基于数据离散场等值线绘制的研究

对工程应用中的等值线图的绘制进行了研究。在原有网格线法、点阵法的基础上，设计了三角形网格法，该方法选用原数据离散点为网格结点，用链表存储三角形网格，设计了三角形网格生成和确定等值线的算法；为使曲线达到C^1或C^2光滑连续，又设计了追踪等值点算法；并给出了离散场等值线的计算机可视化填充技术，即利用RGB颜色模型，对三角形网格进行处理。最后用实例证明三角形网格法的可行性，该方法误差小易易实现。     

三角形有限元网格生成的数据结构

利用ＦＧＴ－－网格推进技术生成三角形有限元网格，采用高级数据结构管理数据并给出链表更新准则，最后给出两个例子以示算法及数据结构的正确性。     

融合网格密度的聚类中心初始化方案

提出了一种采用密度指针的聚类中心初始化方法——density pointer (DP) 算法。DP算法以网格单元的几何中心为对称中心，连接该中心与网格单元各顶点，以此对称分割传统的类矩形网格单元，形成超三角形子空间；进而根据各个超三角形子空间与邻居单元相邻的超三角形子空间的密度差异确定密度指针的方向，并根据密度指针计算出每个密集网格单元的聚集因子；最后将具有较大局部聚集因子的网格单元族的重心作为初始聚类中心。在公开数据集和人工数据集上的实验结果表明，DP算法能快速高效地找到接近于真实聚类中心的数据点作为初始聚类中心。针对算法的效率实验表明，DP算法的时间开销与数据集实例数、维度及网格单元数量均呈一阶线性关系。     

STL格式的PIM仿真软件前处理系统

在粉末注射成形(PIM)仿真软件的前处理部分，需要由三维CAD实体模型生成三角形网格．为了实现PIM仿真软件的前处理系统。提出了一种生成三角形网格的算法，它从STL格式文件中获取网格边界，并且将边界离散化，然后由离散化的边界点自动生成有限元网格．根据该算法，实现了粉末注射充模仿真软件MoldFill的前处理系统，给出了一个网格生成的实例，在实例中生成节点865个，三角形单元1752个，占用CPU时间0．125s．此算法可以适应任意形状的单连通或多连通域实体，较好地解决了前处理系统的网格生成问题，对于同类型的CAE仿真软件开发具有参考价值．     

二维任意平面三角形网格自动剖分的实现

基于波前推进法提出了一种针对任意平面区域生成三角形网格的全自动生成算法，算法具有区域适应性强，边界网格质量高，自动化程度高的优点，算法还包括了网格的拓扑优化和光滑处理，由于使用Visual C 语言MFC类库进行网格剖分数据链表的管理，使得编程容易，整个程序简单实用，最后，大量算例显示了算法的可靠性和适用性。     

任意平面区域有限元三角形网格全自动剖分

基于Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化技术,提出了一种对任意平面区域生成三角形网格的全自动生成算法．此算法具有网格质量好,区域适应性强,自动化程度高等优点 算法还包括了网格的均匀化及加密处理等．通过利用ＡＲＸ对ＡｕｔｏＣＡＤ进行二次开发实现了该算法,大量算例也证明了此算法的可靠性和适用性．     

二维电磁场波前推进法网格生成研究

以波前推进法为基础，针对目前电磁场正、逆问题求解中网格自动生成的问题，给出了一种三角形网格的自动生成算法，这种算法适应性强，摆脱了凸域和复连域的限制，并对网格进行了拓扑检查和光滑处理．通过不同连通结构和实例计算结果证明，该方法具有简便可行、适应范围广、网格生成效率高等特点。     

基于局部多项式拟合的网格简化算法

为了提高网格简化后的三角形质量,提出了一种新的基于顶点局部多项式曲面拟合的三角网格简化算法.用三次多项式曲面拟合网格上的每个顶点及其局部邻域,计算每条边折叠的误差估计,衡量了顶点到拟合曲面的偏离程度,在算法的每次迭代中删除网格上误差估计最小的边,直到网格的顶点个数减到预先给定的数字.基于Laplace算子,增加顶点约束以及顶点邻域重心约束条件，对简化网格作一次线性整体优化.结果表明,该算法保留了更多的网格细节特征,在简化网格的三角形质量方面优于Garland的二次误差度量算法.该算法可用于快速构建模型的细节层次（LOD）模型.     

有限元平面三角形网格的优化

本对有限元平面三角形网格优化的基础上，系统地提出了“结构优化”的概念，并对以往的网格光顺算法做了改进，提出了一咱将结构优化和位置优化相结合的网格优化方法，弥补了以往的优化方法中对结构优化的忽视，使网格优化更加完善。     

装备伪装效果可视化检测技术研究与实现

迷彩伪装是一种对抗军事侦察和武器攻击系统的常用手段,其伪装效果对提高部队战斗力和战场生存能力具有十分重要的作用。采用基于图像的三维重建技术,提出了一种改进的区域增长算法来实现空间散乱点的自主三角构网。该算法引入八叉树思想,对点云进行栅格化存储,以提高点云的搜索效率;在每条边界边向外扩展时,综合考虑与其相邻的两边界边对新扩展三角形的影响,保证三角网格能够稳定地增长;采用三角网格优化算法,使得网格中的三角形接近正三角形。     

一种提高DBSCAN聚类算法质量的新方法

针对基于密度带有“噪声”的空间聚类应用(DBSCAN)聚类算法存在的3个主要问题: 输入参数敏感、对内存要求高、数据分布不均匀时影响聚类效果,提出了一种基于遗传方法的DBSCAN算法改进方案数据分区中使用遗传思想的DBSCAN算法(DPDGA)来提高聚类质量．利用遗传算法改进K-means算法来获取初始聚类中心;对数据进行划分,在此基础上对划分的每一部分使用DBSCAN算法进行聚类;合并聚类的结果．仿真实验表明,新方法较好解决了传统DBSCAN聚类算法存在的问题,在聚类效率和聚类效果方面均优于传统DBSCAN聚类算法．     

遗传算法在结构有限元模型修正中的应用

针对传统优化矩阵方法和优化元素方法的目标函数存在误导性的问题,采用改进的最优化元素型模型修正法,该方法定义了合理的目标函数,不需要质量归一化的模态振型.为了快速、准确地求得全局最优解,使用一种浮点数编码的遗传算法来解决模型修正问题中的优化问题.通过对一个7个自由度的质量-弹簧系统和一个复杂平面桁架结构模型修正的数值计算,验证基于遗传算法的改进的最优化元素型法的有效性.     

数字用户环路传输码型的分析

对数字用户环中系统的传输码型ＡＭＩ、ＨＤＢ３,ＦＯＭＯＴ,２Ｂ１Ｑ,４Ｂ３Ｔ（ＳＵ３２）等多种码型的功率谱密度、近远端串音信噪比和误码率等方面进行了全面的分析、比较、认为采用２Ｂ１Ｑ码型为数字用户环路系统的传输码型最佳。     

分布式视频编码中边信息的多策略优化

分布式视频编码器中边信息的重建质量直接影响整个编码器的率失真(Rate Distortion, RD)性能.为了提高分布式视频编码的边信息重建质量,从而优化其RD性能,在介绍最基本的边信息内插算法基础上,提出了3种策略对边信息帧进行重建优化:在利用传统单向运动估计得到运动矢量初始值后,首先利用交叠对称双向运动估计、自适应加权运动场滤波对运动场进行优化重建,然后通过加权交叠运动补偿减少边信息帧的方块效应.实验结果表明所提出的算法相对于其他边信息重建算法在不改变编码端的运算复杂度的情况下,明显提升了视频编码系统的RD性能.     

用免疫遗传算法实现配送路线求解

合理的配送路线可以提高物流配送的效率。针对遗传算法局部搜索能力较差的缺点,提出将免疫算法与遗传算法相结合的遗传免疫算法来对物流配送路线进行优化。采用免疫检测与免疫选择对遗传算法进行改进,并阐述了免疫算法求解配送最优路径的步骤。实例证明,免疫算法能较好地解决遗传算法中出现的退化现象,而且使收敛速度显著提高,具有良好的局部与整体收敛性,是有效可行的。     

有向装配割集可行性分析

在计算机辅助装配序列规划中,用无向割集法求解装配序列,需要对每一步割集分解进行可行性判断.有向割集法同样需要如此.通过构建了基于有向图的内部分离运动自由度矩阵(DIFM),然后在DIFM基础上从几何可行性和稳定性两个方面来逐次判别有向装配割集的可行性,设计了几何可行性和稳定性分析方法.经综合运用所提的可行性分析方法,能高效、简便地得到可行的装配序列.     

分数指数化经理股票期权的定价公式

针对几何布朗运动不能很好地模拟股票价格的问题,得到用几何分数布朗运动来描述股票价格的公式.根据风险中性定价原理,利用二维积分的方法给出了股票价格服从几何分数布朗运动的指数化经理股票期权定价公式,与传统的指数化股票期权进行对比后,得出分数布朗运动情形下股票期权的敏感性参数计算公式.通过与已有结果进行比较,认为在Hurst参数取0.5时,分数指数化经理股票期权与传统的指数化经理股票期权是一致的.     

蚂蚁算法在工件排序问题中的应用

蚂蚁算法是近年来新出现的一类随机型仿生算法。它已被成功的应用于组合优化问题中,如旅行商(TravelSalesmanProblem,TSP)问题等。运用蚂蚁算法研究m台机器目标函数为最小时间表长的同顺序车间作业排序问题(Fm|prmu|Cmax),设计出解决该问题的算法步骤与流程;并将蚂蚁算法与解决该问题的其它启发式算法进行了比较。比较的结果说明,蚂蚁算法能有效地解决此类问题,其最优结果优于或者与其他算法的最优结果相当。     

基于H.264/AVC的1/4像素点快速分级搜索算法

视频编码标准H.264/AVC的运动估计模块是由整数像素和小数像素两部分组成,小数像素精度的运动估计可以更有效地减少预测残差,提高图像质量。文章根据在小数像素搜索窗中误差分布曲面的单峰分布特点,提出了一种1/4像素快速分级搜索算法,分别在水平方向和垂直方向用抛物线模型来近似误差曲面剖线,通过求解抛物线方程来确定半像素最优匹配点的位置,并根据搜索窗中心点、水平方向和垂直方向半像素最优匹配点的大小关系来决定1/4像素的搜索范围,只需搜索五个像素点就可找到最佳1/4像素最优匹配点。实验结果表明,与传统小数像素搜索算法相比,文中算法在保证编码性能的前提下,可以降低H.264/AVC运动估计过程中64.82%的计算复杂度,从而提高编码的速度。     

ZrO2陶瓷颗粒在激光作用下组织形貌演变规律

基于Chebyshev扩张函数的空间机械臂区间运动精度可靠性分析

魏娟，张建国，杜小松

（北京航空航天大学 可靠性与系统工程学院，北京 100083）

创新点说明：

本文提出了Chebyshev扩张函数（CIF）来逼近参数激励系统的动态响应函数，然后基于机构可靠性分析方法和区间不确定性模型评估了空间机械臂的运动精度可靠性（MAR）。

研究目的：

1）空间机械臂的运动精度可靠性受设计变量的影响，空间机械臂部分设计变量为区间变量；

2） 运动精度可靠度与设计变量之间的关系通常是隐式的。

研究方法：

1）运用Chebyshev扩张函数（CIF）来逼近参数激励系统的动态响应函数；

2）基于机构可靠性分析方法和区间不确定性模型评估了空间机械臂的运动精度可靠性（MAR）；

3）运用双连杆机械臂案例，连杆的长度和力矩为区间变量，计算速度的精度可靠性。计算结果与蒙特卡洛方法计算的结果进行对比。

结果：

与传统的蒙特卡罗模拟（MCS）相比，所提出的方法需要更少的样本以获得更准确的可靠性。

结论：

本文提出一种基于CIF的MAR分析方法，用于涉及区间不确定参数的机械手。在该方法中，应用CIF来估计区间函数的界限，并控制区间运算中的高估。CIF方法可以量化区间不确定性信息对柔性机械手的动态响应的影响。基于非概率可靠性理论，预测了双连杆柔性机械臂的MAR。为了验证CIF方法，应用MCS方法来计算MAR。作为自然结果，所提出的方法可以用纯间隔参数模拟柔性机械手的动力学。双连杆机械手的情况表明，该方法可有效解决纯间隔参数的不确定性问题。最后，通过使用全局灵敏度分析进行对灵敏度进行分析以促进优化设计。

关键词：空间机械臂，运动精度可靠性，区间理论，Chebyshev扩张函数 (CIF)