摘要：针对斜拉桥缆索检测专用机器人的安全回收要求,提出了一种基于反电动势理论的安全节能回收方法.应用曲柄滑块机构驱动气缸设计了气体阻尼装置,以消耗机器人下降过程中因重力作用产生的多余动能.建立了机构数学模型,并对下降速度进行了仿真.进行了实验室及长江某斜拉桥现场试验.试验结果表明机器人能够携带3.5 kg重物,沿直径为65～205 mm、倾角为30°～90°的缆索自动平稳匀速下滑,实现了电路系统出现故障时机器人的安全快速回收.

摘要：星型连接是OLAP中重要的操作,事实表与维表基于星型连接执行多维分析处理.星型连接的性能取决于连接性能.当前研究主要集中在如何在不同的处理器平台上优化哈希连接性能,然而如何获得最优的哈希连接参数或实现是一个复杂的问题.哈希连接不依赖于模式的语义信息,然而却可以在事实表与维表之间通过维映射特征进一步优化连接性能.该文提出了一种新颖的面向OLAP负载的向量索引以提高事实表与维表之间的连接性能.从模式的角度来看,维表可以映射为向量索引,每一个事实表记录可以直接映射到向量索引上的相应位置,无须执行基于值匹配的哈希连接操作.从实现技术的角度看,向量索引是一种位图索引、字典表压缩、主外键参照完整性约束和连接索引相结合的技术.系统化的设计使向量索引可以扮演多种角色:(1)向量索引与位图索引类似起到过滤作用;(2)向量索引相对于只存储0或1的位图索引使用更多的位来表示更多的信息;(3)映射或创建自动增长的主键作为向量索引地址并且更新相应的外键,将主外键参照完整性约束转换为向量参照约束;(4)外键连接操作简化为通过外键值引用向量单元.基于向量索引,OLAP中代价大的星形连接可以抽象为向量索引计算,OLAP查询可以简化为基于向量索引的单表扫描处理.向量索引简化的设计不仅可以提升性能,而且降低了在GPU平台实现的复杂度.本文首先讨论了向量索引机制和如何在数据库中应用向量索引;然后设计向量索引更新机制,以保证在更新时向量参照约束;最后提出基于向量索引的OLAP框架来提高内存数据库OLAP性能.基于向量索引的星型连接可以用作GPU上的OLAP加速器,使CPU可以将计算密集型负载转移到高性能GPU平台来加速OLAP处理.实验结果表明向量索引更新代价较低,而向量引用性能收益较大.更重要的是,向量索引支持OLAP中的星形连接操作在内存数据库引擎之外进行加速,降低了内存数据库的CPU负载,或者将星形连接负载通过硬件级加速器,如GPU进行加速.基于向量索引的星型连接可以显著提升CPU和GPU平台上的星型连接性能,相对于内存数据库Vector,在SSB Q4.1查询可以获得最大3倍的性能提升,平均性能提升了1.2倍.

摘要：为提高蜂窝夹芯结构共面方向的承载性能,从仿生序构角度,提出一种组合型类蜂窝夹芯结构,并对其面内力学性能进行研究。首先,从深海鱼的骨骼结构中仿生设计出一种功能基元,并将该基元4个一组在空间组合成一个基本单元,再将此单元在水平和垂直方向上阵列得到一种四边形里嵌套八边形的组合型类蜂窝夹芯结构;然后,根据胞元理论将该结构进行简化,采用经典梁弯曲理论与胡克定律推导出其面内等效力学参数公式;采用压缩实验和数值模拟进行力学参数的对比验证,得到该结构面内等效弹性模量的实验值、仿真值与理论值之间的误差分别为13.68%和10.60%,验证了组合型类蜂窝夹芯结构面内等效力学参数的准确性。在相同等效密度下,将所设计的组合型类蜂窝夹芯结构和该课题组以前提出的“超轻多孔”类蜂窝夹芯结构进行等效力学性能对比实验,结果表明:所设计的组合型类蜂窝夹芯结构的面内等效弹性模量是类蜂窝夹芯结构的20倍左右,其刚度有显著提升,该研究成果为新型蜂窝结构创新设计提供了思路。

摘要：研究了真实光线追迹优化光学系统的方法以简化高斯光束整形系统的光学设计。理论分析了高斯光束整形原理,并选择超洛伦兹函数作为平顶光分布函数;根据能量守恒原理,推导了高斯光束整形系统中任意光线在入射面与出射面的坐标变换关系。针对该系统的特点,使用Zemax编程语言(ZPL)编写计算坐标变换的ZPL宏指令,并优化设计了高斯光束整形系统。最后,利用金刚石单点车削法加工该非球面光学系统,并利用光束分析软件对系统的整形效果进行了测试。测试结果表明,利用该方法设计的非球面透镜实现了高斯光束的整形变换,平顶光的均匀度为87.1%。该方法简单实用,计算量小,可应用于实际工程设计。

摘要：多酸基多相催化剂研究的重点和难题在于实现活性组分的良好分散和稳定负载.本文通过将催化活性组分多酸插层到离子液体修饰的层状硅酸盐限域空间内,制备了一种新型多酸基催化材料.通过扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、能量色散X射线等谱学技术对催化剂进行了详细表征.结果表明,多酸在层状硅酸盐限域空间内实现了高分散、稳分散和均匀分散;层内共价修饰的离子液体有助于有机底物与多酸活性组分的可接近性,促进传质,提高反应效率.将所设计的催化材料应用在环辛烯的环氧化反应中,显示了优异的催化效率和选择性, 1 h对反应产物的收率可达98%.这为今后设计与创制高效多酸负载型催化剂提供了新的思路.

摘要：提出了一种基于极值加权平均分数维特征提取的虹膜识别方法．针对亚洲人虹膜纹理反差弱的特点,设计了高分辨率虹膜采集设备;利用形态学和圆形边缘检测算子定位虹膜,并将虹膜纹理映射到极坐标空间;定义了一种新的图像分数维一极值加权平均分数维,用于提取虹膜特征;最后,利用相关分类器对虹膜特征矩阵进行匹配识别．试验表明极值加权平均分数维能很好地提取虹膜特征,系统识别率高,速度快．

摘要：SUV白车身的结构形式、载荷形式等与三厢式轿车白车身不同。为了实现某SUV白车身结构的自动快速轻量化设计,建立了该SUV白车身隐式参数化模型。首先利用相关性分析方法分析预先给定的90个位置、形状及厚度等设计变量对车身结构刚度的影响,筛选出具有轻量化潜力的设计变量。然后对筛选出来的30个设计变量进行多性能优化设计,最终取得了良好的轻量化效果。研究结果表明,隐式参数化建模方法及基于相关性分析的多性能优化轻量化设计方法可以应用于SUV车身结构轻量化设计,具有较好的工程指导意义。

摘要：利用相变材料储热密度大、比热容高等优势,设计了一种含相变材料的新型一体化热防护结构(PCM-ITPS),并通过数值计算分析了其隔热特性。结果表明,在一体化热防护结构底板处铺设相变材料可吸收热短路效应导入的过量热载,改善结构的隔热性能。然后设计并制备PCM-ITPS试验件,通过隔热性能测试试验对结构隔热特性进行验证。在此基础上进行热应力分析验证其承载性能,并以结构参数为设计变量,隔热和承载性能要求为约束条件,实现了PCM-ITPS结构的轻量化设计,优化后PCM-ITPS方案相对传统ITPS方案减重23.35%。以上工作为促进热防护系统的设计-制造一体化进程提供必要的理论储备与技术支持。

摘要：物联网是一个多网异构融合网络,其感知层常面临各类安全威胁。物联网网关作为感知层和网络层的桥梁,应当具备安全管理功能,防止安全问题向上层扩散。针对物联网网关目前安全方面的不足,以物联网网关中间件技术为平台,设计一个通用的物联网网关安全系统。该系统可以嵌入不同的安全协议或算法,然后进行建模与分析,能够辅助安全网关的设计和具体实现。利用时间自动机对系统进行形式化建模与验证,验证结果表明物联网网关安全系统满足机密性、可用性、真实性、顽健性、完整性和新鲜性6项安全需求。

摘要：针对中药的组分配伍优化设计,提出一类中药药效智能预测及定量组效关系(QCAR)建模方法.采用全新设计的自适应浮点编码遗传算法,并与反向传播(BP)算法集成用于神经网络学习训练,既改善了神经元网络获得全局最优解的能力,又消除了经典遗传算法(GA)在编码与解码时产生的截断误差,从而提高了QCAR模型的训练与预报精度.以中药当归为实例对该方法进行应用研究.结果表明,无论是交叉验证还是独立检验均取得较好效果,明显优于常规建模方法,可用于对中药药效进行智能预测.