暗硅系统功耗预算问题可被归类为一种NP-hard问题，针对其存在的提高芯片均温与降低通信成本2个对立优化目标，提出了一种基于任务映射的暗硅芯片功耗预算方法。为降低计算复杂度，基于率先映射高通信量并对后续映射影响较小的任务的规则建立模型，将任务图转换为最大生成树的形式，以优先级值的大小决定任务进行映射的先后顺序。在稳态情况下逐个进行核心寻优，将排序后的任务放置于合适的核心位置，并以凸二次规划问题形式对已确定映射核心位置的功耗预算进行求解。实验表明：针对12开启核心的36核心系统，与经典的热安全功耗预算方法相比，所提方法将总功耗预算提高了11.8%，通信能耗降低了38.2%。

针对故障本身构建量子贝叶斯Petri网模型算法，并利用该子网模型进行Petri网系统故障分析。对于部分可观Petri网模型中的不可观故障，根据可达标识图分析变迁点火路径不能判断系统状态，建立量子贝叶斯子网模型，通过不确定路径引起的量子干涉重新标定变迁的条件概率表得到量子概率振幅表。根据故障变迁的前置集合并结合量子贝叶斯推理计算变迁触发的先验概率，由后置集合中的可观变迁修正后验概率，由最大后验概率估计系统所处状态，当故障变迁不唯一时，选取最大概率的故障作为故障源。以实际故障系统建立部分可观Petri网模型，结合可观标签概率序列信息和量子贝叶斯概率估计，对系统不可观部分进行故障诊断验证算法的有效性。

针对惯性行人导航中航向角发散致使导航精度降低的问题，提出了一种基于零速修正与姿态自观测的惯性行人导航算法。通过四条件零速检测算法对行走步态中的零速区间进行检测。在检测得到的零速区间内，利用零速修正算法原理构造速度误差的观测量；利用零速区间内行人脚部与地面保持静止、只受到重力加速度及姿态角不变的特性，构造姿态角误差的观测量。应用卡尔曼滤波对零速区间内的姿态角、速度及位置的误差进行估计。利用得到的误差状态估计结果对行人导航进行误差校正，提高惯性行人导航的精度。实验表明：小范围矩形路径中，所提算法的导航轨迹相对误差平均值仅占总路程的0.98%，比零速修正算法减小了78.11%；导航轨迹误差标准差仅为0.14 m，比零速修正算法减小了88.62%；400 m标准操场闭合路径中解算终点相对位置误差仅为1.18%。解算轨迹与实际轨迹匹配度较高，具有良好的应用价值。

针对多架自杀式无人机对重要目标进行协同打击的问题，在飞行器运动学、飞行器碰撞、时空协同等约束条件下，提出了一种空间分层分布的协同打击策略，在满足飞行器碰撞约束的前提下，有效提高了对重要目标防御系统的抵抗能力与飞行器自身的生存率。在此基础上，进一步提出了一种空间协同的多机打击快速航迹规划方法，结合Dubins曲线，将飞行器数目增加带来的计算量指数增长的问题，转化为多项式乘积形式的计算量，实时生成满足时空协同要求的次优航迹。通过仿真实验与实际飞行试验验证了所提方法的有效性，无人机可以在生成航迹的引导下，有效到达打击目标。

光伏组件的遮挡物识别是光伏运维系统中不可或缺的环节，传统识别算法多依赖人工巡检，成本高昂且效率低下。基于卷积神经网络，提出了一种面向光伏组件的遮挡物识别算法PORNet。通过引入特征金字塔，构建多个分辨率下具有丰富语义信息的图像特征，提升对遮挡物尺度和密度的敏感性。通过特征自选择，筛选出语义最具代表性的特征图，以加强物体环境的语义信息表达。用筛选出的特征图完成遮挡物识别，从而提升识别准确率。在自建光伏组件落叶遮挡数据集上进行了实验比较和分析，并对识别性能进行了评估，通过与现有物体识别算法相比，所提算法的准确率和召回率分别提升了9.21%和15.79%。

气动舵机在防空导弹的飞行姿态控制系统中是关键部件，直接影响导弹的飞行稳定性及姿态控制能力。弹载高压气体经过减压为气动舵机提供动力，可以减小气源系统所占的空间且尽可能多地携带气体以利于提高导弹射程。针对某型号导弹，设计了一种具有锥形阀瓣的高压反向非平衡直动式减压阀，建立了该类减压阀热力学及静力分析的数学模型，并在此基础上开发了其设计校核软件。建立了基于AMESim软件的稳态及非稳态进口压力下的仿真模型，对其压力、流量特性及阀芯位移特性进行了模拟分析。结果表明：该减压阀在设计参数下具有较好的压力及流量特性，且理论计算结果与仿真分析结果吻合较好。

针对机械密封在高速干摩擦状态下，因设计不当产生端面过度变形和磨损而引起的密封失效问题，建立了热-结构耦合数值计算模型，分析了密封的温度场和端面变形。试验测试了静环温升，分析了动静环端面特征，探讨了高速干摩擦状态下的磨损机制。研究结果表明：建立的有限元模型能准确地预测密封的温度和端面变形，计算值和试验值相差小于11%；密封端面峰值温度对转速更敏感，随着运转时间的延长，温度先迅速增加后逐渐变缓；静环易产生锥度变形，造成端面接触压力和磨损不均匀，静环座的“匡正”作用能够改善这类变形；摩擦转移膜的存在状态对密封的温升、端面粗糙度起关键作用，动环表面喷涂Cr₂O₃等金属氧化物，能较好地保持致密的石墨转移膜，减轻密封的磨损。研究结果为机械密封的设计、优化和应用提供了基础。

基于耗氧型惰化系统惰化原理，建立了绿色低温催化惰化系统（3CGIS）的AMESim仿真模型，研究了绿色低温催化惰化系统抽吸气流量对惰化时间的影响，以及飞行包线内燃油箱气相空间氧气体积分数变化。将计算结果与试验数据进行对比，结果表明，飞行包线内燃油箱气相空间氧气体积分数计算结果与试验结果基本一致，验证了仿真模型的正确性。在此基础上，得到抽吸气流量与惰化时间近似呈反比关系；当惰化时间一定时，抽吸气流量随载油率的降低而增加；针对下降阶段燃油箱气相空间氧气体积分数可能超过12%，提出一种双流量惰化模式设计方法，可保证氧气体积分数在整个飞行包线内低于12%。仿真结果为绿色低温催化惰化系统的设计与优化提供了依据。

受自然界鸟类羽毛的柔性特征启发，利用数值模拟的方式开展了柔性壁面对亚声速边界层中T-S波演化的影响研究。刚性壁面上的数值结果与线性理论吻合得很好，验证了数值方法的可靠性。在此基础上，将部分刚性壁面替换为柔性壁面，结果表明，柔性壁面可以抑制T-S波在空间上的增长，从而推迟边界层流动转捩。壁面的变形不只跟随T-S波的波形，还因为柔性段与刚性段相接的前缘和后缘引起与扰动源频率相同的更大尺度的壁面波动，壁面的实际变形由这几种波叠加而成。开展的参数研究结果表明，增大表面的质量密度对于柔性壁面衰减扰动的效果几乎没有影响；增大表面张力和增加底部支撑的弹性系数可以增加壁面的刚性，减小壁面变形的幅度；增加阻尼可以抑制柔性段前后缘产生的大尺度壁面波动的传播，而对跟随T-S波的变形影响不大。总体上，柔性壁面的变形程度越大，其扰动的抑制效果越强。

阵风响应计算及阵风减缓控制系统设计是飞行器气动弹性分析中的重要内容。基于状态空间涡格法（VLM）建立飞行器阵风气动力模型，给出有限元结构模态及控制面模态广义自由度与涡格法控制点边界条件的插值关系，建立适用于复杂模型的阵风响应分析方法，弥补了传统阵风响应分析方法需要进行有理函数拟合或迭代计算资源消耗大等不足。在此基础上，基于经典PID控制方法设计阵风减缓控制系统，仿真得到离散阵风及von Karman连续阵风激励下的系统开/闭环时域响应情况，对比响应幅值计算减缓率。仿真计算结果表明：根据所提方法建立的阵风响应分析方法准确，阵风减缓控制系统能有效降低原气动弹性系统的阵风响应。

针对磁悬浮控制敏感陀螺（MSCSG）转子偏转通道强耦合及航天器姿态测量过程中受扰失稳问题，提出了一种磁悬浮转子偏转解耦抗干扰控制方法。分析了转子两自由度偏转耦合现象，设计了基于状态反馈的解耦控制器；建立了MSCSG在姿态测量过程中航天器的姿态运动对磁悬浮转子产生的干扰力矩模型，采用自抗扰控制器（ADRC）抑制磁悬浮转子的外部干扰；对所建立的扩展状态观测器（ESO）跟踪性和系统稳定性进行了分析，通过调节ADRC中非线性状态误差反馈控制律系数，实现了系统有界输入条件下的稳定。仿真结果表明：状态反馈解耦能够实现偏转自由度的完全解耦，ESO具有良好的跟踪性能，ADRC较传统PID控制方法具有更好的抗干扰性能。

基于匹配思想的孪生网络算法缺乏对目标的整体性感知，容易出现对目标状态估计不够精准和在复杂环境中跟丢的现象。为此，在孪生网络的基础上设计了2个轻量级的模块来实现更精准、更鲁棒的目标跟踪。在提取特征的主干网络之后，嵌入一个高效通道注意力模块，实现高效提取目标特征并增强差异化表示，使网络更注重于目标信息；模板匹配之后的特征通过一个局部上下文感知模块，增强网络对目标的整体感知，以应对跟踪过程中复杂多变的环境；采用Anchor-free的状态估计策略实现对目标的精准估计。实验结果表明：所提算法SiamCC在数据集OTB100、VOT2016和VOT2018上的测试结果均好于DaSiamRPN、ATOM等算法，并且跟踪速度达到了85帧/s。

对片上网络（NoC）承载的混合关键性消息进行实时调度是其应用于航空电子系统片上多核通信的关键。为解决可满足性模理论（SMT）法求解效率低、低优先级消息等待延迟大的问题，提出了一种基于双深度Q网络（DDQN）的混合关键性消息调度方法。将虫孔交换机制下的消息调度问题建模为马尔可夫决策过程，建立包含环境、动作、状态、奖励的多层感知调度模型；随机生成多组分布不同的混合关键性消息作为训练样本，采用DDQN算法求解该调度模型；在此基础上，提出并实现了带孔隙DDQN算法，在保证时间触发（TT）消息可调度前提下为速率约束（RC）消息预留用于虫孔交换的时隙。算例研究表明：所提方法的求解时长及TT消息确定性端到端延迟的平均值均低于SMT法；带孔隙DDQN算法的RC消息延迟较不带孔隙DDQN算法和SMT法显著降低。

位置指纹算法是研究室内定位技术的主要方法，其中在线阶段的匹配算法是影响室内定位精度的主要因素之一。目前，在线阶段的匹配算法有最近邻算法、K近邻算法以及加权K近邻算法。其中，最近邻算法和K近邻算法都没有考虑到不同参考点和待定位点之间的欧氏距离对定位精度的影响，而加权K近邻算法虽然考虑到了欧氏距离对定位精度的影响，对最终的定位结果采用欧氏距离归一化处理进行加权，却没有考虑到AP信号的波动性对定位结果也会产生很大的影响。因此，针对在线阶段的匹配算法作出改进，提出了基于离散系数改进的加权K近邻算法。在离线阶段建立位置指纹数据库，在在线阶段使用离散系数来反映各AP信号的稳定性，进而对待定位点与参考点之间的欧氏距离进行加权，计算出所有的加权欧氏距离后，从中选取距离最近的k个参考点，估算出待定位点的物理位置。实验结果表明：基于离散系数改进的加权K近邻算法可以实现平均定位精度比K近邻算法提高15%~17%，较加权K近邻算法提高了11%~13%的定位效果。

为设计具有大行程与良好解耦特性的三平动微定位平台，提出了一种新型2T3R型运动副。基于2T3R型运动副，设计了三平动微定位平台的结构；采用非线性模型法建立了平台力-位移关系与丢失运动的理论模型，并采用拉格朗日方程建立了平台固有频率的理论模型；采用目标规划法对三平动微定位平台进行了参数优化；通过有限元仿真验证了理论模型的正确性。理论计算与仿真研究结果表明：平台一阶固有频率为51.27 Hz，在1 mm运动行程内，x、z轴方向的丢失运动分别小于0.67%、0.20%，输入与输出完全解耦。研究结果证明了运动副、平台结构设计的有效性及优化模型的可行性。

为提高防空导弹无线电引信在低信噪比（SNR）背景下的测向精度，提出了基于传播算子算法（PM）的涡旋电磁波引信超分辨测向方法。通过相控均匀圆阵依次发射不同轨道角动量模态涡旋电磁波照射目标，基于多发单收（MISO）模型推导目标探测回波模型；通过对回波方程的近似变形构造接收信号矩阵；采用PM算法构造空间谱函数，进行谱峰搜索，实现对目标水平方位角的估计。对所提方法的有效性进行仿真验证，结果表明，所提方法可在低信噪比、少阵元情况下实现对目标的精确测向。

针对粗网络引入先验知识较少使得补全的内容存在明显视觉伪影问题，提出了基于边缘结构生成器的两段式图像修复方法。采用边缘结构生成器对输入的图像边缘和色彩平滑信息进行特征学习，生成缺失区域的结构内容，以引导精细网络重构高质量的语义图像。通过在公开的图像修复基准数据集Paris Street-View上进行实验测试，结果表明，所提模型可对掩膜占比达50%的图像进行补全。在客观的量化评价指标上，峰值信噪比、结构相似度系数、L₁和L₂均值误差等数值整体优于EC、GC、SF等方法，其中，掩膜占比为0%~20%时，峰值信噪比指数达到33.40 dB，优于其他方法2.37~6.57 dB，结构相似度系数提高了0.006~0.138。同时，补全的图像纹理更清晰，视觉质量更高。

多播是一种高效率利用带宽资源的技术，可以有效缓解多媒体传输过程中的带宽压力，但传统的多播技术会带来“瓶颈用户”问题，限制多播组内用户的数据速率。多播组分解技术将多播组划分为若干子组并以不同速率接收数据，可以有效解决瓶颈用户带来的速率限制。构建了面向用户端的视频多播传输方案，将可伸缩视频编码（SVC）的分层特点和组分解技术相结合，各多播子组根据实际接收能力解调得到不同质量的SVC视频数据，在保证用户基本视频数据传输的基础上，实现总系统速率最大化。提出了面向资源公平调配的低复杂度多播组分解算法，在改进低复杂度分组（LCS）算法过程中考虑SVC视频层限制，并引入常值向量抑制资源分配不公的情况。经过实验数据模拟和性能评估，所提算法在带宽资源和用户数量变化时，均可以稳定地保持较高的系统速率、频谱效率及系统公平性，且计算复杂度较低，能够实际应用于4G和5G网络架构下的视频传输。

随着天文观测的深入，发现不仅土星、木星等气态巨行星环绕有光环，某些小天体也环绕有光环。针对目前发现环的半人马型小天体女凯龙星（10199 Chariklo），研究其引力场中粒子（视为质点）的轨道动力学，分析赤道椭率和小天体自转对环中粒子轨道运动的影响，通过庞加莱截面中的KAM环迭代，得到第一类周期轨道和1∶3共振周期轨道，并通过对比和分析得到小天体光环位置与小天体自转平运动共振的关系。研究结果表明：女凯龙星内环中的粒子最可能处在满足径向振荡幅值范围的第一类周期轨道及其附近的准周期轨道上，但不能排除处在1∶3共振周期轨道及其附近的准周期轨道上；外环中的粒子不可能处在1∶3共振周期轨道上，只可能处在第一类周期轨道及其附近的准周期轨道上。

针对传统方法未考虑透视偏差的存在，提取椭圆圆心作为真实物理圆心投影点造成相机标定误差的问题，提出了一种基于平面变换的高精度相机标定方法。提取标定板内外边框上的角点，对标定板进行平面变换，将标记点由椭圆投影成近似的标准圆；利用图像矩提取标准圆圆心的坐标，投影回原标定板平面，得到标记点实际圆心的像素坐标；根据圆形标记点实际圆心的坐标，利用张正友标定法完成相机标定。实验结果表明：与传统方法相比，所提方法将相机标定的误差降低了66.169%，有效提高了相机标定的精度。

热斑现象是造成光伏组件发电能力下降的重要原因之一，热斑检测是光伏电站运维必不可少的工作。然而分布式光伏电站的规模普遍较小、选址分散、环境复杂多样，使用传统的热斑检测算法需要投入大量的人力资源。基于此，提出了一种基于注意力机制的热斑检测算法HSNet。通过图像分割消除反光影响，结合通道注意力机制，学习通道间的特征信息，增强目标区域的重要性，采用自定义锚点的方法提高检测速度，使用焦点损失激活函数和基于物体先验概率的类别预测方式改善训练目标样本不均衡导致的分类准确性低的问题，通过回归方法获取准确的目标位置。实验表明：设计的目标检测算法在窗体回归精度和分类准确性方面均有明显的优势，边界框平均精度和准确率分别提升了3.18%和2.42%。

某超声速导弹在飞行试验中发生了气动伺服弹性失稳导致的结构解体，通过对飞行试验数据的分析发现，气动伺服弹性失稳的振动频率高于弹体一阶弯曲模态频率，对导弹进行气动伺服弹性稳定性频域分析，并未发现该频率段发生气动伺服弹性失稳。针对该问题，建立了一种可以考虑数字式飞控系统采样过程影响的气动伺服弹性稳定性仿真分析方法，并对该导弹进行了建模分析，数值结果复现了该导弹的失稳现象。讨论了这一新型失稳现象发生的原因，包括连续结构滤波器离散化带来的移频现象和频率混叠问题。给出了对应的改进措施和相关的结论。

扑翼机的飞行依赖于扑翼翼面的运动，经过优化的运动策略能够使特定翼面发挥最佳的气动性能。然而目前扑翼机设计中缺乏有效的运动参数优化方法，无法针对给定机翼确定一组最优运动参数。采用非定常涡格法（UVLM）计算扑翼气动力，与现有的实验数据进行对比，验证了气动力计算方法的准确性。基于DIRECT（矩形分割）全局优化算法，以最大化推进效率为特定优化目标，对扑翼运动参数进行了迭代优化。结果表明，通过该优化算法能够得到最优扑翼运动参数，有效提高特定气动性能；应用优化算法计算得到的平均推力与基准运动的平均推力相比，在数值上有1.04倍的提高。在设计过程中，降低气动力约束有利于扑翼运动优化，使给定扑翼翼面具有更大的推进效率，无气动力约束的最大推进效率与基准运动的推进效率相比提高了46.8%。

高精度六自由度并联平台可精密调整次镜位姿，实现空间光学遥感器地面光学装调及光学像差在轨主动校正。为解决研制高精度并联平台的多指标多约束结构优化设计及高分辨力驱动支链设计2个难点，建立了六自由度并联机构逆解数学模型及ADAMS参数化模型，确定了结构优化目标函数，结合支链长度、铰链转角等约束进行了结构优化设计，得到并联机构结构参数及驱动支链分辨力需达到60 nm的需求。基于此需求，设计了基于“无刷直流电机+滚珠丝杠+光栅尺”的驱动支链，采用PI控制律实现高精度消静差闭环伺服控制，使驱动支链分辨力达50 nm。对并联平台精度进行光学测试，结果表明，平台带载平移分辨力为0.2 μm，转角分辨力为1″，满足指标要求。该平台已成功应用于空间相机的地面光学装调及像差主动校正实验，为在轨应用奠定了理论与实践基础。