摘要:无人机在军事和民用应用上越来越广泛，为使无人机能够更好地发挥作用，需要采用多无人机编队飞行控制来实现协同侦察、作战、防御及喷洒农药等任务.多无人机协同编队控制技术主要包括信息感知技术、数据融合技术、任务分配技术、航迹规划技术、编队控制技术、通信组网技术和虚拟/实物验证实验平台技术等.首先对国内外多无人机编队相关技术的现状和进展进行综述，然后重点对多无人机编队控制方法进行分析，并对队形设计、队形调整和队形重构等问题进行归纳总结，最后对多无人机协同编队所面临的机遇和挑战进行了展望.结果表明：目前多无人机编队飞行理论方面取得了丰硕成果，但是实物飞行试验仅能实现简单通信环境下的协同编队飞行，任务分配和航迹规划实时性不高，控制方法应对突发情况鲁棒性低，多机多传感器协同感知能力不足，欠缺对实体的仿真实现，未来的研究方向应是突破上述关键技术的不足，开展复杂感知约束和复杂通信环境下的多无人机协同编队飞行研究，提出更加有效的控制方法，并进行多无人机实物编队飞行试验，使无人机能够更好地完成既定任务.

摘要:针对液氧/甲烷膨胀循环发动机启动过程中存在的不可观事件和不可观运行状态，现有故障诊断方法仍存在诊断不准确的问题，提出一种基于部分可观Petri网的故障诊断方法.首先，将系统获取的观测序列分解为单位长度的基础观测序列，应用线性矩阵不等式计算与基础观测序列相符的点火序列集；然后，采用向前-向后算法拓展诊断区间、参数K限定故障诊断序列长度，通过分析点火序列集中不可观变迁是否正常点火，判定观测序列是否包含故障；最后，将部分可观Petri网故障诊断算法应用于液氧/甲烷膨胀循环发动机启动过程.结果表明：所提出的算法使计算复杂性缩小为原来的h_o^-1·e^h_o-K，避免随状态空间复杂性增大而出现的状态空间爆炸问题，同时算法能进行实时跟随、在线诊断，诊断准确性可达到99.134%.

摘要:针对永磁同步电机驱动的导弹尾翼电动负载模拟器存在的高阶非线性及参数时变问题，提出一种基于反演设计的快速终端滑模控制方法.建立电动负载模拟器系统的状态空间模型，将建模误差及参数摄动视为未知扰动项，基于反演控制的设计思想，将系统模型划分为3个子系统，采用快速终端滑模方法设计控制律，使跟踪误差在有限时间内收敛到零.然后应用Lyapunov方法证明了闭环系统的渐进稳定性及有限时间收敛特性，最后通过试验验证了该控制策略的有效性.与PI+前馈补偿控制策略相比，该方法能够更好地抑制系统中的多余力矩，提高了电动加载系统的力矩加载精度，同时有效提高了加载系统的鲁棒性.

摘要:为实现对光谱数据的快速实时处理，针对快照式傅里叶成像光谱仪，提出一种基于GPU的并行化光谱重构算法.通过分析快照式成像光谱仪的工作原理和数据特性，结合CUDA并行计算架构，对光谱重构算法可并行部分最大程度并行化，并针对并行计算中的内存分配等方面进行优化处理，实现并行化的光谱重构算法.实验结果表明：基于GPU的并行化光谱重构算法，相对CPU串行化算法，精度相同的情况下，计算效率提升了约25倍.利用GPU加速程序的并行部分，可以极大地提高光谱重构的效率，使得快照式成像光谱仪更加适用于实时测量当中.

摘要:为改善传统灵敏度对潮流的计算分析，在PQ, PV, Vθ三类节点类型基础上，提出了基于节点类型扩展潮流计算的灵敏度计算方法.采用PQV，Qθ，QV，PQVθ等扩展节点类型推导了在节点类型扩展潮流计算的修正方程基础上的相关常用的灵敏度计算公式.算例分析结果表明:在潮流计算中含有新的扩展节点类型时，常规灵敏度分析方法的准确性明显下降，而使用基于节点类型扩展潮流计算的灵敏度分析方法仍能获得很好的精度.算例验证了所推导的计算公式的合理性.提出的基于节点类型扩展潮流的灵敏度计算方法可以提高在大规模系统中的准确性，能够更好地模拟潮流变化的规律.

摘要:为在更长的时间尺度上统筹协调各类发电资源，建立含风电电力系统的月度机组组合模型.分析了保证中长期电量交易顺利进行的均衡调度和节约能源、减少污染物排放的节能发电调度，建立协调电力市场和节能发电的月度机组组合模型.该模型综合考虑了中国“一机一价”和“标杆电价”的上网电价机制，以允许机组间均衡电量进行转移的差别电量为基础，以节能发电优先序列表作为电量转移顺序，利用风电功率相关性分析结果模拟生成考虑尾部相关性和秩相关性的风电功率可能场景，并依据火电机组热启动和温态启动的特点选取模型的计算粒度.算例结果表明：该模型可以在降低机组启停次数的情况下，协调含风电系统的整体购电成本和总煤耗.

摘要:针对无线信号在采煤工作面环境时变衰落特征，提出一种基于跨层设计的分簇协议 (LEACH-CL)，记录参与竞争节点数和设置滑动窗口，稳定簇首生成数最优.通过探测帧获取节点与基站间的信道效率，联合节点剩余能量信息，作为簇首选则的判断依据，设计一种适应无线信号衰落的成簇协议，并通过一定的衰落储备法调节节点不同时期的发送功率.仿真实验表明：与同类3种算法 (LEACH、ALEACH和LEACH-SWDN) 比较，LEACH-CL协议网络拓扑比较稳定，在信号衰落环境下适应性强，有效地延长了网络的生命期，降低网络丢包率，更适应于采煤工作面复杂多变环境特征.

摘要:针对常用循环平稳波束形成器收敛速度慢的问题，提出一种基于自适应收缩因子形式的对角加载方法的稳健循环平稳波束形成器.首先采用收缩因子对采样协方差矩阵进行修正然后得到估计的阵列协方差矩阵，通过求解真实协方差矩阵与估计协方差矩阵之间均方误差最小的最优问题，进而求出收缩因子的大小.最后利用循环自适应波束形成 (cyclic adaptive beamforming，CAB) 算法求取阵列权值.仿真过程中，用所提算法与传统的循环平稳波束形成算法在低功率干扰和高功率干扰两种条件下作对比，表明该算法在收敛速度方面具有较好的性能，并且在低采样快拍数目情况下所提算法的输出SINR也相对较高.

摘要:为提高中频电源的动态性能和鲁棒性能，将鲁棒控制器应用到中频电源控制当中.在建立控制对象数学模型的基础上，把负载和滤波器电感参数作为不确定因素，基于μ分析与综合方法设计了一个鲁棒控制器.仿真和实验结果表明：动态响应速度比采用双环准PR控制器的中频电源提高了一倍，动态过程中电压的波动也降低了将近40%，且鲁棒性能更好.采用鲁棒控制器的中频电源不仅可以实现无静差跟踪和渐进稳定，而且还具有良好的鲁棒性能以及抗负载扰动能力.

摘要:水泥混凝土路面具有使用寿命长、养护工作量小、能耗低、施工简便等优点，但是水泥混凝土路面行车舒适度不如沥青混凝土路面.而舒适度不佳最主要原因是切缝的存在，使行车时产生“咯噔”跳车现象.此外，切缝的存在也将严重影响混凝土路面的耐久性，增加维修维护费用.针对上述问题，提出并实践了无切缝水泥混凝土路面设计与建造技术.设置高延性低干缩纤维增强水泥基复合材料 (low shrinkage engineered cementitious composites) 延性段取代传统混凝土路面切缝，LSECC可形成多条细微裂纹吸收两侧混凝土路面板的收缩和温度变形.通过施工现场模具和工艺设计，实现了界面锚固钢筋的定位和LSECC后浇空间预留及反射裂缝的定位，模具拆除后进行LSECC材料浇筑，实现了无缝路面的设计理念.

摘要:针对既有公路桥梁评价标准在大跨径桥梁状态评估方面的局限性，开展了斜拉桥的综合评估方法的研究.在现行公路桥梁技术状况评定标准基础上，增加部分斜拉桥特有要素以及长期监测数据，建立了一套新的斜拉桥综合评估指标体系.考虑传统加权计算方式易掩盖子指标之间评分差异大的状况，引入可信度，建立了斜拉桥多指标证据融合的综合评估模型：底层指标的评定标准采用分段线性模式，其基本可信度由隶属度和权重决定，模糊隶属度可由岭型分布函数计算得到；上层指标的可信度由一种改进的Dempster组合规则合成.以江苏省内某大跨径斜拉桥建成10 a后的定期检查内容为例，分别用规范的方法以及改进评估方法对比分析.结果表明，改进评估方法的结论与实际工程中缺陷和维修状况更为接近，评价所属类别更合理，且可信度集合相比单个数值更能综合地表达结构状态.

摘要:为探讨拥堵收费策略的改善效果，从出行者的综合成本出发, 构建适用于拥堵收费的路阻函数和Logit交通分配模型，探讨拥堵收费下交通出行在路网上的重新分配.并以南京市应天大街高架为例设置了拥堵收费虚拟方案，应用路阻函数和交通分配模型进行分析后得出拥堵收费在交通出行量分布、出行分担率、道路服务水平和行程速度上的改善效果.结果表明:拥堵收费能有效引导交通出行的重新分布，提高路网总体通行效率和服务水平，可以认为拥堵收费对交通的改善具有一定效果，但改善效果和拥堵收费费率不是线性正比关系，本次虚拟收费方案下收费费率为5元/次时可取得最佳改善效果.

摘要:为获取桥梁断面涡激共振过程中的气动效应特性，提出一种基于风洞试验的气动效应特性识别方法，首先提出涡振系统总体阻尼及刚度瞬时特性识别方法，在此基础上提出从涡振系统总体阻尼及刚度中分离气动阻尼及气动刚度的方法.以一个开口断面风洞试验数据为例对该方法的准确性进行了验证，并对该断面涡振气动效应特性进行研究.结果表明:识别得到的系统总体阻尼比为零的等高线与结构涡振响应曲线能很好吻合，从而验证了该方法的准确性.在此基础上对涡振过程中作用于结构的气动阻尼及气动刚度特性进行了研究，获得了气动阻尼及刚度随结构振幅和约化风速的变化规律，可为后续理论模型研究提供参考.

摘要:为提高极值-Ⅰ型风速预测精度，在Jeffreys准则的基础上，采用Bayes估计中的Lindley近似方法推导极值-Ⅰ型风速预测表达式.采用Monte Carlo法产生服从极值-Ⅰ型分布的伪风速母样，基于伪风速母样分别采用基于Bayes理论和最大似然估计理论的极值-Ⅰ型风速预测方法进行风速预测，并与伪风速母样的理论值进行对比分析.结果表明：与最大似然估计法相比，采用基于Bayes理论建立的极值-Ⅰ型风速预测模型进行风速预测的精度更高，且精度随着伪风速母样样本量的增加而提高，位置参数先验样本数量的增加以及先验方差的增大对计算精度没有影响.

摘要:为研究不同形式风障下的桥面风环境和结构颤振性能，以主跨为918 m的单箱悬索桥为对象，首先结合CFD数值模拟，比较3种风障下风速剖面及侧风折减系数的变化规律，进一步选取带椭圆形风障的主梁断面和无风障的原始断面开展节段模型颤振和测力风洞试验, 分别对比研究风障对颤振临界风速和静力三分力系数的影响，最后借助二维三自由度方法分析设置风障前后的颤振发散驱动的变化.结果表明：设置风障能有效地降低行车高度内的平均风速，改善桥面风环境；在对比方案中，矩形断面的侧风折减效果最佳，而椭圆形风障对于侧风的折减效果可接受，且阻力系数小于其他形式；设置椭圆形风障后断面的阻力系数较原始断面提高明显，颤振临界风速小幅度的提高，断面颤振发散机理发生显著变化.

摘要:为揭示斜拉桥混合塔钢-混凝土结合部传力机理，对某斜拉桥桥塔钢-混凝土结合部进行1:3缩尺模型试验，测试结合部的应变分布及钢-混凝土间的相对滑移.结合试验模型建立空间有限元模型，进一步探讨该类型连接件的受力特点及各结构参数对连接件受力的影响.研究结果表明：各构件应力水平较低，钢与混凝土之间相对滑移较小，二者协同作用较好；承压板和连接件是主要的传力构件，分别承担了约40%和60%的荷载；距承压板0.6倍结合部长度内连接件竖向剪力较小，0.6~1.0倍结合部长度内连接件竖向剪力逐渐增大；结合部长度、连接件间距对连接件剪力影响较大，开孔板孔径和承压板厚度对连接件剪力影响较小.

摘要:为评估混凝土箱梁桥正常运营期间的安全状态，基于桥梁健康监测数据与可靠度理论，以混凝土抗拉强度标准值为抗力，车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应为荷载效应，建立正常使用极限状态方程.对于实桥监测的综合荷载应变响应，利用经验模态分解方法提取箱梁顶底板应变响应的温度趋势项，并对车辆荷载响应和竖向温度梯度响应进行概率密度函数拟合；对非正态分布的荷载效应当量正态化，计算最不利组合下箱梁跨中截面顶底板的失效概率.结果表明：监测的车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应的概率密度函数均不满足正态分布，采用广义极值分布具有较好的拟合效果；箱梁顶底板的失效概率均小于1%，并在车辆荷载和竖向温度梯度的共同作用下，底板的失效概率显著升高.

摘要:为研究季冻区公路路基在长期交通荷载作用下永久变形的累积规律，首先基于室内试验获取的路基融土永久应变经验公式，提出季节冻土区路基永久变形计算步骤；并通过建立的基层-路基-地基有限元模型，研究汽车轴型、后轴轴重、行车速度和路基融化厚度对正常期和春融期路基应力比和永久变形的影响.计算结果表明：正常期路基的应力比随着埋深的增加逐渐减小，融化路基应力比较正常期大，冻结路基内较正常期小；六轴汽车产生的永久变形大于其他4种轴型汽车；路基内的应力比和永久变形随后轴轴重和路基冻融影响厚度的增加而显著增大；行车速度越低，路基内应力比和永久变形越大.据此提出了季节冻土区长期公路交通荷载作用下路基永久变形预测公式.

摘要:为分析亲水性钨酸锆材料作为沥青混合料填料的合理性，基于表面能和粘附功理论，对不同填料和沥青的表面能参数及粘附功进行测试和计算，通过设计水侵蚀试验，研究不同填料组成的沥青胶浆在水损害条件下的自由能和拉拔强度变化规律.试验结果表明：钨酸锆填料具有更大的Lewis碱和范德华表面能分量，基质沥青则具备比SBS改性沥青更大的Lewis酸碱和范德华表面能分量；在干燥状态下，钨酸锆替代矿粉作为填料，可提高其与沥青的粘附功，进而提高沥青胶浆拉拔强度；在有水侵蚀下，钨酸锆沥青胶浆具有更大的表面自由能变化，水更倾向于取代基质沥青与钨酸锆浸润.钨酸锆沥青胶浆比矿粉胶浆具有稍差的耐水损害能力.

摘要:为分析交通指数和排放因子的测算机理，选择以速度为衔接点，首先研究交通指数下的速度分布测算方法和速度对排放因子的修正关系；其次，研究交通指数下的路网机动车排放因子测算方法，并分析排放因子的不确定性量化方法；然后，以北京为例，测算交通指数下的路网交通排放因子.结果表明:当路网交通指数位于2~8之间时，CO₂排放因子随交通指数的增长而平稳增加，但交通指数在 (0.6, 2]和 (8, 9.4]时，CO₂排放因子随交通指数的增长而快速增加.最后，统计了不同聚类方法下的排放因子偏差率，发现按工作日节假日和上下午分类后，交通指数下的CO₂、CO、HC、NOx排放因子平均偏差率分别从3.48%、6.67%、6.08%、6.68%下降至2.65%、5.35%、5.20%、5.36%.

摘要:为了解带肋圆形截面钢桥墩在承受轴向压力和水平往复荷载作用下的无量纲化极限承载力和延性性能，通过与既有试验结果对比，确定所采用的有限元建模方法和修正双曲面钢材本构模型的准确性.针对能有效提高圆形截面钢桥墩延性性能的八根肋形式的钢桥墩模型，研究截面正则径厚比、钢桥墩正则长细比、加劲肋正则长细比和轴压比等参数对钢桥墩延性性能和无量纲化极限承载力的影响，并基于参数化分析结果，拟合预测该类钢桥墩的延性性能和无量纲化极限承载力的计算公式.研究结果表明:修正双曲面本构模型能够较准确预测钢桥墩的力学性能，且随着正则径厚比、钢桥墩正则长细比、加劲肋正则长细比和轴压比的减小，桥墩的无量纲化极限承载力和延性性能得到显著提高.

摘要:为有效提高短时交通流预测的精度，提出一种基于组合核相关向量机模型的短时交通流局域预测方法.首先利用C-C方法实现相空间重构，然后根据Hannan-Quinn准则确定邻近点个数，进而构建基于粒子群优化的组合核相关向量机模型，最后采用上海市南北高架快速路的感应线圈实测数据进行实验验证和对比分析.实验结果表明：基于组合核相关向量机模型的短时交通流局域预测方法的预测误差和均等系数均优于对比方法，其中，平均绝对百分比误差比GKF-RVM模型、GKF-SVM模型和加权一阶局域预测模型分别降低了29.2%、47.5%和59.5%，能够进一步提高短时交通流预测的精度.

摘要:为提高高速铁路的防灾能力，确保救援定点布局经济合理，采用约束最优化法进行长大桥梁救援定点的选址决策.研究分析救援定点选址决策的3个约束条件：设置间距、风险等级和救援时程.以各地方救援部门至救援定点的时程总和最小为目标，建立长大桥梁救援定点的选址决策模型，并对模型进行实例验证.结果表明：当区间桥梁长度大于10 km时，应该沿线路方向每隔约6~10 km设置一处救援定点；应用贝叶斯网络理论评价救援定点备选位置的风险等级和采用Dijkstra算法求解地方救援部门至救援定点之间的最优时程是合理有效的.该模型计算过程简单，评价结果可靠，能够较好地解决长大桥梁救援定点的选址决策问题.

摘要:为了能够在高烈度山区快速判识威胁到线路工程的地震触发高位崩塌滑坡，提出一种地震触发高位崩塌滑坡灾势预测方法.预测方法在GIS技术支持下，按照水文地质条件划分边坡单元；基于边坡单元建立威胁线路的高位边坡判识模型，即高位边坡须同时满足能量和路径两种必要条件，才能保证其在失稳后会威胁到线路工程；在此基础上，结合综合指标法预测地震触发的崩塌滑坡, 得到了研究区域内地震作用下威胁到线路工程的高位崩塌滑坡灾势区划图.案例分析结果表明：灾势预测方法可以对来自于路域以外复杂坡体条件下的地震触发高位崩塌滑坡体是否会威胁到线路工程进行快速判识，对高烈度山区线路选线以及既有线改建工程提供决策依据，可用于指导选线设计人员快速完成空间概略定线及多目标决策.

摘要:针对剪力滞问题，提出了一种解析的求解方法.通过对控制微分方程解的形式进行研究，构造出一种针对不同余弦剪力分布的剪滞翘曲函数；进而对任意给定的外荷载作用下的剪力分布进行级数展开，并单独求取各剪力分量对应的正应力；最终通过对正应力进行叠加并求取剪力滞分布.采用能量变分法推导了基于任意剪滞翘曲位移函数的求解公式，并编制了通用求解程序.分别以矩形简支箱梁 (不带悬臂板) 受集中荷载和带悬臂箱梁受均布荷载为例，进行了计算对比.研究表明：相比于已有方法，所提出的方法对不同荷载作用形式具有更好的适应性，且由于是采用级数展开的思想，适用于任意荷载作用情况下的剪力滞分析.

摘要:为获得斜拉桥П型开口主梁断面在脉动风作用下的合理气动外形，在风洞试验的基础上进行了抖振性能比选.首先，以一主跨300 m的斜拉桥为原型，设计了3组不同的П型主梁断面；其次，进行了节段模型测力、测振风洞试验，获得П型主梁断面在不同风攻角下的静风三分力系数和颤振导数等气动力参数；最后，以上述气动力参数为基础，采用同时考虑自激力和抖振力的计算模型对不同П型主梁断面的抖振性能进行比选分析.结果表明：不同外形主梁的抖振响应不同，通过改变外形可以改变П型主梁在任一自由度上的抖振性能，但对竖向、侧向和扭转自由度的影响往往很难同时达到最优. П型主梁断面合理气动外形的选择，应根据斜拉桥受力特性，综合考虑颤振、涡振和抖振性能后确定.

摘要:为获得等截面开口型缓冲结构相对最优开口率，基于三维非定常可压缩雷诺时均N-S方程和标准κ-ε双方程湍流模型，采用滑移网格方法，对3车编组的高速列车分别以250、300、350 km/h速度通过开口率在20%~84%之间的等截面开口型缓冲结构进行模拟，并对隧道内初始压缩波和隧道出口气压爆波进行研究.结果表明:数值计算结果与动模型试验相比，波形吻合度较好，幅值偏差均不超过6%；开口对初始压缩波形幅值起到增大作用，并随开口增大而先增大后减小，在开口率为60%时达到最大；初始压缩波压力梯度受开口影响显著，随着开口率增大而减小，且在开口率为40%以后变化不大，气压爆波随开口率变化规律与初始压缩波压力梯度基本一致.

摘要:为标定运行速度模型中的汽车加速度值，在山区双车道公路上开展小客车连续行驶实验，采集轴向加速度的连续数据，并通过断面观测得到大客车和大货车的加速度值，获得峰值加速度的累积频率曲线以及统计分布特性，并建立加速度-道路几何参数关系模型.结果表明：小客车的入弯减速度幅值要比出弯加速度高一倍左右，不宜将加、减速度简化成同一个值，应该分别进行标定；加速度和减速度累积频率曲线的斜率突变点都不是发生在85^th百分位，而是临近95^th，应重新考虑85^th百分位的使用价值；大客车的加、减速度幅值非常接近，而重载货车的减速度要明显大于加速度，同时，重载货车的加速度和减速度值要双双低于大型客车；小客车的加速度与弯道半径负相关，而与弯道转角正相关.