针对飞机战伤抢修决策问题, 设计了智能化决策支持系统。采用差分进化算法求解了时间估算的多元线性回归模型, 相比传统方法提高了估计精度。在此基础上构建了以时间最少为目标的抢修顺序决策模型, 并采用改进的自适应实数编码遗传算法进行求解, 有效提升了收敛效率。基于上述模型开发了辅助决策系统, 实现数据管理交互和图形用户界面等功能, 为战伤抢修智能化决策提供了支持。

除草剂可以快速、 有效地进行除草, 已被广泛应用, 但是在除草剂使用同时也会对周围环境和农作物带来一定程度的污染, 例如农业生产过程中经常发现由于除草剂使用不当而使果树中毒的现象。 异丙甲草胺是一种酰胺类选择性除草剂, 被广泛应用于旱地作物、 蔬菜和果园、 苗圃。 根据相关文献报道, 基于气相色谱法、 气相色谱-质谱联用法和固相萃取等方法可以实现异丙甲草胺残留检测, 而基于吸收光谱法对异丙甲草胺的分析未见相关文献报道, 提出直接利用吸收光谱及其导数光谱分析法实现异丙甲草胺农药及其在苹果汁中的农药残留检测。 首先利用分光光度计对不同浓度异丙甲草胺药液进行吸收光谱实验研究, 发现在266 nm处有明显吸收光谱特征峰。 对农药吸收光谱进行拟合分析, 得到异丙甲草胺药液浓度和吸光度之间预测模型函数方程, 函数方程为y=2.147 09x+0.031 98, 相关系数为0.998 5。 然后利用分光光度计对苹果汁-异丙甲草胺混合溶液进行吸收光谱实验研究, 相对于纯苹果汁吸收光谱, 在混合溶液吸收光谱中发现266 nm处为异丙甲草胺所对应的特征峰。 对苹果汁中药物浓度和吸光度进行建模, 模型函数为: y=0.704 9+0.826 8x, 其相关系数为0.991 1。 可以看出, 当苹果汁中异丙甲草胺残留量很低时, 其农药吸收光谱特征峰并不明显。 为进一步提高检测效果, 对混合溶液吸收光谱进行一阶导数处理, 得到其一阶导数吸收光谱。 与苹果汁吸收导数光谱相比较, 苹果汁-农药混合溶液导数光谱有两个明显特征光谱峰, 分别位于269和276 nm处。 进一步分析苹果汁-异丙甲草胺混合溶液的导数吸收光谱峰值与农药含量之间的关系, 对异丙甲草胺含量与导数光谱吸光度进行函数拟合。 其中269 nm对应预测模型函数关系式: y=0.005 3-0.090 6x, 相关系数r=0.992 5; 276 nm对应预测模型函数关系式为y=-0.000 769-0.302 8x, 相关系数r=0.990 6。 为验证由吸收光谱和其一阶导数光谱所得苹果汁中农药残留预测模型的准确性, 另外配置五种浓度苹果汁－异丙甲草胺混合溶液。 然后在同等条件下对其进行吸收光谱实验, 将266, 269和276 nm处的吸光度分别代入对应模型函数可求得浓度预测值, 结合已知浓度值可计算其平均回收率, 其中吸收光谱266 nm对应平均回收率为104.68%, 导数光谱269 nm对应平均回收率为104.59%, 276 nm对应平均回收率为105.18%。 对苹果汁中异丙甲草胺检测模型进行分析, 计算得到检出限(LOD)和定量限（LOQ）参数值, 其中原始吸收光谱对应LOD和LOQ分别为0.014 8和0.049 2 mg·mL-1, 一阶导数光谱对应LOD和LOQ最小值分别为0.001 5和0.004 9 mg·mL-1。 研究结果表明, 采用吸收光谱方法对苹果汁中异丙甲草胺进行直接检测与分析是快速和可行有效的, 而且对吸收光谱进行导数运算处理后, 检测效果更优。

利用荧光分光光度计对典型食品果汁（苹果汁和桃汁）与百菌清混合体系进行了荧光光谱检测, 发现在352 nm处有明显百菌清药物特征峰。 对混合体系的荧光发射光谱和其导数光谱进行回归分析建模, 得到果汁中百菌清浓度和荧光强度之间的预测模型函数。 在两种光谱模式下所建指数预测模型函数相关系数都高于0.99, 优于线性模型函数; 针对两种果汁, 原始光谱模式下所建指数模型函数平均回收率分别为101%和100%, 线性模型平均回收率分别为110%和118%; 导数光谱模式下, 两种果汁中百菌清指数函数预测模型平均回收率分别为101%和102%, 而线性模型平均回收率分别为109%和120%。 研究结果表明可以通过荧光光谱法直接实现果汁中百菌清残留检测, 且指数函数预测模型优于线性模型, 同时表明在果汁-百菌清混合体系的农药残留定量预测中, 导数荧光光谱方法并无显著优势, 可直接选用荧光原始光谱建模分析。

研究一种两自由度悬臂梁压电发电装置, 以提高悬臂梁式压电发电装置在环境振源振动频率波动情况下的发电能力。建立了两自由度悬臂梁压电发电装置的频率特性理论模型, 并对该理论模型进行了有限元仿真验证, 结果显示理论计算与有限元仿真结果基本一致。对两自由度悬臂梁压电发电装置的频率特性模型进行了数值模拟, 模拟显示: 装置的前两阶模态频率比随着长度比、宽度比、厚度比及质量块的质量比的增大均出现一个最小值, 且在长度比为0.8, 宽度比为2.0, 厚度比为1.0, 质量块的质量比为0.5时, 装置的前两阶模态频率比最小, 结果表明通过合理设计两自由度悬臂梁压电发电装置的结构参数, 可以使得装置的前两阶模态频率最接近。最后, 实例设计了两自由度悬臂梁压电发电装置, 并进行了试验测试, 证实了优化后的两自由度悬臂梁压电发电装置具有宽频带发电能力。

研究了蒲公英状压电振动能量收集装置的宽频带设计, 以解决环境振源振动频率多变的问题。建立了蒲公英状压电振动能量收集装置谐振频率的理论模型并进行了数值模拟, 结果表明, 该能量收集装置的谐振频率并不是可以任意拓展的。为验证理论分析的正确性, 进行了蒲公英状压电振动能量收集装置的频率响应实验, 得到的实验结果与理论分析基本吻合, 说明了本文理论分析的可靠性。最后对宽频带的蒲公英状压电振动能量收集装置进行了发电性能测试实验, 结果表明, 通过对蒲公英状压电振动能量收集装置的宽频带设计, 其在20~34 Hz有较大的功率输出, 且最大输出功率达到了约2.3 mW。本文的设计有效地拓宽了该装置的谐振频率范围, 易于实现与环境振源的匹配而获得较高的能量收集能力。

为了克服压电振动发电机接口电路中负载匹配及电路损耗问题，提出了一种改进的无源同步电荷提取电路。利用无源峰值检测开关电路及单端反激变换电路，使压电振动发动机中压电元件两端电压适时反向，从而输出与负载大小无关的恒定功率。使用Multisim进行电路仿真，仿真结果表明该无源同步电荷提取电路输出功率为1.83 mW，且不存在最优负载问题。搭建了压电振动发电机实验平台，分别对无源同步电荷提取电路及经典电路进行发电性能测试，结果表明，无源同步电荷提取电路实际输出功率达到1.135 mW，是经典电路实际输出功率0.381 mW的2.98倍。

提出了一种换能部分采用新颖的Rainbow型压电结构的多方向振动能量收集装置。为了分析和测试Rainbow型压电换能结构的发电性能，对该装置进行了有限元分析和实验测试。有限元分析表明，金属基片的宽度与厚度、压电薄膜的宽度与长度及换能结构初始曲率半径的增大会引起换能结构输出开路电压的降低；金属基片长度的增大会引起换能结构输出开路电压的增加；压电薄膜厚度的增大会使得换能结构输出开路电压先增加后减小。实验显示，有限元分析与实验结果具有较好的一致性，且都在压电薄膜厚度为0.25 mm时换能结构的输出电压最大，得到的结果验证了有限元分析的可靠性。另外，在输出功率测试中，换能结构的输出功率达到了7.75 μW。分析及测试结果为Rainbow型压电换能结构的设计、制作提供了指导性意见。