基于改进鲸鱼优化的覆盖表生成算法

为提高组合测试中覆盖表生成效率,基于覆盖表生成的离散性,提出一种改进的鲸鱼优化算法。该算法首先利用编码转换的思想,将鲸鱼个体连续运动方式编码为适用于覆盖表的离散方式;其次,在算法的开发与搜索阶段加入迭代演化算子,以提高算法的全局搜索能力;最后,针对覆盖表生成中算法本身的局限问题,使用平均海明距离跳出局部最优,并通过约束求解器和惩罚函数法增加约束处理机制,以提高算法实际应用能力。实验结果表明,与其它已有算法相比,所提出的算法在覆盖表生成规模上具有更好的优势。     

机械臂带角度修正的开闭环迭代学习轨迹跟踪控制

在迭代学习控制研究中, 通常的一个假设是: 系统每次迭代初态与期望初态一致或迭代初态固定. 针对迭代学习控制律在迭代初态的限制下难以应用到机械臂轨迹跟踪控制中的问题, 本文对机械臂系统模型降阶变换, 将其转化为低阶系统. 对于变换设计后的机械臂系统模型, 提出一种带有角度修正的开闭环迭代学习控制算法, 该算法利用误差信号及相邻两次误差的偏差信号对系统控制律进行逐次修正, 与常规P型算法相比, 充分利用了系统已存的和当前的有效信息, 与常规PD型算法相比, 避免了由于微分作用而带来的不稳定影响. 同时, 用输出向量的角度关系作为评估控制输入好坏的标准对所设计的迭代学习律的变化趋势进行“奖-惩”, 从而实现了良好的跟踪效果并具有较快的收敛速度. 本文还针对机械臂系统存在关节转角限位的情况对控制算法进行改进, 以使机械臂在实际运作中真正实时地完成指定工作任务. 仿真结果表明了所提控制策略的有效性.     

Robust fuzzy tracking control for nonlinear networked control systems with integral quadratic constraints

This paper investigates the robust tracking control problem for a class of nonlinear networked control systems (NCSs) using the Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model approach. Based on a time-varying delay system transformed from the NCSs, an augmented Lyapunov function containing more useful information is constructed. A less conservative sufficient condition is established such that the closed-loop systems stability and time-domain integral quadratic constraints (IQCs) are satisfied while both time-varying network-induced delays and packet losses are taken into account. The fuzzy tracking controllers design scheme is derived in terms of linear matrix inequalities (LMIs) and parallel distributed compensation (PDC). Furthermore, robust stabilization criterion for nonlinear NCSs is given as an extension of the tracking control result. Finally, numerical simulations are provided to illustrate the effectiveness and merits of the proposed method.     

基于层次分析法的犹豫模糊语言包络分析模型及其在边缘节点网络安全评估中的应用

针对传统的网络安全评估方法仅用单一语言术语作为偏好信息难以评估复杂网络环境的安全性的问题,利用犹豫模糊语言术语集作为评估网络安全的偏好信息,提出了一种基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)的犹豫模糊语言包络分析模型,用以评估边缘节点的网络安全性。该模型通过求解目标规划模型获得最优的网络安全准则权重信息,进一步构建网络安全准则权重信息对应的AHP约束锥作为犹豫模糊语言包络分析模型的约束条件,获得移动用户安全评估的排序结果。实例证明该模型能够合理地融合网络安全准则偏好信息,并有效地处理边缘节点的网络安全评估问题。     

流量工程中多维目标优化的路由算法综述

互联网中传统的最短路径路由算法本质上存在导致拥塞的可能。网络拥塞不仅会降低网络性能,而且会使得服务提供商难以完成对客户的服务质量保证。通过在路由选择阶段面向流量工程实施优化,能够避免拥塞,提高网络资源利用率。概述面向流量工程的约束路由算法的研究进展。首先阐述了三类主要的流量工程优化目标：最小化网络资源占用、负载平衡和最小干涉,然后分析了各类典型算法,最后对此方向的研究进行了总结和展望。     

基于三维头部数值模型的颅脑碰撞损伤机理研究

头部碰撞载荷会致使颅脑发生创伤性脑损伤（Traumatic Brain Injury,TBI）。其中,脑组织挫裂伤是最为常见的一种,具有高死亡率与高致残率的特性。该文基于数值模拟方法对其开展相关研究,揭示其损伤机理,对该类损伤的预防救治与相关防护设备的开发都具有重要意义。首先,该文基于颅脑的核磁共振切片建立了人体头部三维数值模型,该模型真实地反映了颅脑的生理特征与细节构造。在该模型中,颅骨采用典型类三明治结构进行表征,其内外层为刚度与密度较大的骨密质,中间层为骨松质。为了真实反映脑组织与颅骨间的相互作用,将脑脊液与蛛网膜小梁简化为均质整体,采用状态方程表征脑脊液的液态特性,并通过较小的剪切模量表征蛛网膜小梁的剪切传递作用。然后,基于死尸前额碰撞实验对三维头部数值模型的有效性进行验证。该头部模型采用三种不同的颈部约束边界条件对前额碰撞实验进行数值模拟,模拟结果表明：自由边界条件下的模拟结果与实验数据吻合良好,验证了该头部碰撞模型的有效性;而在竖向约束边界条件或固定边界条件下颈部的约束过于刚硬,导致撞击处与对撞处的颅内正、负压力交替变换,与实验结果相比出现较大偏差。最后,利用验证的头部碰撞模型对枕部碰撞过程进行数值模拟,并结合前额碰撞的模拟结果,分别从脑组织压力（体积变形）与Mises应力（剪切变形）等方面对颅脑的动态响应规律进行分析;进一步结合医学上颅脑碰撞损伤的统计数据,揭示了脑组织挫裂伤的损伤机理,建立了相应的损伤准则。     

钢筋混凝土梁抗剪承载力计算的概率模型

传统的钢筋混凝土（RC）梁抗剪承载力模型属于确定性模型,难以有效考虑几何尺寸、材料特性、边界约束条件等因素存在的客观（物理）不确定性和在模型推导过程中存在的主观（模型）不确定性的影响,导致计算结果的离散性较大,计算精度和适用性有限。鉴于此,该文首先结合修正压力场理论和考虑剪跨比影响的临界斜裂缝倾角模型,建立了RC梁的确定性抗剪承载力模型;然后综合考虑主观不确定性和客观不确定性因素的影响,结合贝叶斯理论和马尔科夫链蒙特卡洛法（MCMC）,建立了RC梁抗剪承载力计算的概率模型;最后通过与试验数据和传统确定性计算模型的对比分析,验证了该模型的有效性和适用性。分析结果表明,所建立的概率模型不仅可以合理地描述RC梁抗剪承载力的概率分布特性,而且可以校准传统确定性计算模型的计算精度和置信水平,还可以根据预定的置信水平确定RC梁抗剪承载力的概率特征值,具有良好的计算精度和适用性。     

大倾角附螺旋列板倾斜圆柱涡激振动抑制分析

在室内拖曳水池中开展大长径比（L/D=350）,小质量比（m^*=1.90）和大倾角（a=45 °）倾斜柔性圆柱涡激振动（VIV）抑制实验,观测螺旋列板对柔性圆柱VIV的抑制效果,并分析倾斜抑制圆柱涡激振动响应特性。选取海洋工程领域最优螺距/高度比组合（17.5D/0.25D）。通过拖车拖动模拟均匀来流,拖车速度范围为0.05 m/s~1.0 m/s,间隔为0.05 m/s,对应的雷诺数约为Re=800~16000。采用应变传感器测量结构横流向与顺流向的振动信息,并根据模态法处理实验数据。实验结果表明：螺旋列板对大倾角倾斜柔性圆柱VIV响应幅值和结构应变抑制效果不理想;同时观测到倾斜抑制圆柱涡激振动存在多模态的振动特征;并发现不相关原则（IP）不适用于倾斜抑制圆柱的涡激振动。     

公路斜交梁桥地震易损性模型研究

采用增量动力分析方法建立公路斜交梁桥地震易损性模型并开展易损性简化计算方法研究。依据不同的墩柱形式、支承形式及新旧规范将公路斜交梁桥分成8种桥型,统计桥梁结构参数并采用随机抽样方法确定其相应取值,依此装配生成240个基准桥梁样本,同时进行斜交角度变换建构新的桥梁样本。基于增量动力分析方法对相同斜交角下桥梁样本进行分析并建立易损性模型,重点研究斜交角与易损性参数之间的关系。研究发现：易损性模型中位值大致随斜交角的增加而减小,对数标准差则呈相反趋势。以计算得到的易损性模型参数为样本,拟合提出适用我国斜交梁桥的中位值修正系数公式,同时给出对数标准差的建议值,进一步总结公路斜交梁桥地震易损性简化计算方法,结果可为后续斜交梁桥地震风险评估及加固规范修订提供参考依据。     

船舶动力装置高温高压管道破前漏分析

将破前漏（LBB）方法运用于船舶动力装置高温高压管道的安全分析。探讨由于水下冲击、摇摆、温度和内压变化引起的管道载荷特性。以典型π型管道为研究对象,统计出疲劳应力谱。基于断裂力学理论和有限元方法,预测管道表面裂纹疲劳扩展行为,确保管道在运行期间不发生泄漏。采用J积分撕裂模量汇交法计算管道穿透裂纹的临界裂纹尺寸,并与最小可监测裂纹尺寸比较,确保即使发生泄漏,也有足够的安全余量在裂纹被发现前不发生失稳断裂。研究表明：尽管摇摆产生的管道交变应力幅较小,但循环次数高,对裂纹扩展的影响不可忽略;在水下冲击载荷作用下,管道承受最大应力,最有可能导致裂纹失稳扩展。