基于工业以太网冗余自愈技术的研究

为了提高工厂生产的安全性、可靠性,最大限度地减少网络失败导致的停产,防止网络故障引发的灾难性后果,必须保证工业网络长期、稳定地运行.冗余自愈机制对于保障工业网络的正常运行有着重要的意义.通过对工业以太网和冗余自愈技术的介绍和分析,提出了利用完全冗余自愈技术来保障工业控制网络运行的可靠性和稳定性.     

用于IT系统自修复的功能点切片模型

针对缺乏以数据为基础的分析模型和信息以非结构化形式存储的复杂IT系统中的软件自修复问题,提出了一个基于过程模型的功能点切片模型(FPSM).该模型在功能点分析5类组件的基础上,建立组件间的各种依赖关系,形成系统功能点依赖图,再应用功能点切片的方法,实现组件间的自动化关联分析,以支持软件系统运行阶段功能异常的自修复.模型实现了异常原因定位、变更影响分析以及解决方案匹配的自动化.实验结果表明,功能点切片模型和基于模型的切片器工具由于对系统组件进行了有效的定义和关联,能有效地降低异常事务的风险指标,并能够减小系统故障的发生频率．     

水下移动无线传感器网络拓扑愈合与优化

为解决水下移动无线传感器网络(MUWSNs)存在的拓扑失效问题,考虑水流对MUWSNs网络拓扑的影响,提出一种水下移动无线传感器网络拓扑愈合算法。采用鱼群算法部署AUVs节点,建立系统的失效感知机制、消息传递机制和移动愈合方案,并在此基础上进一步设计鱼群启发的MUWSNs拓扑优化方案。通过两组仿真实验分别验证了方案的可行性和算法的有效性。实验结果显示,拓扑愈合方案可确保网络对监测事件的覆盖度维持在90%左右,且拓扑优化方案能够进一步提高网络覆盖度。     

一种关键任务系统自律可信性模型与量化分析

将现有入侵容忍、自毁技术与自律计算相结合,提出了一种基于SM-PEPA(semi-Markov performance evaluation process algebra)的关键任务系统自律可信性模型以支持形式化分析和推理.该模型具有一定程度的自管理能力,采用分级处理的方式应对各种程度的可信性威胁,满足了关键任务系统对可信性的特殊需求.在此基础上,从稳态概率角度提出了一种自律可信性度量方法.最后,结合具体实例对模型参数对自律可信性的影响进行了初步分析.实验结果表明,增大关键任务系统可信性威胁检测率和自恢复成功率,可在较大范围内提高系统的自律可信 特性.     

无线传感器网络中一种延长寿命的覆盖算法

寻找有效的节能方案以提高网络寿命是无线传感器网络中的核心问题。传统的最大化网络寿命致力于对节点进行休眠或激活的调度,在DLM算法的基础上提出一种ASR-DLM算法。其基本思想是对传感器节点的感知半径进行调整,提高能量的利用率,同时ASR-DLM算法改进了DLM算法中一旦探测到覆盖空洞即终止的缺陷,即在探测到覆盖空洞时,对覆盖空洞进行填补,ASR-DLM算法不仅能够保证完全覆盖,还可以在异构网络中进行,大大延长了网络寿命,同时不需要地理位置信息,扩展性很好。     

海藻酸钙/环氧微胶囊在水泥基材料中的自修复作用

采用锐孔-凝固浴法制备海藻酸钙/环氧树脂复合微胶囊,将其应用于水泥基自修复材料。表征了微胶囊的微结构、力学强度和吸水溶胀等性能,并通过X射线计算机断层扫描技术和SEM/EDS分析微胶囊在水泥基材料中的修复作用机制。结果表明:制备的海藻酸钙微胶囊为三维网络支架结构;在粒径为0.7~2 mm,粒径尺寸不影响微胶囊的强度;海藻酸钙含量决定微胶囊的强度、吸水率和溶胀率。海藻酸钙/环氧微胶囊的裂缝修复机制为:基体产生裂缝,微胶囊发生破裂释放环氧树脂,粘结裂缝;裂缝中有水渗入时,微胶囊吸水溶胀,堵塞裂缝,进而促进周围水泥颗粒的继续水化,修复裂缝。     

一种新结构自愈式高储能密度脉冲电容器的实验研究

研制了一种金属化膜脉冲电容器。通过采用内串结构、选择合适的金属膜方阻值,提高了电容器的储能密度。而通过改变金属膜方阻值的大小以及对电极端部的加厚处理进行改进,在保持其储能密度一定的情况下,有效延长了电容器的使用寿命。寿命试验表明,单个元件喷金层的脱落是造成电容器失效及寿命缩短的主要原因,而外层薄膜自愈严重及其中轴处的横贯内外层的自愈是造成单支元件电容量下降的主要原因。     

羰基铁粉改性环氧树脂/乙基纤维素微胶囊的吸波性能

以羰基铁粉为吸波剂用溶剂蒸发法制备出环氧树脂/乙基纤维素微胶囊,使用矢量网络分析仪、激光粒度分析仪、ESEM-EDS和FTIR分别表征了微胶囊的吸波性能、粒径分布、颗粒特性以及化学结构。结果表明：羰基铁粉嵌入乙基纤维素中物理结合成微胶囊壁材,羰基铁粉提高了微胶囊的吸波性能。羰基铁粉的粒径越小与电磁波相互作用的面积越大,微胶囊的吸波性能越好。频率为18 GHz时,未掺羰基铁粉的微胶囊电磁波反射损失为-1.63 dB,而掺入粒径为3 μm和0.5 μm羰基铁粉(掺量50%)的微胶囊电磁波反射损失分别为-5.08 dB和-5.44 dB,分别降低了3.45 dB和3.81 dB。掺入粒径为0.5 μm羰基铁粉的微胶囊不团聚,其微观形貌更好。     

基于Diels-Alder反应的自修复环氧树脂的制备和修复行为

先使环氧氯丙烷与糠胺反应合成含有呋喃环的双环氧基糠基缩水甘油胺(DGFA),再与双马来酰亚胺发生Diels-Alder(DA)反应制备出热可逆自修复环氧树脂EP-DA。用FT-IR表征了EP-DA的化学结构和热可逆性。模拟了实际使用过程中环氧树脂受到冲击破环而内部产生裂纹、进行热处理使裂纹愈合实现了材料的自修复过程。根据宏观定性观察和弯曲载荷恢复的定量测量,证实了这种环氧树脂具有良好的自修复性能且可实现多次破坏的自修复。这种环氧树脂具有优异的再加工性能,可实现废旧环氧树脂的回收再利用。     

儿茶酚基聚合物-金属复合水凝胶的制备及性能

儿茶酚基化合物具有化学多功能性,易与过渡金属(如Fe3+)形成有效的配位化合物,在医疗、分析及环境领域具有广阔的应用前景。文中以聚乙烯醇为原料,用含儿茶酚基的3,4-二羟基苯丙氨酸(DOPA)修饰改性聚乙烯醇(PVA),得到聚合物PVA-DOPA,再通过儿茶酚基的氧化络合能力与Fe3+等金属离子作用,制备具有p H响应性的非共价键交联金属复合水凝胶,其结构与组成用核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱等进行表征。流变分析PVA-DOPA与金属离子络合水凝胶的储能模量约为21000Pa;当频率不变时,通过检测水凝胶的储能模量随振幅振荡力的变化,证明制得的水凝胶具有自修复性。此外,PVA-DOPA与金属离子的络合能力具有很强的p H依赖性,碱性介质中DOPA与金属离子形成三配位;而酸性或中性介质中,则为一/二配位,因而,可实现PVA-DOPA与金属离子络合的p H响应可逆性。这种聚合物及其凝胶有望应用于涂层、吸附分离和生物医药领域。