摘要：针对海底观测网中海洋动力环境参数的长期实时监测问题,研究和设计了深海海洋动力环境原位实时监测系统。该系统采用温盐深仪(电导率、温度、深度(CTD)测量系统)、声学多普勒流速剖面仪(ADCP)、声学多普勒流速仪(ADV)、浊度传感器和溶解氧传感器等海洋仪器作为数据采集设备,搭建了以嵌入式ARM内核微处理器为核心的硬件平台,基于Linux操作系统设计了长期实时监测软件。该深海海洋动力环境原位实时监测系统于2011年4月至10月,在美国蒙特利海湾在接入海底观测试验网——蒙特利加速研究系统(MARS)下连续运行187天,试验结果表明该系统可以长期稳定地实时获取海洋动力环境原位数据。

摘要：研究受外部持续扰动的一类不确定性非线性网络控制系统的扰动抑制问题.提出一种状态变量代换,将控制时滞转移到闭环控制回路之外,从而消除了时滞部分对控制系统稳定性的影响.利用内模原理给出了系统无静差扰动抑制补偿器的设计方法,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,证明了保成本控制律的存在条件,并给出了无静差保成本控制器的设计方法.仿真结果验证了该控制算法的有效性.

摘要：为探究多参数耦合作用下的海洋立管动力响应,设计并开展了海洋立管动力响应模型实验。模型实验的主要研究参数分为立管设计参数与流场参数。立管参数:弹性模量,边界条件、顶张力,流场参数:流速和波浪参数(波高及周期)。综合考虑5种参数进行实验室的海洋立管模型实验,模型材料选取了铝(aluminum,Al)和有机玻璃(polymethyl methacrylate,PMMA),分别定性的对应金属立管及纤维复合材料增强海洋立管;边界条件采用两端铰接(S-S)和铰接-固接(S-F);顶张力选取10 N和30 N;外流速采用0.3 m/s和0.7 m/s;波浪考虑波浪的大小分别选择周期为1.0 s、波高为5 cm的小波浪和周期为2.0 s波高为15 cm的大波浪。实验研究了立管模型在32种不同工况参数搭配下的动力响应情况,通过对实验数据分析,得出了多参数耦合作用下各参数对海洋立管的影响效果。结果表明:立管振幅与弹性模量、约束数量以及顶张力的大小成反比,与流速及波浪大小正相关,特别是在垂直来流方向,直接影响立管是否发生明显的涡激振动。

摘要：研究算子系统滑模变结构控制的综合问题.首先,利用线性矩阵不等式方法给出了切换面存在的充分条件,分析了算子变结构控制系统的到达条件,将连续系统和离散系统统一到算子系统.基于指数趋近律,给出滑模变结构控制一般方法.其次,给出一类算子不确定系统的滑模控制器设计,分析了准滑动模态的渐近稳定性,使得系统具有良好的动态性能.最后,用一个仿真实例说明在采样周期取值非常小的前提下,该方法设计的滑模变结构控制仍具有可行性和有效性.

摘要：针对水体小角度范围内后向散射强度测量难的问题,基于沙氏成像原理设计了水体沙氏激光雷达系统。介绍了水体沙氏激光雷达系统的设计、模拟及搭建,并对去离子水、自来水及河水三种水体进行水槽实验。详细介绍了多测量介质条件下的距离校正方法。将后向散射的光束宽度和强度变化情况与分光光度计测量数据进行比较,发现激光光束的宽度及强度变化表征光束衰减情况,同时可表征不同水体的后向散射强弱规律。分光光度计数据与水体沙氏激光雷达数据结果具有较好的一致性。

摘要：为提高移动多智能体系统的覆盖控制效率,通常要求移动智能体在覆盖控制过程中进行多信息甚至全信息交互.在此情形下,覆盖控制成本和能耗将大幅增加.如何在提高移动智能体覆盖效率的同时,尽可能降低控制成本一直是移动智能体覆盖控制领域的重要课题之一.本文研究非完全信息条件下的移动多智能体覆盖控制方法,提出了基于虚拟排斥力的移动多智能体覆盖控制合作博弈算法.首先,将移动多智能体集群分解为若干个子集群,群中每个智能体只能观测到各自周围一定范围内其他智能体的信息,将移动多智能体集群的覆盖控制问题转化为非完全信息条件下移动多智能体子群的合作博弈分布覆盖问题;其次,给出了各移动智能体子群的博弈规则,并提出了一种基于虚拟排斥力的智能体分布覆盖博弈决策策略,用以计算并确定集群中每个智能体在覆盖控制过程中的新候选位置;第三,将移动多智能体系统覆盖控制问题分解为以刚性虚拟结构为参照系的覆盖控制问题,简化了多智能体系统覆盖控制中位移路径的规划设计.仿真算例表明,本文提出的基于虚拟排斥力的覆盖控制合作博弈算法,可以实现不完全信息条件下移动多智能体系统的分布覆盖控制任务,有效节约移动智能体的覆盖控制成本;同时,和已有的覆盖控制算法相比,本文提出的动态合作博弈覆盖算法,覆盖控制过程中智能体移动次数更少,覆盖率更高.

摘要：该文提出一种基于单基站六角单极定向天线阵列的到达角(Angle Of Arrival,AOA)估计方法,用于超宽带(UWB)室内精确定位。该文设计的AOA估计方法是通过测量各天线接收脉冲幅度信息,结合加入了动态参数的天线阵列的波束方向图,从而获得AOA,避免了传统多基站定位系统中采用测量脉冲到达时间差的方法带来的部署困难以及精度不足问题。仿真结果显示,使用该文提出的AOA估计方法,估计误差小于1°的概率可达到96%,在IEEE802.15.4a CM3信道下,当定位距离为10 m时,定位误差小于15 cm的概率可达80%。因此,基于该文单基站AOA估计方法的UWB定位系统部署简单,并且可提供精确的定位精度,是一种有效的定位方法。

摘要：针对大规模城市场景受制于数据规模,难以实现完整场景的视觉无损渲染的问题,提出一种基于过程式纹理重构和混合层次细节(LOD)模型的渲染方法.首先提取纹理中的重复与对称特征,构造纹理的过程式语法表示,实现了约70%的数据压缩,并且用户可以直接控制过程式语法的生成;然后通过几何模型采样创建点、线和多边形混合的LOD表示并编码存储;最后根据屏幕空间投影面积选择LOD模型进行渲染.实验结果表明,与原始模型和几何LOD方法相比,该方法分别实现了约10倍和5倍的渲染加速,可以实时渲染城市级大场景;在大幅度提高渲染效率的同时,基于72个个体样本的用户感知评价测试和基于动态范围无关算法的自动化测试结果证明,该方法渲染结果的视觉质量与原始模型相比无显著差异,是一种视觉无损渲染方法.

摘要：考虑埋置基础侧面土体作用,对黏弹性半空间中埋置刚性圆柱状基础在水平简谐荷载作用下的动力响应特性进行了理论研究。基于弹性动力学理论,建立黏弹性土和基础的动力控制方程,并结合混合边值条件,使用Hankel积分变换得到基础水平动力放大系数和动力刚度表达式。将所得理论解与已知经典解对比以验证其正确性,并通过数值计算分析刚性基础和地基土的主要参数对动力放大系数和动力刚度的影响。分析结果表明:基础埋深比及侧面土体相对刚度可显著影响基础水平动力刚度和动力放大系数,且基础侧面土体作用对基础动力刚度的贡献占比随之增大而愈加突出。地基土体阻尼比和泊松比对基础刚度系数的影响较大,阻尼比对其影响随激振频率增大更趋明显,泊松比对其影响在低频和高频范围内得到相反的规律。

摘要：研究奇异摄动时滞系统次优控制的近似设计问题.基于奇异摄动的快慢分解理论,将系统的最优控制问题转化为无时滞快子问题和线性时滞慢子问题;利用Chebyshev多项式级数方法将时滞慢子问题的近似求解问题转化为线性代数方程组的求解问题,进而得到原系统的次优控制律,该控制律由Chebyshev多项式级数的基向量表示.仿真算例表明了该方法的有效性.