为了将新的、特殊的混沌系统应用在保密信号、图像加密和电路实现等领域,提出了一个带13次项的超高次四维超混沌系统.通过计算机模拟出了三维空间及二维平面相图,计算了Lyapunov指数谱,分析了该系统的平衡点.根据Lyapunov稳定性理论,设计出非线性反同步控制器,在反同步控制器的作用下,驱动系统与响应系统能够迅速同步.通过Matlab试验平台验证了该控制器的有效性.

针对某高校将会议礼堂改建为具有音乐厅、电影院和剧场等多功能类厅堂的需求，通过声学设计软件EASE对原有建筑的声学环境进行建模与模拟，对所得数据进行分析比较，找出原建筑的声学缺陷及扩声系统的不足，并对礼堂装修材质和扬声器系统进行有针对性的调整与更换，使计算机模拟下的各项相关数据达到多用途类厅堂声学特性的国家标准，得到满足会议、报告、电影放映及文娱演出等多功能为一体的理想多功能礼堂的声学改造方案.

针对贵黔高速公路某一圆形桥墩在施工过程中混凝土桥墩模板内力及位移变化情况是否满足现有规范要求的问题，提出了基于ABAQUS的圆形桥墩模板的数值模拟.应用ABAQUS软件进行数值模拟并且进行现场实测，对混凝土桥墩施工时的模板进行了内力与位移的分析，并将得出的内力和位移与实际检测出的数据进行了对比.结果表明，模拟值与实测值吻合较好，证明了该模型具有一定的合理性；模板的环肋和竖肋提高了整个模板的刚度，对模板的变形起到了很好的限制作用.

针对TC4钛合金在热成形过程中其表面易形成一层致密的氧化皮且氧化皮的表面形貌和厚度均受温度影响这一现象，采用先热碱洗后酸洗的工艺过程对TC4钛合金在不同温度下氧化后的氧化皮去除工艺进行了研究.采用光学显微镜对氧化皮形貌进行表征，研究了时间对去除氧化皮的影响，且通过国际上较先进的美国LECO公司RH404定氢仪对去除氧化皮后钛合金的氢质量分数进行了测定.结果表明，通过采用先热碱洗后酸洗的过程，TC4钛合金表面的氧化皮可以完全被去除.此外，通过RH404定氢仪测得合金中氢质量分数的变化不大.

针对长输油气管道地理位置测量系统的初始对准问题，提出了一种新的动态初始对准方法.建立了管道地理位置测量系统状态误差模型和以基准点之间的航向角误差、速度误差和位置误差为观测量的观测模型，设计了变尺度无迹卡尔曼滤波动态初始对准算法.结果表明，该算法所得初始对准俯仰角、航向角和横滚角的稳态误差分别为18.9′、6′和5′，解决了姿态角周期性变化引起的初始对准精度差的问题，满足了管道地理位置测量系统的工程应用要求.

针对Gabor特征全局表征能力弱以及特征数据维数存在冗余的问题，提出了一种采用Gabor多方向特征融合与分块直方图相结合的方法以有效提取表情特征.通过对不同表情的重要特征部位进行细化，采用Gabor滤波器有针对性地提取相关区域的多尺度和多方向特征，并对同尺度的特征进行融合，利用各区域内融合特征的直方图分布来表征图像.该方法可以提高特征提取的准确性，有效突出重要特征的辨识作用，大幅度降低特征的维数，在JAFFE表情库可以达到100%的识别率.

为了研究反应谱法与时程分析法的地震响应对比分析，采用ABAQUS有限元分析软件对多层钢框架结构中的一榀钢框架建立计算模型，比较反应谱法和时程分析法在多层钢框架下的结构顶层位移、最大层间位移、层间位移角和Mises应力值等地震响应.通过计算及模拟可知，由反应谱法得到的结构顶层位移是时程分析法的1.09倍，前者的最大层间位移及层间位移角是后者的1.07倍.结果表明，反应谱法和时程分析法在多层钢框架下的地震响应均符合规范要求，反应谱法计算的地震响应比时程分析法的地震响应大，反应谱法得到的地震响应偏于安全.分析结果为多层钢框架的抗震方法提供了理论支持.

针对金属Al的电子结构与热力学性质，采用基于密度泛函理论的第一性原理以及CASTEP软件进行了理论计算，得到了金属Al的平衡晶格常数、相关弹性系数、电子能带、态密度、声子谱、声子态密度以及相关热力学参数，并对计算结果进行了理论分析.结果表明，金属Al具有明显的导电特性与良好的塑性.金属Al具有3条声学支波色散曲线与一个声子态密度峰.随着温度的增加，熵、焓均增加，而自由能减少.热容量随着温度的增加而迅速增加，当温度达到500K后，热容量几乎不变，所得结论与物理规律相符合.

针对电弧喷涂巴氏合金涂层组织的特殊性，研究在润滑条件下巴氏合金涂层的摩擦磨损性能，对该涂层的工程应用具有重要的参考价值.利用环块摩擦磨损试验分别对比了电弧喷涂、铸造以及堆焊方法制备的巴氏合金层与碳钢和铸铁构成摩擦副的磨损表现.借助于扫描电子显微镜、x射线能谱以及x射线衍射，分析了巴氏合金涂层的微观组织结构和磨损表面形貌，研究了其组织变化与耐磨性能之间的关系.实验结果表明：在润滑条件下，电弧喷涂巴氏合金涂层具有比铸造巴氏合金更好的减磨性能；选择合适的工艺参数可以制备组织致密、结合强度高，且具有很好磨损性能的巴氏合金涂层.

针对6xxx系铝合金的主要强化相Mg₂Si的力热性能,采用密度泛函理论、第一性原理以及CASTEP软件进行了理论计算,得到了Mg₂Si的平衡晶格常数、弹性系数、声子谱、声子态密度以及相关热力学参量,并对计算曲线进行了理论分析.结果表明:合金强化相Mg₂Si的刚性较好,脆性较强,在合金中能起到强化作用.通过声子谱及声子态密度曲线可知,存在9条色散关系曲线,其中3条为声学波,6条为光学波,且频率在8.51 THz附近的格波振动较强.随着温度的增加,熵、焓均增加,而自由能减少.当温度低于200 K时,热容量随着温度的增加而明显增加; 当温度高于400 K后,热容量接近于常量,其计算结果与物理规律一致.

为了提升卷积神经网络特征提取能力,设计了一种基于连续卷积的深度卷积神经网络模型.该模型采用小尺度的卷积核来更细致地提取局部特征,并借助连续的两个卷积层增加模型的非线性表达能力,结合Dropout技术降低神经元之间的相互依赖,利用抑制网络过拟合对模型进行优化.人脸表情、手写数字字符和彩色图像的目标识别实验表明,在图像较为复杂时,该模型在识别的准确性和泛化性能上比手工特征提取方法及一般的2、3层卷积结构具有明显的优势.

针对目前获取步态信号类型比较单一，只采集三轴加速度信息，可供分析的信号来源较少，多传感器组合应用存在传感器之间的轴间差等问题，设计了一种基于数字运动处理器的无线步态采集系统.传感器选择集成三轴加速度和三轴陀螺仪信号的MPU-6050以获得更多的步态信息，确保了无轴间差校准问题.系统主要由微控制器STC90LE52、运动传感器MPU-6050以及无线通信模块 RF1100SE组成.由MPU-6050采集步态加速度和陀螺仪信号，STC90LE52读取数据并通过RF1100SE发送，接收端将接收到的数据通过串口送到计算机中.通过对数据进行分析可知，在步态信号中，重力方向和前进方向的加速度信号周期性较好，而陀螺仪的俯仰角信号周期性优于其他两个轴的信号.

稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析，列出各自的特点及适用场合，给出其与传统电机的性能对比结果.由于用户对电机性能的要求日益增高，电机结构日益新颖多样，因此，增加了设计及研究的复杂性.通过多耦合系统、多学科知识的整合，永磁电机的性能得到了进一步的优化，并且将会得到更大的发展.

针对AlN晶体的声子谱和热学性能，采用密度泛函理论、第一性原理以及ABINIT软件进行了理论计算，得到了AlN晶体的声子谱以及内能、质量定容热容、熵和自由能与温度的关系曲线，并对曲线进行了理论分析.计算结果表明：AlN晶体的声子谱有12条曲线，其中3支为声学波，9支为光学波，并且形成了一光学带隙.AlN晶体的内能随着温度的增加而增加；质量定容热容起初随着温度的增加而较快地增加，后来逐渐达到稳定值；熵随着温度的增加也在增加，并且关系曲线有一定的弯曲；自由能随着温度的增加在不断地减小.以上计算结果与物理规律具有一致性.

针对风电轴承振动特征信号易被环境噪声调制污染、信噪比低、具有非线性和不平稳的特点，利用基于小波分形的故障识别方法对此进行了研究.采用小波包分解，利用互信息法和Cao算法分别确定了相空间的延迟时间和嵌入维数，根据不同频带的关联维数变化确定风电轴承的工作状态.该方法不依赖于风力机工作的动力学模型，对整体系统信息状态变化敏感.通过现场实验证明，该方法较好地解决了风电轴承故障难以识别的问题，为更加细致地研究风电轴承振动信号提供了重要参考.

为了解决在齿轮动力学仿真中啮合刚度的时变性问题,在三维建模软件Solidworks中,通过渐开线参数方程建立了直齿圆柱齿轮装配体模型,将模型导入ANSYS workbench的瞬态动力学模块,用准静态的方法求出了综合啮合刚度,考虑齿轮的惯性效应以及轮齿摩擦力进行齿轮动力学仿真.结果表明,实际情况下综合啮合刚度与理论重合度计算的综合啮合刚度是不同步的.轮齿在进入和退出双齿啮合时振动加剧,轮齿的交替啮合产生冲击力,单齿啮合比双齿啮合振动强烈.

为了解决大型风力发电机组出厂前设计整机控制系统试验投入较大问题，针对大型风电机组的变桨距系统半实物仿真平台进行试验研究，并给出了在工厂内进行变桨距控制系统性能测试的解决方案.整个半实物仿真平台采用软件模拟各种工况和载荷情况，以运行控制系统（包含变桨距控制策略）和电动变桨距执行机构为实物形式，通过信息的实时交互完成了控制性能与执行机构的测试及载荷等模拟.仿真结果表明，案例研究有效验证了半实物仿真试验平台的合理性，此方法可以为机组设计和后续生产调试提供可靠的参考依据和验证手段.

为了研究永磁体涡流损耗发热对永磁体磁性的影响,应用有限元分析软件对一台发生退磁的500 kW永磁同步电动机的永磁体进行涡流损耗分析.在600 kW永磁同步电机的研制过程中,采取了一些结构改进措施,并对样机永磁体进行了涡流损耗分析和稳态温度场计算.仿真结果表明,涡流损耗发热会导致永磁体退磁,而采取的结构改进措施能够有效减小涡流损耗.样机实验结果表明,新结构永磁同步电动机运行可靠,可为相关电机的设计提供经验.

针对电网孤立运行条件下大容量辅机直接启动造成电网电压大幅下降的问题，基于辅机启动的基本原理以及孤立电网网架结构，建立了相应地区电网的电磁暂态仿真模型，并提出可行的孤立电网辅机启动策略.对电厂辅机的启动特性、辅机启动对电网电压的影响以及动态无功补偿装置在辅机启动过程中的补偿特性进行了仿真计算与分析，仿真结果表明，大容量辅机启动虽未造成电网失稳，但给电网电压带来很大冲击，而该启动策略可以有效地抑制冲击，为孤立电网的安全稳定运行提供了理论依据和可行性建议.

为了提高三维温度场声学CT法的重建精度，提出了最小二乘法和克里金插值相结合的重建方法.采用最小二乘法获得一个由少量像素描述的温度场，运用克里金内插和外推运算获得整个被测温度场的细致描述.典型的单峰及双峰三维模型温度场的重建结果及误差分析表明，克里金法的内插和外推精度优于普遍采用的三次样条法.最小二乘法和克里金插值的结合，可有效克服最小二乘法像素数需少于声波路径数给温度场细致描述带来的困难，能实现复杂三维温度场的高精度重建.

针对新建无流体管道、非常规流体管道、分支管道和逆流体流向管道等特殊工况下,传统介质推动机器人无法完成作业的问题,对能够适应特殊管道工况的油气管道爬行机器人进行了研究,完成了一种气动式爬行机器人的详细设计,包括结构设计和控制系统设计等.利用ADAMS虚拟样机软件对油气管道爬行机器人在U型和90°管道的动力学进行了仿真分析.结果表明,该油气管道爬行机器人具有一定避障和过弯能力,可以完成油气管道特殊工况下的检测和维修.

针对风力机塔架高度增加使常用的锥筒式塔架结构的力学性能、经济性、施工性下降的问题，探讨了格构式钢管混凝土风力机塔架的设计方法.以某3MW风力机工程为例，采用钢管混凝土统一理论和简化空间桁架法设计了符合性能要求的格构式钢管混凝土塔架，并给出了柱肢、腹杆及节点构造.基于ANSYS有限元软件分析了格构式钢管混凝土塔架与锥筒式塔架的力学性能和用钢量，结果表明，三肢柱格构式钢管混凝土塔架的设计方法可行，力学性能优越，经济性较好.

针对数字识别系统中的发票号码识别问题，提出了一种有效的基于模板匹配的发票号码识别算法.通过对发票数字图像进行前期处理以获得单个字符图像，根据印刷体数字二值化后矩阵特点，基于模板匹配的思想，将待识别字符图像与模板图像进行信息区叠加，对叠加后的图像进行不匹配像素统计，从而得到匹配系数，取匹配系数最小值为最佳匹配.结果表明，该方法简单有效，抗干扰性强且识别率较高，识别发票图像准确率可达99%.

铬酸钙盐在酸碱溶液中的溶解行为和规律对高效提取铬非常重要，为此，对CaCrO₄、CaCr₂O₇和βCaCr₂O₄生成热力学条件进行了综合分析.在保持溶液酸度恒定条件下，研究了在不同酸度、温度条件下，CaCrO₄与CaCr₂O₇在H₂SO₄和NaOH溶液中的溶解规律，并分析了CaCrO₄在溶液中的赋存状态.研究结果表明，在850~950℃时，CaO与Cr₂O₃生成CaCrO₄的趋势较大，增加氧势或渣碱度均促其形成.CaCrO₄在H₂SO₄溶液中（30~50℃）溶解率随酸度提高而增大，酸度较高时（pH=1.92~4.07）溶解率可达100%，酸度较低时（pH=5.48~7.26）溶解率最低降至50%~55%；碱性溶液中，pH值由8.5增至12时，溶解率逐渐小幅提高.提高温度后溶解率平均增加2%~5%.CaCr₂O₇易溶于不同浓度的H₂SO₄溶液，在NaOH溶液中溶解率较高；CaCrO₄溶于酸或碱性溶液，存在CrO₄^-2 与Cr₂O₂^-7的平衡.

IN909低膨胀高温合金具有较低的热膨胀系数和高的综合力学性能，但由于合金不含Cr，其抗氧化性能较差，因此，在高温使用时需采用氧化涂层.为进一步提高合金的抗氧化性能，采用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDX）方法，研究了低膨胀IN909合金在650℃的氧化行为，结果显示IN909合金的氧化质量增加分段遵循抛物线规律，氧化由晶界开始，形成Nb、Ti、Si等元素的晶界氧化物；Fe置换氧化物中的Nb、Ti、Si，形成外层Fe的氧化物.氧化过程中，Fe由基体向合金表面扩散，Nb和Ti由氧化过渡层向基体扩散.Nb和Ti在基体前沿的富集形成ε相大量析出的薄层，可有效地阻碍Fe元素的进一步扩散，降低氧化速率.

为了改善图像增强的效果，提出了一种可变阶次的分数阶微分图像自适应增强算子.该算子的数学原理是根据图像的局部统计信息和结构特征来动态调整分数阶微分的阶次.在图像增强的过程中，分数阶微分的阶次满足在图像“强边缘”处具有较大的微分阶次，在图像“弱边缘”或纹理处具有较小的微分阶次，在图像平滑处具有微小的微分阶次，在判断为噪声处具有负阶次.建立了图像增强效果和分数阶微分阶次之间的非线性量化关系，构造了相应的自适应函数，实现了图像的自适应增强.实验结果表明，在无噪声的情况下，该方法较传统的分数阶微分算子在图像增强方面效果更好；在有噪声的情况下，该方法具有一定的噪声免疫能力.

为了解决利用传统焊接方法焊接铝合金时容易造成生产效率低、焊接变形大以及夹钨、裂纹、气孔等缺陷,对6082-T6铝合金进行了冷金属过渡焊,并确定了最佳焊接工艺参数.利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对铝合金的焊缝成型、显微组织与相组成进行了分析.利用维氏显微硬度计和万能拉伸试验机测量了焊接接头的硬度和拉伸力学性能.结果表明,在最佳焊接工艺参数下6082-T6铝合金焊缝成型良好,其焊缝组织主要由α-Al固溶体组成.焊接接头的拉伸断裂位置处于热影响区,其最高拉伸强度约为母材的61%,拉伸断口形貌为塑性断口.

为了研究大型风力机叶片在静止和转动状态下的振动模态及其变化特点，通过叶素动量理论和复合材料的叶片设计方法完成了10 MW风力机叶片的设计.基于多体系统动力学理论和超级单元模型，结合动力学分析软件ADAMS对静止状态下叶片的线性特征值进行了分析，考虑叶片的弹性变形和旋转，应用刚性积分方法对叶片的非线性控制方程进行数值求解，通过傅里叶谱分析方法，实现风轮旋转条件下的运转模态识别.结果表明，在动力刚化效应作用下，叶片的固有频率会随着转速的增加而增大.

针对移动机器人自定位精度低的问题，提出了先由静止的工作机器人进行自定位，再对运动目标进行检测和定位的方法.基于HSV模型颜色特征，工作机器人分割出人工路标并进行自定位，利用帧间差分法将采集到的视频图像序列中相邻两帧作差分运算，提取出运动目标，并通过双目立体视觉视差原理计算出运动目标的绝对坐标，帮助运动目标完成定位.结果表明，该方法定位精度高于传统的移动机器人自定位的定位精度，且算法的实时性好，具有现实的研究意义.

针对传统工艺难以去除水中抗生素微污染的问题，采用UV工艺对水中残留的环丙沙星（Ciprofloxacin，CIP）进行降解试验，研究其氧化降解速率，分析了初始反应物浓度、反应液pH值、H₂O₂投加量、水中不同阴阳离子对环丙沙星去除率的影响.试验结果表明，随着反应物初始浓度的升高，UV降解CIP反应速率降低，反应物初始浓度从1mg/L增加至20mg/L时，降解速率常数由0.0322min^-1降低至0.0147min^-1，降解最适合条件发生在中性pH值下；在UV/H₂O₂系统中，H₂O₂投加浓度存在最佳值，为1mg/L；阴阳离子对UV降解环丙沙星的影响不同，阴离子体系反应降解常数顺序依次为NO^-₃>SO ^2-₄>CO ^2-₃，阳离子体系反应降解常数顺序依次为Ca ²⁺>Mg ²⁺>Cu ²⁺.