根据纯电动装载机传动系统特性，基于装载机运行参数和行走电动机控制器上传至整车控制器的转矩和转速，制定了坡道防溜控制策略.由整车控制器确定纯电动装载机进入防溜模式的条件，并采用比例-积分 (proportional-integral,PI)算法计算防溜模式时下发至行走电动机控制器的目标转矩，使装载机可在无踏板动作时稳定在坡上.基于Simulink搭建纯电动装载机坡道防溜控制算法模型，使用Simulink自动代码生成技术生成可应用于整车控制器的程序并进行试验验证及参数优化，使用装载机在坡上停车和坡上起步阶段的溜车距离分析坡道防溜效果.结果表明：所制定的坡道防溜策略在各坡度坡道上可有效驻坡；坡度为30%时，装载机在坡上停车的最大溜车距离为8.0 cm，在坡上起步的最大溜车距离为4.0 cm，可满足安全驻坡要求.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

为了适应栽培基质等非均相体系pH值的在线检测，并提供稳定的参考电位，采用磁控溅射沉积银膜、NaClO溶液氯化获得的AgCl层和多巴胺沉积修饰膜，研制了聚多巴胺修饰的Ag/AgCl固体薄膜参比电极，并在沉积时间分别为4、8、12、16 h时，对聚多巴胺修饰的参比电极在磷酸缓冲盐溶液（phosphate buffered saline，PBS）中的稳定性、可逆性和循环伏安特性曲线进行了对比测试.结果表明：参比电极在PBS溶液中电位标准差均约为1.00 mV，在不同pH缓冲溶液中均能够恢复到相对稳定的电位，且偏差小于5.00 mV，具有良好的可逆性；在50次循环伏安试验中电位漂移很小；根据参比电极的氯离子灵敏度为2.00~2.50 mV/pCl，聚多巴胺修饰的参比电极对氯离子浓度不敏感，证实聚多巴胺修饰的参比电极可以用作参比电极；沉积时间为12 h时的参比电极在各项试验中综合性能表现最优，应用试验表明该参比电极更适用于开展栽培基质pH检测.

针对传统的水产品溯源中心化严重、数据易被篡改等问题，运用区块链技术，基于危害分析与关键控制点（HACCP）设计水产品溯源体系.采用多元线性回归的方法对样品数据指标进行处理，确认了养殖过程中的关键控制点；在确定关键信息的基础上，设计了智能合约对水产品溯源各环节的上传数据进行判定.从系统可行性出发，分别对系统功能、共识拓扑、溯源编码进行详细设计.搭建水产品溯源系统，并对系统的功能和性能进行了测试.结果表明:系统的交易吞吐量固定在320笔/s上下，平均交易延迟在0.5 s左右，交易成功率在99.8%左右，完全可以满足生产实践的需求.

工厂化水培生菜立体错位栽培系统是在不影响生菜光照的基础上，兼顾提高单位面积栽培株数而发展起来的一种生菜栽培方法.为提高该系统机械化率、降低劳动强度，针对立体错位栽培架特点，提出了在定植盘推入前将定植杯抬起一定高度，使定植杯跨过栽培槽堵头，再将定植盘推上栽培槽的方法，并开发出一套定植盘搬运装置.以生菜定植盘为试验对象，采用 Box-Behnken 试验设计方法探究影响搬运装置上盘成功率的因素，并寻求最优参数组合，试验结果表明：当栽培槽水平安装误差为0~5 mm、导向板角度为60°、推进速度为0.22 m/s时，上盘成功率达到99.33%，满足工厂化水培生菜立体错位生产需求.

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.

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.

为了给驾驶员提供实时准确的行人信息、减少交通事故的发生，提出一种检测增强型YOLOv3-tiny（detection of enhanced YOLOv3-tiny，DOEYT）行人检测算法.创建鲁棒的特征提取网络，首先使用非对称最大池化进行下采样，防止随着感受野增大行人横向特征的丢失；其次使用Hardswish作为卷积层的激活函数优化网络性能；最后使用GC（globe context）自注意力机制获得全文特征信息.在分类回归网络部分，采用三尺度检测策略，提升小尺度行人目标的检测精度；使用k-means++算法重新生成数据集锚框，提高网络收敛速度.构建行人检测数据集并分为训练集和测试集，对DOEYT算法的性能进行试验验证.结果表明，非对称最大池化、Hardswish函数、GC自注意力机制分别使平均准确率AP提高14.4%、7.9%、10.8%；DOEYT算法在测试集上检测的平均准确率高达91.2%，检测速度为103帧/s，可见该算法可快速准确地检测行人，降低交通事故发生的风险.

 针对行人航位推算（pedestrian dead reckoning,PDR）室内信号易受到环境和多径效应干扰的问题，提出一种基于多模型融合的室内PDR优化建模方法.给出多模型融合的室内PDR建模方法系统模型，包括步数检测、步长推算、方向推算以及位置推算4个关键阶段.该方法在步数检测阶段融合了峰值检测算法、局部最大值算法以及提前过零检测算法；在步长推算阶段融合Weinberg方法和Kim方法，并利用卡尔曼滤波算法校正步数检测和步长推算的误差.基于不同场景从步数、步长、方向、位置误差方面与传统算法进行比较.结果表明，该组合模型结合了传统步数检测和步长推算算法的特征识别结果，可实现对步数检测、步长推算过程中信号特征的优化处理；在手持场景下，步数检测识别准确，步长推算中值误差在0.060 m以内，方向推算平均绝对误差最小为3.06°，位置推算平均误差为0.235 3 m，取得较好的室内步行状态识别与定位性能.

为解决低温高湿环境中超疏水表面防霜失效问题，通过超疏水表面粗糙基底灌注润滑油方法制作了超滑表面，并对其润湿特性和微观形貌进行了表征.设计并搭建了防冰霜系统和竖直融霜试验测试平台，对超滑表面、超疏水表面和纯铜表面的动态结霜和融霜过程进行了研究.结果表明：超滑表面可在基底多孔的粗糙结构中形成动态油膜层，能够有效减少霜晶形核吸附，防止“冰桥”形成，霜波传递速度与结霜质量均显著低于超疏水表面和纯铜表面，展现了优异的抑霜性能；在竖直融霜排液过程中，测试表面融霜效率与结霜质量呈正相关，超滑表面融霜水残留质量及表面覆盖率略高于超疏水表面，但远低于纯铜表面，具有良好的融霜排液效果.

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.

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.

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.

针对现有检测算法HRNetV2p无法很好地平衡各尺度缺陷的检测精度等问题，在HRNetV2p中引入一种结合通道注意力机制的特征融合模块，自适应地调整融合特征中空间-语义信息的比率，解决浅层特征缺乏语义信息的问题.建立一个玛钢管件表面缺陷检测数据集IIDD，进行数据标注及数据统计.在HRNetV2p网络中引入CG密集跳跃传输单元及CG自适应融合模块，通过整合、重新校准和重新整合3个操作自适应地调整浅层特征空间-语义信息比率.给出了试验的设置以及评价指标，完成了改进的玛钢管件表面缺陷检测算法在IIDD测试集上的性能试验.结果表明，改进后的HRNetV2p算法在IIDD上的平均检测精度AP50为91.3%，相比原始HRNetV2p提高了2.6%，其中对大、中、小尺度缺陷的平均检测精度分别提高了2.7%、2.7%、5.6%.

为了提高原有导航系统中低成本传感器的数据检测精度和船体航迹跟踪的控制效果，引入数据融合算法并提出了一种新型的航迹跟踪算法.导航系统首先对船体进行多次坐标变换，通过两次卡尔曼滤波器融合出更精准的船体航向角、坐标和速度；其次提出了一种基于消除航迹速度偏差和航向角偏差的控制算法，将传统的PID控制器设计成由PI控制器和微分控制器组成的串级控制系统，作为内环的微分量正好由现有的加速度计和陀螺仪检测变送，省去了对微分参数的调节，对检测精度不高的系统也可以有较好的控制效果；最后解算出船体两个明轮各自需要的出力情况，以提高航迹跟踪效果.在试验平台上控制无人作业船进行多次巡航试验，通过上位机实时监测船体的状态数据和运行轨迹，并对整体优化后的航迹跟踪效果进行了分析.结果表明：经卡尔曼滤波器融合后的航向角、定位和速度，数据方差更小，更接近于理想值；对于控制算法，系统的超调量不超过3%，响应速度足够快，且稳态误差接近0；航迹跟踪的直线段成功率由优化前的80%提升到了95%，拐弯段的成功率由优化前的60%提升到了90%，直线段的最大偏航平均距离由优化前的0.83 m降到了0.12 m，拐弯段的最大偏航平均距离由优化前的1.25 m降到了0.22 m；拐弯后平均需要0.95 m长的调整距离就可以进入直行状态，直线段和拐弯段的跟踪效果明显得到了改善.

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%.

针对利用北斗星基增强系统（Beidou satellite-based augmentation system，BDSBAS）实际数据评估该系统对民用航空相应运行性能支撑研究的不足，进行BDSBAS单频增强服务性能评估及分析.基于国际相关标准全面梳理了BDSBAS精度增强和完好性增强的解算流程，通过公开播发的BDSBAS-B1C报文实现精度增强和完好性增强，利用增强结果评估2022年第二季度BDSBAS在中国地区的精度、完好性和可用性的服务性能.结果表明：在本次测试时段内，BDSBAS单频增强服务能够支持垂直引导进近（approach procedure with vertical guidance，APV）-I运行所需的精度和可用性，水平精度和垂直精度范围分别为1.5~5.5 m和2.5~10.3 m，APV-I运行的可用性为99.871%（优于99.000%）；虽然短暂出现完好性不支持APV-I的要求，但定位误差被保护级100%包络，无误导信息以及危险性误导信息事件发生.