速数据处理能力进行系统的实时化和实用化研究。结果 完成了交通流计测的实验装置,并且进行了图像处理软件算法的设计和调试。结论 实际道路的交通测量证明,测量精度在９５％以上,系统可以适应环境光的突变和渐变的     

基于近似计算方法处理物理实验数据

在用静力称衡法测密度、用混合量热法进行量热和用落球法测液体粘度的实验中,分别采用微分近似计算、积分近似计算和微分方程近似解的方法,针对系统温差对密度测量值的影响、曲线区域面积对系统和外界交换的热量相互补偿和速度均匀度对液体粘度测量值的影响进行了实验数据处理和分析,阐述了近似计算的数学方法、应用场景、适用条件和近似度.在物理实验过程中,近似计算方法对于数据处理是必不可少的,掌握其能培养学生的思考和分析能力,同时也能为物理实验教学提供较强的理论依据.     

超声波法在基桩反射波检测中的应用

分析基桩反射波法检测中对桩长的校核和桩身砼强度等级的确定存在的问题．提出用超声波法测量桩头的速度来改进桩身波速的经验值．桩身砼的波速和砼的强度之间具有一定的相关性,而利用超声波法测定波速后可以得到砼的强度．工程实测表明,该方法可有效地应用于桩身长度的测定和桩身砼强度的确定。