三维模型搜索通用支撑平台的设计与实现*

为满足模型搜索研究领域对数据管理、算法配置和算法验证等工具的集成需求,提出一个模型搜索支撑平台框架。利用面向对象技术,构造一个包含应用程序表现层、应用程序工具层、算法逻辑层、数据抽象层、数据访问层和数据层的多层体系结构;基于“一具体类一表”映射策略实现对象型数据与关系型数据的映射;采用策略模式实现了算法组合和替换的动态配置机制。实际应用表明,该平台可为模型搜索研究提供工具支持。     

Pyrimidine:基于面向对象的遗传算法Python框架

Pyrimidine是开发用于实现遗传算法的通用框架.它也可以实现任何迭代模型,如模拟退火、粒子群算法.它的设计基于面向对象,利用了Python的元编程功能把群体看成个体的容器,又把个体看成染色体的容器,而容器是一个元类,用来构造不同结构的个体类和群体类,因为它是高度面向对象的,所以它容易扩展、改进.     

一个可扩展的文本分类系统的设计与实现

论文在研究各种分类算法的基础上,总结了分类系统的一般流程和框架,设计并实现了一个适应性很强的可扩展的分类系统THTC。它利用面向对象技术构造,采用了一些常用的设计模式。实验证明,该系统性能与同类算法相当,能够兼容各种不同的算法和适应不同的文档,具有较强的可扩展性。     

基于构件的BOSS框架的构造

面向对象框架是实现特定领域设计和代码复用的有效途径，但是，研究和实践表明面向对象框架存在着一些不足。因此，本文提出了采用基于构件的框架来进行电信业务运营支撑系统(即Busilless Operation Suppon System，缩写为BOSS)框架的构造，并介绍了BOSS框架的体系结构和扩展机制。     

基于Jaumin的等参单元算法框架设计

针对等参有限元的计算特点和有限元软件多种单元的开发需求,基于高性能计算程序开发框架Jaumin,使用面向对象语言,采用抽象和多态技术以及工厂模式,为有限元软件PANDA设计等参单元算法框架.该框架具有良好的可复用性及可扩展性,开发过程清晰,有利于提高开发效率.给出等参单元算法框架中各个模块所对应的类以及类的接口.实例表明用PANDA中已实现的等参单元计算结果与ANSYS的计算结果一致.     

面向对象的电梯系统仿真

该电梯仿真系统采用面向对象的思想和基于进程交互的数字仿真技术,利用Delphi作为开发平台,结合经典的电梯群控算法,实现了电梯系统的仿真.同时,系统良好的交互性真实的模拟了乘客乘梯的各个步骤,实现了电梯运行的动态图形化显示和数据统计,为调度算法和电梯的运行机制的选择、评估提供了良好的仿真平台.文章重点介绍了面向对象的模块化设计方法,构造了基于电梯独立运行线程的群控系统模型.模型结构简单,运行效果良好.仿真程序采用面向对象的编程方法实现,提高了软件的重用性和模型的可扩展性,建模方法具有一定通用性.     

系统工程和作战模拟算法软件系统的开发

本文从面向对象建模的方法论角度，介绍了系统工程和作战模拟算法软件系统的分析，设计和实现等阶段，并着重分析了系统对象模型，动态攻功能模型的构造。最后对软件实现过程中的技术难点加以了讨论。     

基于UML的CPN模型在软件测试中的应用

UML在被工业界广泛接受的同时也成为学术界遵循的一种标准建模语言。许多面向对象软件测试的研究都围绕UML模型开展。但UML模型属于半形式化模型,往往无法自动生成测试用例。将UML模型与Petri网相结合,能够弥补其数学支持的不足。文章给出了基于UML的CPN模型的测试框架和一个从UML模型构造CPN模型的算法,并根据该方法给出了自动化支持工具U2CPN的类图结构。     

基于面向对象技术的航空发动机性能仿真框架设计

根据航空发动机性能仿真的需要,采用面向对象技术和分层设计思想,构造了航空发动机性能的通用仿真系统框架.该框架中,利用面向对象技术形成了模型对象类属层次关系,并由下向上逐层完善,提高了仿真框架的适应性和可扩展性.利用该仿真系统框架,建立了某单轴涡喷发动机仿真对象模型,通过对其进行静动态特性仿真,验证了该框架的有效性.     

面向并行工程的集成化智能化CAPP方法及关键技术的研究

本文分析了并行工程环境下并行设计的实质,认为实现计算机辅助并行设计的关键是研究和开发面向并行工程的ＣＡＰＰ（ＣＥＣＡＰＰ）。本文详细讨论了ＣＥＣＡＰＰ实现集成化、工程化、智能化时的几个关键技术,提出基于特征的全局产品数据模型以及ＣＥＣＡＰＰ系统与生产计划调度系统（ＰＰＳ）的功能集成模型。采用面向对象基于框架的知识表示模型和知识推理策略,并建立了基于遗传算法（ＧＡ）和模拟退火算法（ＳＡ）的混合工步优化算法模型。     

基于概率分布的多峰演化算法

演化算法通过模拟自然界生物迭代演化的智能现象来求解优化问题,因其不依赖于待解问题具体数学模型特性的优势,已成为求解复杂优化问题的重要方法.分布估计算法是一类新兴的演化算法,它通过估计种群中优势个体的分布状况建立概率模型并采样得到子代,具有良好的搜索多样性,且能通用于连续和离散空间的优化问题.为进一步推动基于概率分布思想的演化算法发展,概述了多峰优化演化算法的研究现状,并总结出2个基于概率分布的演化算法框架：面向多解优化的概率分布演化算法框架和基于概率分布的集合型离散演化算法框架.前者针对现有的演化算法在求解多峰多解的优化难题时缺乏足够的搜索多样性的缺点,将广义上基于概率分布的演化策略与小生境技术相结合,突破多解优化的搜索多样性瓶颈;后者围绕粒子群优化等部分演化算法在传统上局限于连续实数向量空间的不足,引入概率分布估计的思想,在离散的集合空间重定义了算法的演化操作,从而提高了算法的可用性.     

迭代集合卡尔曼滤波方法的性能比较研究

针对数据同化过程中模型的非线性问题,通过分析对比得出了一种适合强非线性系统的迭代集合Kalman滤波(IEnKF)。在Lorenz\|63模型的框架内,比较分析集合Kalman滤波(EnKF)、迭代集合Kalman滤波(IEnKF)和迭代扩展卡Kalman滤波(IEKF)在集合数、观测误差方差、放大因子和模型步长不同时同化性能差异,由此探讨这3种方法的优劣。研究结果表明:随着集合数的增加,3种算法的同化性能都得到了一定的改善;放大因子的增大,使其同化性能变差且EnKF呈现出多重波峰波谷的现象;3种方法的均方误差(RMSE）随观测误差方差和模型步长的增大而增大,其同化精度都变差;而IEnKF同化性能最优,更具有鲁棒性。     

基于DiffServ模型的调度算法

区分服务(DiffServ)模型中不同队列调度算法对网络性能有不同的影响。该文介绍了DiffServ实现模型,分析比较了目前4种典型队列调度算法的基本原理及性能特点。基于OPNET Modeler构建了采用不同调度算法的DiffServ仿真实现模型,通过对各仿真结果的比较研究,进一步验证了几种算法各自的优劣特性。     

Optimization of forging processes using Finite Element simulations

During the last decades, simulation software based on the Finite Element Method (FEM) has significantly contributed to the design of feasible forming processes. Coupling FEM to mathematical optimization algorithms offers a promising opportunity to design optimal metal forming processes rather than just feasible ones. In this paper Sequential Approximate Optimization (SAO) for optimizing forging processes is discussed. The algorithm incorporates time-consuming nonlinear FEM simulations. Three variants of the SAO algorithm—which differ by their sequential improvement strategies—have been investigated and compared to other optimization algorithms by application to two forging processes. The other algorithms taken into account are two iterative algorithms (BFGS and SCPIP) and a Metamodel Assisted Evolutionary Strategy (MAES). It is essential for sequential approximate optimization algorithms to implement an improvement strategy that uses as much information obtained during previous iterations as possible. If such a sequential improvement strategy is used, SAO provides a very efficient algorithm to optimize forging processes using time-consuming FEM simulations.     

The correspondence framework for 3D surface matching algorithms

Beyond the inherent technical challenges, current research into the three dimensional surface correspondence problem is hampered by a lack of uniform terminology, an abundance of application specific algorithms, and the absence of a consistent model for comparing existing approaches and developing new ones. This paper addresses these challenges by presenting a framework for analysing, comparing, developing, and implementing surface correspondence algorithms. The framework uses five distinct stages to establish correspondence between surfaces. It is general, encompassing a wide variety of existing techniques, and flexible, facilitating the synthesis of new correspondence algorithms. This paper presents a review of existing surface correspondence algorithms, and shows how they fit into the correspondence framework. It also shows how the framework can be used to analyse and compare existing algorithms and develop new algorithms using the framework’s modular structure. Six algorithms, four existing and two new, are implemented using the framework. Each implemented algorithm is used to match a number of surface pairs. Results demonstrate that the correspondence framework implementations are faithful implementations of existing algorithms, and that powerful new surface correspondence algorithms can be created.     

基于影像特征的脊椎有限元模型研究

融合腰椎的CT、MRI的影像解剖结构特征,应用图像分割及三维重建算法建立了精确的腰椎几何模型。在几何模型的基础上建立L1-L2的腰椎段的有限元模型。应用有限元计算方法研究了腰椎段的应力应变分布规律。构建的模型具有比较精确的解剖结构,能够较好地揭示在体腰椎段的应力应变变化特征。该模型为腰椎段的手术图像指导和仿真奠定了理论基础。     

辩论的理论模型及其算法研究

本文研究分布式人工智能背景下的辩论的理论模型及其算法,提出并建立了一个基于命题性知识的辩论的理论框架.在此框架下,我们给出了几个体现不同辩论策略的辩论算法,并对算法的正确性给出了理论证明.本文的研究可为分布式人工智能中多专家系统的辩论和意见综合提供参考,进一步的研究可望推进多专家联合系统的实用化进程.     

A set-theoretic model reference adaptive control architecture for disturbance rejection and uncertainty suppression with strict performance guarantees

Research in adaptive control algorithms for safety-critical applications is primarily motivated by the fact that these algorithms have the capability to suppress the effects of adverse conditions resulting from exogenous disturbances, imperfect dynamical system modelling, degraded modes of operation, and changes in system dynamics. Although government and industry agree on the potential of these algorithms in providing safety and reducing vehicle development costs, a major issue is the inability to achieve a-priori, user-defined performance guarantees with adaptive control algorithms. In this paper, a new model reference adaptive control architecture for uncertain dynamical systems is presented to address disturbance rejection and uncertainty suppression. The proposed framework is predicated on a set-theoretic adaptive controller construction using generalised restricted potential functions.The key feature of this framework allows the system error bound between the state of an uncertain dynamical system and the state of a reference model, which captures a desired closed-loop system performance, to be less than a-priori, user-defined worst-case performance bound, and hence, it has the capability to enforce strict performance guarantees. Examples are provided to demonstrate the efficacy of the proposed set-theoretic model reference adaptive control architecture.     

基于智能搜索模型SMBDI的查询处理算法研究

对语义Web和本体论的共事理论与方法进行研究,提出了一种基于数据综合的智能搜索模型SMBDI的应用框架,并讨论了查询处理的关键算法和算法的优化问题.算法从查询中分离出子查询,以关键字保持关联,解决了传统搜索引擎的信息丢失问题.实验结果及算法分析表明,基于本体论的智能搜索引擎系统应用框架切实可行,算法的优化是有效的.     

SAR图像CFAR检测的快速算法综述

针对合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)图像目标检测中恒虚警率(Constant false alarm rate, CFAR)算法的广泛应用, 进行CFAR检测的快速算法分析具有重要研究价值. 首先概述了当前国内外对SAR图像CFAR检测快速算法的研究现状; 然后分别从快速预筛选和迭代计算方法两个方面对各类快速算法的实时性及性能进行了分析总结, 给出了四种基本CFAR检测器的迭代计算公式, 并提出了一种研究CFAR检测快速算法的基本框架, 现有的快速算法均可纳入该理论框架予以分析; 最后, 以经典双参数CFAR检测算法为例, 对该基本框架进行仿真实现和性能分析, 验证了其可行性与检测性能．结果表明: 新的CFAR检测快速算法基本框架充分融合了快速预筛选思想和迭代计算方法的优势, 有效提高了CFAR算法在SAR图像检测应用中的执行效率.