机电一体化概念设计(Mechatronics Concept Designer,MCD)是西门子工业软件有限公司研发的全新仿真平台，比传统WinCC仿真效果更加清晰直观、便捷。MCD尚处于研发阶段，与PLC进行通信的过程尚不能实现数据的完整交互。该文研究如何实现MCD仿真平台与PLC数据交换进而实现虚拟仿真监控，包括对MCD平台建立的运动仿真模型进行优化，通过XML变量匹配PLC输入/输出（I/O）数据，利用OPC Server作为MCD与PLC通信的桥梁，从而实现MCD与PLC的数据交换，完成虚拟仿真监控。

以天棚控制方法为理论基础，结合磁流变减振器的工作机制，建立了磁流变半主动悬架硬件结构系统，并通过在实车试验平台上实验分析了被动悬架和磁流变半主动控制悬架的平顺性。结果表明，相比于被动悬架，磁流变半主动悬架能够很好地抑制低频段车体垂直方向的加速度变化和振动幅值，从而提高车辆平稳性和舒适性。

提出了一种基于FPGA的低截获概率卫星测控信号捕获解决方案。基于AD+FPGA的硬件架构完成了带宽为200 MHz的跳频和直接序列扩频混合扩频信号的解跳、解扩，实现了基于Xilinx的快速傅里叶变换IP核的扩频码的快速滑动码相关，以及多跳积分结果的相干累加，并采用相对门限法进行了捕获判决。板上试验结果证明了该方案的捕获性能，最大捕获时间小于4 s，捕获概率达到99%，虚警概率小于0.001。该系统已应用于北斗二代导航MEO卫星测控链路。

根据余数系统中模映射法则以及数论变换，将素数N点的DFT运算转换为N-1点的循环卷积运算，建立了算法模型，给出了此算法的FIR滤波器图解，并对加法器系数进行RAG优化，最后在ModelSim仿真平台上，用Verilog语言实现该算法，并进行了仿真结果分析和工作量分析。RAG优化后减少了加法器数量，降低了路径延迟。

随着我国石油管道更新换代的提速，以及中俄石油管道订单的签约成功，我国在石油管道需求量上大幅提高，因此，在石油管道生产线上对管道进行实时成像及缺陷检测变得尤为重要。基于Windows消息机制以及软件模块化设计思想，按照X射线实时成像的系统功能进行线程划分，软件采用面向对象的C++语言作为软件编辑工具，并选择Microsoft Visual C++6.0集成开发环境完成软件开发。在图像处理方面对灰度校正、灰度变换等进行了研究。

随着三维可视化技术的高速发展和广泛应用，很多应用工程领域需要三维地理信息系统显示空间数据。据此介绍了marble的特点和应用方式，详细论述使用VS2008和Qt构建marble源码的基本过程。应用实例表明，基于marble的空间数据三维图形显示真实、形象、直观。

目前电力网继电保护系统中的光纤通信接口主要使用C37.94标准，为使其安全有效地接入同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)光传输网，提出了一种多模式保护倒换的方案，实现光口在不同工作条件下保护模式的灵活选择。该方案可以支持自动、手动、强制和锁定等操作模式。实验结果表明，该方案可以满足电力网中远端保护设备和复用设备间的光纤通信光口保护要求。

云计算是当前计算机领域非常热门的研究方向，在此背景下，阐述了云计算、私有云的相关概念及其应用。详细介绍了开源云计算框架OpenStack及其核心组件。提出了一个基于OpenStack的私有云平台架构方案，在实际工作中部署了私有云平台并对相应的计算、存储、网络、镜像等资源进行管理。

为实现压力传感器的温度补偿，采用BP神经网络作为压力传感器软件补偿系统的核心算法，但由于BP神经网络算法易陷入局部极值，因此采用具有全局搜索能力的算法—人工鱼群算法（AFSA）进行优化，得到的结果是压力传感器的线性度提升1个数量级，温度灵敏度系数降低2个数量级，得到了很好的补偿效果。

自整角机信号发生器将输入的数字角度信号转化为模拟量，驱动自整角机旋转，广泛应用于控制系统中。国外的自整角机信号发生器产品进口周期长，并且进行技术封锁，国内产品转换精度较差，转换速度较慢。针对国内外自整角机信号发生器存在的问题，介绍了一种以单片机为控制和处理核心的能够将自整角机信号数字角量转化为模拟角度的信号发生器的设计方案，分析了如何用单片机及D/A芯片实现将数字角量信号转化为自整角机所需的三路模拟信号，改善了转换速度和精度的问题，提高了稳定性和抗干扰性等性能。

设计了一种以STC单片机为核心的双电源自动转换开关控制器，具有自动检测、诊断和控制的功能。系统电源出现故障时，短时间内能够自动从故障电源切换到备用电源供电。给出了该控制器的硬件及软件设计方案。该控制器切换时间短且抗干扰性强，具有较高的可靠性。

在信息论中，数据压缩是数据处理的难题之一，尤其是图像无损压缩。JPEG－LS算法是公认的灰度图像有效的压缩算法。然而，对于计算机绘制的灰度图像（如CAD、SOLIDWORK等），其压缩效率低，限制了JPEG－LS的广泛应用。提出一种基于两步编码法的图像有效压缩算法，即建模和编码,算法与JPEG-LS灰度图像压缩标准进行对比实验，实验结果证明该算法提高了压缩效率。

图像的大部分结构信息都集中在了边缘，在进行边缘检测时滤除一些与图像计算不相关的信息，可减少计算中的数据量，使得计算更加便捷；在结构属性上也得到了很好的保留，因此边缘检测方法在图像视觉效果评估上是可行的。人眼对于一幅图像的视觉并不是每一个图像区域都具有同等的视觉重要性。可以建立一种数学方法，提取图像中的视觉重要区域，对这些区域进行视觉效果评价。选取基于结构相似度方法作为最终评价方法，得到了一种全参考图像质量评价算法。最后将实验结果与3个图像评价库的参考结果进行拟合，得到的结果与其他算法相比表明，该算法更加符合人眼的视觉效果特性。

指纹图像是由交错排列的脊线和谷线组成，包含了丰富的纹理信息。为了获得更为有效的纹理信息，首先将图像分解为3个级别的区域块，来校正小尺寸块的方向角，以确定指纹的中心点位置，进而提高算法的运算速度；然后利用小波变换将指纹图像由空间域转换到频率域，在频率域进行多尺度分析，提取指纹图像在不同频率和方向上的局部纹理信息，提高指纹识别的准确率。该算法在以ARM11为处理器的嵌入式系统中实现。实验结果表明，该算法能够快速有效地识别指纹图像。

传统的手势识别系统由特征提取和分类器组成，需要人工设计特征，但很难达到足够满意的效果且耗费大量的时间。将卷积神经网络应用于手势识别，能直接把图像数据输入网络，且不用进行复杂的前期预处理。卷积神经网络拥有很强的鲁棒性和较低的复杂性，通过大量的仿真实验，证明了该识别方法具有很好的识别效果，相比现有方法有较大的优势。

针对现有的单一特征提取算法对运动想象脑电信号识别率不高的问题，提出一种以相关系数改进的经验模态分解（EMD）的特征提取算法。对已有的BCI竞赛数据中C3、C4两个通道脑电数据进行预处理，之后通过EMD对脑电信号进行分解，得到IMF分量。通过计算原始信号与各阶IMF分量之间的相关系数，选择具有较大相关系数的IMF作为特征，由这些IMF分量的能量特征和平均幅值差来组成脑电信号的特征。使用支撑矢量机分类器（SVM）对左右手运动想象脑电信号进行分类。实验结果表明，基于相关系数改进的EMD脑电信号的处理方法明显优于只用EMD的脑电处理方法，得到的最高正确识别率为88.57%。从而证明了该方法的有效性。

针对LTER通信系统，对快时变信道估计问题进行了研究。采用基扩展模型对高速铁路通信环境的快时变信道进行拟合，将信道冲激响应建模为基函数与系数相乘形式。通过理论推导，得到最优基函数系数。仿真结果表明，泛化复指数基扩展模型比多项式基扩展模型和复指数基扩展模型具有更好的均方误差性能。此外，随着基函数个数的增加，复指数基扩展模型的均方误差逐渐减小。在信道衰落较严重时，三种基扩展模型均表现出较好的性能。

在现实生活中，许多大型的通信网络或电力网络都可以应用复杂网络进行刻画。然而网络中某些“关键节点”一旦遭到攻击极易引发相继故障。这种现象的存在极大降低了网络的可靠性。为了提高网络对相继故障的抵御能力，针对现有基于最短路径的路由算法加以改进，降低“关键节点”在网络中所起的作用，提高了网络负载在各节点间分布的均衡性。通过在典型的复杂网络上进行的仿真实验，证明了改进的路由算法能够大大增强网络对相继故障的抵御能力。

与常规矩阵变换器相比，双级矩阵变换器（TSMC）由于其调制策略简易、嵌位电路简单、换流方式可靠等优点，成为目前研究的热关。与传统交-直-变换器相比，TSMC的中间直流环节无储能元件，在采用双空间矢量调制方法时，其整流侧输出PWM电压，经逆变侧变换为三相交流电。为获得高质量的输出电压波形，从理论上对TSMC的输入电流和输出电压进行谐波分析，并通过仿真验证理论分析的正确性，为选取合适的元件以及滤波器参数提供了一定的依据。

研究了城市管网3DGIS的连通分析方法，利用广度优先搜索算法根据管网流向信息进行正向和反向搜索来遍历管网结点，基于SuperMap iObjects开发实现了管网3DGIS的连通性分析、上下游追踪、共同上下游查找、最短路径分析、查找源和汇等连通分析功能。

根据基于OLAP的whatif分析的查询特点，使用分布式并行处理技术解决whatif分析性能较低的问题。以星座模型为基础的whatif分析中，将多维聚集查询分布到不同计算节点进行聚集计算，然后将各个计算节点的聚集计算结果合并输出。该方法根据基于OLAP的whatif分析中其维表远远小于事实表的特性，将事实表中的记录进行水平分片，充分利用各节点计算和I/O处理能力，以解决OLAP查询中计算密集型及I/O消耗过大的难题。在该方法中，随着计算节点数目的增加，其查询时间随之减少，有效地提升了分析效率。

为了模拟概率事件，针对掷骰子游戏规则，应用Linux系统下C语言多线程机制以及多个二值信号量以实现多个线程间循环同步。通过伪随机数模拟掷骰子的点数，设计并实现了一个基于多线程方式模拟4人掷骰子游戏程序,并对1 000次游戏中每个游戏者获胜的次数进行统计。可以看出，在多次游戏中，每个游戏者获胜的概率符合概率分布规律。程序运行结果表明，利用信号量可有效实现多个线程间的同步与互斥，并简化了程序结构。

超高解析度图像产生器用于检测超高解析度液晶显示器的性能和品质。为了实现其便携性和通用性，提出了一种基于FPGA与SD卡的设计方案。在检测显示器的质量时需要切换各种图像输出，为了缩短图像输出的时间，采用FPGA实现了SD卡的SD模式。实际应用表明，新型图像产生器使用方便、数据传输快速可靠。

传统市电开关需要人为干预，在某些重复定时开关场景下使用不方便，且需要人为判断通断的条件。设计了一种智能开关，可以实现设置时间段内开关的自动通断，并且能够借助传感器数据辅助判断通断条件。实测结果表明，该系统工作稳定，控制界面简洁友好。

机载摄像机是微型无人机实施战术侦察的关键设备。本文突破传统机载摄像机采用定焦或基于DSP聚焦的思路，在特定飞行高度，提出变倍同步聚焦技术，并对变倍同步聚焦的基本原理、台阶拟合法等技术进行了研究，对镜头凸轮曲线进行了设计，并利用ZEMAX软件对凸轮曲线进行了拟合和优化，设计了相应的驱动控制电路和视频采集系统。经过飞行测试验证，所设计的快速变倍同步聚焦摄像机的性能达到了空中侦察要求。

极紫外光刻技术被认为是下一代最有潜力的光刻技术，对推动集成电路发展具有重要作用。极紫外光源是极紫外光刻技术的源头，其技术水平直接制约了光刻技术的发展。气体放电等离子体极紫外光源结构简单，转换效率高，适合大规模工业应用，具备良好的应用前景。现有气体放电等离子体光源包括毛细管放电等离子体极紫外光源、激光辅助等离子体极紫外光源、等离子聚焦极紫外光源和中空阴极管放电等离子体极紫外光源等。近年来，极紫外光光刻技术工业化进展较快，该文对气体放电等离子体技术做了综述，掌握最新研究进展有助于推动我国相关领域研究。