为了提高自动驾驶跟踪过程中路径跟踪的精确性和车辆的操纵稳定性，提出了一种基于模型预测控制原理并结合转角补偿的轨迹跟踪控制方法.将整体控制结构分为上下两层：上层为轨迹跟踪控制层，根据获得的道路信息及车辆行驶状态，利用模型预测控制算法得出车辆的前轮转角控制量；下层采用滑模控制理论设计转角补偿器，以汽车的横摆角速度误差为控制目标，实现精确跟踪.结果表明：与单点预瞄策略相比，模型预测+转角补偿的轨迹跟踪控制策略能更好地控制车辆实现轨迹跟踪，且横摆角速度和质心侧偏角峰值明显降低，稳定性更好.

为提高装配式框架节点的抗震性能，基于仿生学设计，提出一种具有结构“保险丝”功能的可更换人工塑性铰连接构造，设计了9个不同参数的可更换人工塑性铰试件.利用Abaqus软件，对可更换人工塑性铰试件施加低周往复荷载，探究该构造的破坏模式、滞回性能、刚度退化等抗震特性.研究结果表明：可更换人工塑性铰构造的破坏位置主要集中于翼缘屈曲可更换连接板处，破坏模式为翼缘屈曲可更换连接板屈曲变形和抗剪耗能杆的剪切变形破坏；梁端弯矩-层间位移角的滞回曲线饱满，且有螺栓滑移现象，等效黏滞阻尼系数为0.30~0.45，延性系数为3.64~14.00，表现出良好的塑性变形和耗能能力.

 为了解决无人驾驶汽车轨迹跟踪控制的准确性、稳定性和快速性问题，将反步法分别融合滑模变结构控制和模糊自适应控制.建立车辆三自由度运动学位姿误差微分方程，推导了基于反步法的车速和横摆角速度控制律，结合Lyapunov稳定性判据验证了系统稳定性.分别建立融合反步法的滑模变结构和模糊自适应轨迹跟踪控制方法，结合轨迹跟踪稳态误差、超调量和调整时间，验证、比较了控制方法准确性、稳定性和快速性3种性能的优劣.结果表明：融合反步法的滑模变结构轨迹跟踪控制的稳定性最好，轨迹跟踪超调量接近于0；融合反步法的模糊自适应轨迹跟踪控制快速性最好，轨迹跟踪调整时间相对于反步法缩短了18.2%.

为了预测温差发电(thermoelectric generator，TEG)系统的动态特性，基于COMSOL Multiphy-sics建立了用于求解温差发电系统温度场分布的瞬态计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）模型和用于研究温差发电模块瞬态响应特性的分析模型，提出了混合瞬态CFD-分析模型，并经过瞬态试验验证.结果表明：由于热惯性的影响，TEG系统的转化效率会出现一个瞬时的较高值；相较于尾气温度和质量流量的瞬态波动，热电半导体的热端温度和冷端温度会存在时滞；在美国环保局的高速公路燃油经济性测试（highway fuel economy test，HWFET）模式循环工况下，瞬态模型求解得到整个温差发电系统的平均输出功率、平均转化效率分别为35.63 W和3.40%，瞬态模型的输出电压平均误差为6.41%；该模型能够以较高的精度及较短的计算时间预测温差发电系统在瞬态热源激励下的瞬态响应特性.

采用Sasobit温拌剂、氢氧化铝（ATH）、有机蒙脱土(OMMT)和基质沥青制备复合温拌阻燃沥青，通过傅里叶红外光谱（FTIR）扫描、热重分析法（TG）和差热分析法（DSC）等微观测试方法，研究了温拌剂和阻燃剂的协调增效作用和阻燃机理.结果表明：温拌剂和阻燃剂对基质沥青的改性作用以物理改性为主；阻燃剂的加入使得沥青热稳定性和阻燃、抑烟能力增强，且阻燃和抑烟效果会随着复合阻燃剂掺量的增加而提升；阻燃剂在沥青表面形成隔离层，具有裹附效果，有效地降低沥青燃烧的热流率，表现出良好的阻燃效果和燃烧控制效应；ATH和OMMT两种阻燃剂复配后具有协同阻燃作用，其阻燃机理主要为中断热交换阻燃机理和凝聚相阻燃机理两个方面；当复合阻燃剂掺量为8%时，沥青具有良好的阻燃和抑烟性能以及经济性.

为了研究燃料电池系统的特性以及空气系统对燃料电池特性的影响，利用Simulink仿真软件对燃料电池系统进行建模，模型包括电压模型、空压机模型、阴极模型、阳极模型.分别通过前馈比例-积分-微分（proportional-integral-differential，PID）和模糊PID对燃料电池空气系统进行控制.结果表明：在负载电流变化时，前馈PID和模糊PID都能够使过氧比达到设定的常数值2.0附近，但模糊PID比前馈PID响应更快，且模糊PID控制下的燃料电池输出功率波动较小，燃料电池系统更加稳定.

 针对现有的深度获取方式存在数据缺失、分辨率低等问题，提出一种基于软聚类的深度图增强方法，称为软聚类求解器.该方法利用软聚类的强边缘保持特性提高深度图增强的精度.将软聚类仿射矩阵和加权最小二乘模型有机结合，构建了软聚类求解器中的置信加权最小二乘模型，提出了基于迭代的求解方法.为评估所提出的方法，在多项深度图增强任务上进行试验，包括深度图补洞、深度图超分辨率和深度图纠正，评价指标包含了峰值信噪比（PSNR）、结构相似度（SSIM）、均方根差（RMSE）和运行效率.结果表明： 文中方法在深度图补洞任务中的平均PSNR达到了42.28，平均SSIM达到了98.83%；在深度图超分辨率、深度图纠正任务中的平均RMSE达到了8.96、2.36.文中方法处理1张分辨率为2 048×1 024像素的图像仅需5.03 s.

为研究大跨径桁架式纤维增强复合材料（FRP）应急抢修桥梁成桥后的动力性能，基于导梁推送施工92 m跨度的FRP桁架桥模型，编制FRP桁架桥的车桥耦合算法，研究抢险车辆的车速、质量及路面不平顺对FRP 桁架桥的跨中竖向位移、竖向加速度和关键杆件轴向应力等指标的影响.结果表明：路面越不平顺，车辆对桥梁结构的冲击作用越大，且路面等级对竖向位移的影响大于对关键杆件轴向应力的影响；车速为20~50 km/h 时，车速变化对冲击系数影响较小，但车速超过50 km/h时，车速的影响逐渐增大；车辆质量对桥梁各项指标动力响应的峰值曲线呈线性增大趋势.当车辆质量为2.80×104 kg，车速30 km/h 时，最大跨中竖向位移为167 mm，未超过抢修桥梁位移限值（L/120），表明该桥梁的设计可以满足抢险的通行要求.

 采用恒温加热试验、氧指数试验和锥形量热试验，对比分析了基质沥青和橡胶沥青的质量损失、氧指数、热释放速率（HRR）、总释放热（THR）和质量损失速率（MLR），用以精确量化评价沥青的热稳定性和燃烧特性.试验结果表明：橡胶沥青在相同温度下的质量损失、氧指数值、HRR峰值、THR峰值、MLR峰值及其质量损失速率随温度升高而增加的变化值均高于基质沥青；橡胶沥青热稳定性和燃烧特性劣于基质沥青；对比3种试验方案，锥形量热试验评价参数较多，结果更为可靠，建议采用锥形量热法评价沥青热稳定性与燃烧特性.

以夏热冬冷地区的办公建筑为例，利用瞬态系统仿真程序（transient system simulation program，TRNSYS）构建主动式相变蓄能地板模块，建立了主动式相变蓄能地板空调系统和常规风机盘管加新风空调系统的仿真模型，对其节能性和经济性进行模拟计算.以典型日和供冷季晚间蓄冷运行工况为条件，研究冷冻水温对主动式相变蓄能地板的蓄释能特性、室温波动与热泵制冷系数的影响.结果表明：夜间相变蓄冷工况下，在满足每平方米冷负荷为74.78 W情况下，9 ℃为最佳供水水温；采取晚间低电价时段间歇运行蓄冷热泵的方案，能够有效提高热泵运行时的制冷系数，并降低运行费用；主动式相变蓄能地板空调系统供冷季的能耗相比于常规风机盘管加新风空调系统减少30.5%，运行费用减少44.24%，夏季制冷综合能效比达到了2.38.

针对智能车横向跟踪控制算法传统切换策略中模型匹配策略总是处于激活状态，占用计算资源和运动平顺性变差的问题，设计了一种基于最小二乘支持向量机（least squares support vector machine, LSSVM）的控制模式切换策略，在不同工况下根据误差判断策略切换控制模式.从安全性、舒适性和跟踪精度3个方面构建控制效果评估函数，并根据多目标优化数学模型实时执行系统最优控制量.仿真试验结果表明：该切换策略能够保证智能车在不同工况下具有优秀的横向跟踪性能，路径跟踪偏差范围为±0.1 m，横摆角速度波动范围为±2 （°）/s，jerk值的范围为±10 m/s3,与传统的单一控制算法相比，具有更好的跟踪精度、稳定性和舒适性.

针对单网络模型存在对数据产生学习偏好的缺陷，提出了一种基于多模型融合的农作物病害识别方法.该方法首先对4种主流卷积神经网络ResNet50、DenseNet121、Xception和MobileNetV2进行单模型性能评估，然后对这4种单模型分别进行特征级和决策级多模型融合，最终输出识别结果.特征级融合方法分别对每个子网络的最后输出特征层进行平均化、最大值化和拼接压缩融合，实现异质特征的高效互补；而决策级融合方法分别对每个子网络的输出概率进行最大化和平均化融合，实现概率分布决策的高效联合.在农作物病害数据集PDR2018上的试验结果表明：特征级融合明显优于决策级融合和单模型方法，且拼接压缩特征融合方法具有最高的识别准确率，达到了98.44%.此外该模型在PlantDoc数据子集和实际拍摄图像的跨库试验结果同样表明：特征融合方法比单模型方法具有更好的精度和泛化性能.

针对一类具有输入时滞和动态不确定性的非严格反馈非线性系统的跟踪问题,提出一种新的基于预设性能的有限时间自适应跟踪控制方案.利用Pade逼近和辅助中间变量将有时滞系统转化为无时滞系统,采用由一阶辅助系统生成的动态信号处理未建模动态，引入双曲正切函数实现预设性能跟踪控制，并给出基于动态面控制方法的稳定性分析.在MATLAB环境中，以具有未建模动态和输入时滞的二阶非线性系统为例，对所提出的控制策略进行数值仿真.结果表明：所提出的控制方案能够避免现有有限时间控制所出现的虚拟控制求导奇异性问题，所有信号有限时间有界, 跟踪误差收敛到预设的时变区间，可见控制算法切实有效.

依托明巢高速公路分离式加筋土桥台工程原型监测，用FLAC2D软件建立桥台数值模型，并将数值模拟得到的桥台受力及变形情况与桥台原型监测结果进行对比验证.考虑到填料类型及其压实工序与填料力学性能的相关性，模拟分析了填料内摩擦角对加筋土桥台工作性能的影响.结果表明：随着填料内摩擦角的增大，分离式桥台的水平土压力和竖向土压力都有所减少，并且竖向位移、水平位移及筋材应变也有所减少；当填料内摩擦角增大到一定程度时，其对承载性能的优化作用有所减少；工程中选取加筋土填料时，根据现场施工情况确定填料的内摩擦角，并权衡工作性能及经济效益，做出合理的选择.

 针对单一能量系统无法充分发挥其优势，无法较好满足拖拉机作业时随机载荷谱密度大的问题，设计了基于氢燃料电池、动力电池、超级电容并联的电动拖拉机复合式能量系统.基于Haar小波与逻辑门限规则的分层解耦控制能量管理策略，实现了负载需求功率的高频信号、次高频信号、稳态信号的分层解耦，并对解耦后的功率信号进行功率分配.进行了模型在环仿真测试，结果表明：与功率跟随式控制策略及模糊控制策略相比，所建立的分层解耦控制策略氢燃料电池平均效率在试验循环内分别提高了2.85%、1.21%，整车等效氢气消耗量分别降低了16.11%、6.88%.本控制策略可以在满足整车负载需求功率的基础上提高整车经济性，并使燃料电池以高效平稳的工作状态输出功率.

基于浅层藻床反应器，在不同的温度、光照强度、光暗比、CO2体积分数以及动态试验中的水力停留时间等条件下，研究了普通小球藻（Chlorella vulgaris）对市政污水处理厂二级出水中碳、氮和磷元素的净化效果，探究了水质波动下长期稳定运行的小球藻浅层藻床反应器的深度处理效能.研究结果表明：温度为26 ℃，光照强度为6 000 lx，光暗比为14 h∶10 h，加富CO2体积分数为1%，为小球藻深度处理污水最适宜的环境条件；在此最佳运行条件下，将反应器持续稳定运行，水力停留时间为1.0~1.5 d时，对二级出水中化学需氧量（COD）、总磷（TP）、氨氮（NH3-N）及总氮（TN）的去除率分别达到52.0%~86.8%、75.6%~87.4%、59.1%~75.9%及64.0%~68.0%.

为了研究混行交通流混沌特性、辨析影响混行车队混沌程度的因素，在传统交通流理论基础上，利用Cao方法和改进的Cao方法确定混行交通流延迟时间和嵌入维数，对混行交通流序列进行相空间重构并通过计算最大Lyapunov指数判定其混沌特性.对混行交通流中智能网联汽车（intelligent connected vehicle，ICV）协同自适应巡航(cooperative adaptive cruise control，CACC)车辆比例及延迟时间关键参数进行影响分析.结果表明：在跟驰过程中车头间距序列的最大Lyapunov指数小于0时，混行交通流存在混沌；CACC车辆比例增加能够减弱混沌的时间区域，比如当CACC车辆比例达到0.6时，跟驰系统趋于稳定；CACC车辆的延迟时间对混沌的影响显著，保持低通信延迟才能发挥CACC车辆的作用，从而有效抑制混沌.

 以黄山洞隧道工程为依托，通过对现场数据的监测和利用有限元分析软件Midas GTS NX进行数值模拟，分析了不同扩挖宽度下隧道拱顶沉降值、周边收敛值和围岩有效应力变化的规律，并改变锚杆的长度和锚杆间距，分析在不同锚杆长度下围岩有效应力、衬砌应力以及锚杆应力的变化规律，确定了不同扩挖宽度下最优的锚杆长度和锚杆间距.研究结果表明：随着扩挖宽度的增加，围岩有效应力由大至小依次为拱脚处压应力、拱腰处压应力、拱顶处压应力和仰拱处拉应力；拱顶处压应力随扩挖宽度的增大而减小，拱腰处压应力随扩挖宽度的增大而增大，但增大趋势不明显；受单侧扩挖方式的影响，扩挖侧的应力大于非扩挖侧；拱脚处受到应力集中的影响，其压应力随着扩挖宽度的增大而增大；扩挖宽度为1.5~2.5 m时的最优锚杆长度和间距分别为2.5 m和1.7 m，扩挖宽度为3.5~4.5 m时二者分别为3.0 m和1.2 m.

针对工厂化蘑菇种植中人工采摘费时、费力等问题，研制了一款蘑菇采摘机器人.首先，采用模块化设计了采摘机器人机械结构，基于D-H法推导机器人运动学正解和逆解，并进一步分析了采摘手臂的动力学性能；以采摘效率为目标建立了手臂尺寸的多目标优化模型，并用遗传算法求最优解；然后建立Adams虚拟样机模型，对优化前后的机器人模型分别进行采摘动力学仿真试验，结果表明，在电动机输出转矩相同情况下，大臂关节和小臂关节最大角速度分别提高22.9%和18.6%，单次采摘时间由1.60 s缩短到1.36 s ，速度提高15%；最后研制原理样机并进行采摘试验，试验结果表明，所研制的机器人可适用于工厂化蘑菇种植模式下多层菇床中狭小、大面积作业的自动化采摘，单次蘑菇采摘时间约为2.0 s.

针对车载以太网通信数据安全和密钥安全问题，创新设计了基于动态密钥的车载以太网安全通信方法.建立车载以太网安全威胁攻击树模型，分析其面临的安全威胁.构建应对安全威胁的车载以太网安全通信方法总体架构.设计动态密钥算法模型，生成隐式动态密钥.设计基于动态密钥的安全通信方法，将原始数据通过动态密钥加密传输，生成摘要并在接收端进行摘要对比处理.通过Linux上位机、I.MX6ULL单片机和Windows设备模拟域间通信及网络攻击过程，将密钥、密文、明文进行差异度对比，同时对通信过程进行攻击，借助Wireshark软件分析通信过程中的数据交互.结果表明：该方法能有效保证密钥安全及车载以太网数据的机密性、新鲜性、真实性和完整性，且能有效应对篡改攻击与重放攻击.

为了分析燃料电池汽车动力系统参数匹配设计以及能量管理方案对整车性能的影响，以某款燃料电池汽车为研究对象，对其主要动力系统部件进行了参数匹配.以提升整车经济性能为目标，提出了功率跟随式能量管理策略和基于模糊控制的能量管理策略，并采用滑动平均滤波算法对模糊控制策略输出量进行优化.基于AVL-Cruise和Simulink建立了联合仿真平台，搭建整车及能量管理系统模型，验证了整车动力性能，对比分析了3种控制策略下的整车经济性能.结果表明：经过优化后的能量管理策略燃料电池输出功率曲线更加平滑，且一直处于高效率输出区间内，基于燃料电池优先保护原则，经过优化后的能量管理策略性能最佳.

针对原有的锂电池组荷电状态（state of charge，SOC）估算方式是在电池放电后进行测量，在电池内阻数值较大时难以获取明确的开路电压，导致其在锂电池组SOC估算上具有误差等问题,设计了基于分段聚合和卡尔曼滤波的锂电池组SOC估算方法.在构建等效电路模型的基础上，辨识锂电池参数，并定义开路电压等锂电池组SOC估算指标.分段聚合切换锂电池反馈路径，利用卡尔曼滤波线性递推估算锂电池组SOC数值.结果表明：以锂电池脉冲放电过程为测试条件，提出的方法估算结果与实际SOC值基本一致，在SOC为0.6时，该方法能将SOC估算相对误差控制在0~0.4%.

通过退火处理去除了石墨烯薄膜上的吸附气体和杂质，改变了石墨烯表面吸附情况.利用原子力显微镜和开尔文扫描探针显微镜，对退火处理前后的石墨烯薄膜表面进行了原位扫描，分别得到其退火前、后的表面形貌和表面接触电势差图.根据表面接触电势差测量结果进一步计算其功函数，并对退火处理导致的功函数变化机理进行分析.结果表明：退火处理使得石墨烯薄膜与SiO2衬底间的水分子层逸出，从而导致石墨烯薄膜与SiO2衬底间距减小，降低了石墨烯薄膜的P型掺杂水平，使得费米能级上升、石墨烯薄膜功函数减小.

 采用高速数码相机对毛细管带电射流破碎形态的演化过程进行了可视化研究，探讨了大流量下带电射流破碎的基本形态及射流不稳定破碎模式的转变，分析了物性参数、电压及液体流量对带电射流破碎模式的影响.采用半球形毛细管喷嘴研究锥射流模式向简单射流模式演化的过程，采用普通毛细管喷嘴对比研究去离子水和乙醇的静电简单射流雾化模式.结果表明：在特定电压下，随着流量增加，锥射流模式可以逐渐过渡为简单射流模式；当初始状态为射流时，随着电压增加，大流量下的去离子水静电雾化射流破碎模式主要为曲张不稳定破碎和鞭动不稳定破碎；表面张力较小的无水乙醇更容易产生破碎，还出现了鞭动辅助分叉模式和枝状破碎模式.

 针对骑车人在交通事故中易受伤害的问题，提出一种基于骑车人意图识别的轨迹预测方法.首先，从骑车人角度及车辆角度提取骑车人的多元特征，如运动方向、回头概率、与车辆相对位置等，在十字路口场景下构建动态贝叶斯模型网络，分析了骑车人意图的影响因素，最终得到骑车人意图后验概率.其次，根据意图识别结果，构建了相关交通场景并给出了骑车人运动方程，通过基于粒子滤波方法的骑车人轨迹预测算法，结合运动方程及观测方程，以粒子模拟骑车人未来轨迹集.最后，搭建激光雷达和单目相机为主的数据采集硬件平台，获取与骑车人运动及姿态有关的信息，根据收集的7 358帧数据，计算出骑车人进入十字路口区域的时长，用以对算法进行评价.结果表明：本算法在骑车人过街前0.24~0.54 s可基本识别骑车人的意图，能够预测骑车人未来5.0 s内的轨迹集；算法具有较好的实用性，可以降低骑车人与车辆碰撞事故的发生概率.

基于无槽无刷直流电动机具有体积小、功率密度高、无齿槽转矩的特点，采用柔性印刷电路板（FPCB）技术设计了一种导管泵用无槽无刷微型直流电动机，提出了基于3D多物理场耦合模型分析方法，对导管泵用无槽无刷微型直流电动机进行了损耗分析和优化设计.结果表明：导管泵用无槽无刷微型直流电动机的铜损占整个电动机损耗的88%左右，是导致电动机发热的主要原因；在温度场仿真中，温度变化会改变电动机损耗，影响电动机输出转矩；在流场仿真模型中，电动机温度会使人体血液温度升高，影响血液相容性；流动的血液会带走部分热量，降低电动机温度；绕组优化后的导管泵用电动机输出转矩得到提高，损耗得以降低.

针对常规线性卡尔曼滤波越来越不能满足多机动目标跟踪精度需求的问题，提出一种基于自适应多模型粒子滤波的协同跟踪方法.首先，主车和协同车分别执行自适应交互式多模型粒子滤波(adaptive interactive multi model particle filter，AIMM-PF)算法，获得环境中目标车辆的运动状态；其次，协同车通过车车通信将跟踪到的目标状态发送给主车；最后，利用基于匈牙利算法和快速协方差交叉算法的数据关联和数据融合技术实现多机动目标的协同跟踪.搭建了V2V通信、雷达和定位仿真系统，选定两辆智能车作为主车和协同车，感知并跟踪200 m范围内的7辆目标车，进行了仿真试验.结果表明，与传统的单车跟踪相比，协同跟踪扩大了感知范围，且在不影响跟踪效率的情况下使跟踪误差降低了31.1%.

为定量分析多个中小学周边道路拥堵情况，针对性地改善学校周边拥堵状况，对比通学时期与非通学时期的交通拥堵数据.建立学校周边道路拥堵指标，通过拥堵评价函数，分析各道路受周边学校出行影响的程度，识别重点拥堵道路.提出了一种基于地图开放平台获取交通大数据的算法，对南京主城区79所中小学周边道路进行实例分析，给出了各道路受学校出行影响的拥堵值.结果表明：在通学期间交通整体拥堵程度高于非通学时期，通学时期平均拥堵指数为1.973，非通学时期平均拥堵指数为1.664，通学时期比非通学时期平均拥堵指数提高了18.57%.

为了探究进气相对湿度对质子交换膜燃料电池电堆变载工况性能的影响，设计了一个动态循环工况，包括电流密度从0.10到0.35 A/cm2、从0.10到1.00 A/cm2的2种阶跃工况和电流密度分别为0.10、0.35、1.00 A/cm2的稳定工况，进行了相对湿度分别为20%、30%、50%、70%、80%的5组试验.结果表明：恒流状态时，电堆在不同电流密度下对相对湿度的敏感性不同，在大电流密度下相对湿度对电堆性能影响较大；变载过程中，电堆电压出现下冲和过冲现象，加载过程的电压下冲量与变载幅度和相对湿度有关，电堆单电池电压一致性变差，电压一致性与进气相对湿度有关.

为了充分利用四轮独立电驱动越野车各轮转矩独立可控的优势，提高越野车的牵引力和越野能力，提出了一种驱动转矩协调控制策略.根据越野车前后轴载荷预分配驱动电动机转矩，利用基于车轮滑转率-路面附着系数的极值寻求算法实现路面最优滑转率估计.采用比例-积分-微分（proportional-integral-differential，PID）控制-滑模控制（sliding mode control, SMC）和基于状态的驱动力再分配方法实现各轮驱动转矩的协调分配，抑制越野车在恶劣路面条件下的车轮打滑.通过CarSim/MATLAB联合仿真以及硬件在环（hardware-in-the-loop，HIL）测试，进行了爬陡坡、单一附着路面、对开路面及连续起伏路面工况的试验验证.结果表明：提出的控制策略能根据实际工况分配驱动轮的转矩，降低驱动轮滑转率，实现整车驱动力的优化.