信息科学领域国家自然科学基金资助成果分析——基础研究水平抽样调查

为了系统地分析和总结20年来国家自然科学基金项目的研究成果及其在基础研究方面的推动作用,收集了1986—2004年信息科学领域国家自然科学基金资助的部分项目的数据信息,同时选取了几种在电子学与信息系统、计算机科学、自动化科学和半导体与光电子技术四大学科有国际和国内影响力的顶级学术刊物,逐年统计国家自然科学基金资助项目发表在这些刊物上的论文数量,并依据统计结果对各学科的基础研究水平进行对比分析,为将来完善自然科学基金导向作用的机制,进一步提高国家自然科学基金委对我国基础科学研究的推动作用提供合理化的参考意见。     

基于递推最小二乘法的炮控系统参数辨识仿真

炮控系统内部结构复杂,机理建模很难建立其较为客观的数学模型,针对这一问题,提出用递推最小二乘法对某型战车炮控系统辨识建模.首先对试验进行了设计,测得了某种工况下的炮塔速度阶跃输出曲线,并用跟踪微分滤波器对所得曲线进行了去噪处理,找出了被控对象的输入输出数据;其次运用递推最小二乘法对假定模型进行了模型参数估计,得到了被控对象的模型参数;最后用阶跃响应性能指标误差评价法对模型的有效性进行了验证.结果表明,该方法能准确地实现炮控系统的模型辨识,所建模型是有效可行的.     

Robust decentralized adaptive output feedback fuzzy controller design and application to AHS

A novel decentralized indirect adaptive output feedback fuzzy controller is developed for a class of large-scale uncertain nonlinear systems using error filtering. By the properly filtering of the observation error dynamics, the strictly positive-real condition is guaranteed to hold such that the proposed output feedback and adaptation mechanisms are practicable in practice owing to the fact that its implementation does not require the observation error vector itself any more, which corrects the impracticable schemes in the previous literature involved. The presented control algorithm can ensure that all the signals of the closed-loop large-scale system keep uniformly ultimately bounded and that the tracking error converges to zero asymptotically. The decentralized output feedback fuzzy controller can be applied to address the longitudinal control problem of a string of vehicles within an automated highway system (AHS) and the effectiveness of the design procedure is supported by simulation results.     

带有限容量缓冲库的多目标柔性作业车间调度优化

研究一类从无缝钢管生产实际中提炼出的作业车间调度问题.该问题具有生产工序间存在有限容量缓冲库,生产工艺路径柔性选择,生产设备需要转换时间,生产调度多目标等特点.针对具有这些特点的调度问题,构建了混合整数规划模型.鉴于其NP-hard性,设计改进的遗传算法进行求解,进而提出辅以局部搜索优化算法的方法,并通过企业生产实际数据比较和验证算法的性能及有效性.该模型和算法已被用于无缝钢管生产作业计划软件系统的开发,并在实际运用中取得了良好的效果,对各大钢管企业的生产调度均具有一定的实际指导意义.     

三缸内燃式水泵输出压力及流量

对三缸内燃式水泵的主动力系统和输出系统进行动力学分析,建立三缸内燃式水泵的工作模型.采用MATLAB语言,对三缸内燃式水泵的输出压力和输出流量特性进行仿真研究,给出仿真曲线.输出压力随油门开度增加明显升高,受转速变化影响不大.输出流量在1400 r/min左右时最小,在容积效率较高(1600~1800 r/min)时,输出流量较大,此后随着转速的升高,输出流量也随之减小.输出流量受油门变化影响不大.并对三缸内燃式水泵与发动机驱动柱塞泵系统的输出特性进行对比分析,输出流量在全工况基本一致,而输出压力在全工况改善了20.67%~87.67%.     

压电陶瓷驱动器的滑模观测器反演控制

针对压电陶瓷驱动器中固有的迟滞非线性问题,设计基于滑模状态观测器的反演控制器对其进行输出跟踪控制。首先对压电陶瓷驱动的系统模型进行分析,将迟滞非线性部分视为有界干扰;在此基础上设计滑模状态观测器,对压电陶瓷驱动器的速度状态进行估计,整个系统仅需要测量输出位置信息。对采用滑模状态观测器的系统进行反演控制器设计,最后通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统是稳定的,系统中的所有信号是一致最终有界的。仿真结果表明了方法的有效性。     

广域电力系统的量化输出反馈控制

采用量化器将测量输出数据进行量化,用于解决数据存储空间不足以及通信拥塞问题,便于系统扩展和监控.设计了基于观测器的量化输出反馈控制器,保证系统稳定性且改善系统的动态性能.通过电力系统仿真实验验证了该方法的有效性.     

基于混淆器的安全对称密码方案

 提出基于多比特输出点函数混淆器的、具有“动态”密钥的对称密码方案。满足完全熵的多比特输出的点函数混淆器（MBPFO）等同于一个具有“错误密钥检测性”的语义安全的对称密码功能,该方案用此混淆器实现了对称密码方案,方案用双密钥通过敏感函数构造的“动态”密钥,可以实现类似“一次一密”的密码体制功能,因此该方案具有更高安全性,并且实现简单。     

DTN网络中一种基于区域的缓存区管理策略

由于DTN低节点密度和网络拓扑结构的不断变化等特性,DTN网络中一般不存在端到端的连接,因此,DTN网络中采取"储存-携带-转发"的方式传输报文。同时为了提高DTN网络中报文的递交率,一个报文在网络中通常存在多个拷贝。当网络节点的缓存有限时,缓存策略就在很大程度上影响了DTN网络路由算法效率。文章提出了一种基于区域的缓存区管理策略,其对网络区域进行划分,通过估计报文在各个区域中数目以及对节点的运动特性进行分析来决定丢弃报文的顺序。仿真实验结果显示,与其他缓存区管理策略相比,所提出的策略可以明显地提高递交率和降低网络开销。