异构平台要素协同理论方法研究

要素协同是协同作战发展的必经之路,杀伤链的动态重构是其典型特征.本文针对平台协同难以满足复杂作战任务需求的问题,提出了异构平台要素协同的解决思路和理论方法.首先分析了要素协同关系复杂性、协同能力不确定性两个难点问题;其次基于反馈机制的可重构架构对复杂作战网络进行建模,提出了杀伤链算子的要素动态重构、协同序参量的效能定量评估方法;最后基于仿真场景实现杀伤链的动态构建与重构,可指导要素协同的算法设计与工程实践.

含准Z源的双永磁电机驱动系统的研究及仿真

由于九开关逆变器通过共享模式,可减少电力电子器件数量,减小驱动装置的体积与重量,适用于双机驱动的应用场合。针对九开关逆变器双机驱动系统中单台电机电压利用率低的问题,研究了一种含准Z源的双永磁同步电机驱动系统。为了实现双机驱动系统中每台电机的独立可控,研究了基于SVPWM调制的双机分时控制原理。为满足不同的工况,研究了永磁同步电机的恒转矩-弱磁控制策略,利用间接电压法对Z源电压进行控制,以维持Z源电压的稳定。搭建了含准Z源的双永磁同步驱动系统仿真模型,仿真结果表明,永磁同步电机和准Z源的控制策略行之有效,分时控制可实现双机驱动系统的独立可控,可满足工程应用的需求。

适用过程模拟的等熵多级压缩机模块开发

基于国产化工过程模拟软件,开发了针对具有多流股中间级进出料的等熵多级压缩机单元模块。首先建立了多级串联等熵压缩和中间换热的数学模型以及求解步骤,然后利用面向对象的C++语言和COM组件技术开发了等熵多级压缩机模块,最后采用轻烃压缩、催化裂化装置的富气压缩等工段的实际数据校验模块计算准确性。结果表明,压缩机功率与冷凝器热负荷平均相对偏差分别为0.80%和0.39%,压缩机出口物流组成平均相对偏差分别为0.77%和0.73%,压缩机出口物流流量与密度平均相对偏差分别为0.15%和0.46%。实际案例验证表明,模拟结果与工业实际值吻合良好,说明等熵多级压缩机模块稳定可靠,对化工流程中气体压缩过程的模拟计算具有重要的指导作用。

基于网络演算的复杂产品系统供应商风险度量

复杂产品系统研制过程中供应商之间协同设计制造复杂性高,风险通过供应商间的协作关系相互作用和传导。面向复杂产品系统,构建供应商层次网络,考虑供应商风险累积与风险应对及时性的交互影响,通过引入通信领域网络演算理论,基于积压和时延性能指标刻画风险的特征,将不确定的供应商风险量化问题转化为最坏边界求值问题,实现风险的确界度量。以航空复杂产品系统为例对模型进行验证,可以辨识供应商在协同研制过程中面临的重要风险,为复杂产品系统供应商风险管理提供参考依据。

核酸检测的重排算法及其数值模拟

2022年春季上海遭受到奥密克戎变异株的侵袭,核酸检测是筛查新冠阳性病例的重要手段之一。目前社区常用核酸检测方式是10人/20人混合检测,重点人群单人单管复测。考虑到检测数量的庞大,二次复核易对非阳性人员造成恐慌,仿照CT成像原理,设计一种核酸检测重排方法,每人检测后将检测液分别随机置于多组不同试管中,根据不同组试管中的检测结果(投影数据),利用反投影方法,确定进入二次检测人员。计算机仿真结果表明,上述所设计的重排算法能够实现减少总检测数量和提高进入二次检测人员精度的目的。因此以上重排方法有望进一步应用到智能化的核酸采样机器人上,达到高效检测的目的。

基于大规模预训练模型的地质矿物属性识别方法及应用

地球科学的研究成果通常记录在技术报告、期刊论文、书籍等文献中,但许多详细的地球科学报告未被使用,这为信息提取提供了机遇。为此,我们提出了一种名为GMNER(Geological Minerals named entity recognize,MNER)的深度神经网络模型,用于识别和提取矿物类型、地质构造、岩石与地质时间等关键信息。与传统方法不同,本次采用了大规模预训练模型BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers,BERT)和深度神经网络来捕捉上下文信息,并结合条件随机场(Conditional random field,CRF)以获得准确结果。实验结果表明,MNER模型在中文地质文献中表现出色,平均精确度为0.8984,平均召回率0.9227,平均F1分数0.9104。研究不仅为自动矿物信息提取提供了新途径,也有望促进矿产资源管理和可持续利用。

基于鞋底模型的全自动点胶轨迹生成算法

为实现多式样鞋底异形区域自动化涂胶,提出基于鞋底轮廓参数化模型的点胶轨迹自动生成算法。选取鞋底样长、外腰窝部位长和踵心部位长等关键参数,建立鞋样坐标系,求解鞋底轮廓特征数据点,划分鞋底区域;采用NURBS曲线,分段构建一阶连续的鞋底轮廓曲线参数化方程;定距偏置鞋底轮廓曲线,确定鞋底上表面边缘涂胶曲线,采用等弧长离散法,实现边缘涂胶曲线的等距离散与涂胶轨迹生成;针对边缘涂胶曲线所围异形区域,采用等距直线扫描法,在求解扫描直线与边缘轮廓涂胶曲线交点的基础上,实现鞋底上表面涂胶轨迹的自动生成。实验结果表明,上述方法实现鞋底边缘和区域表面的全自动点胶。

MBSE在动车组转向架失稳检测系统架构设计中的应用

针对传统的动车组转向架失稳检测系统研制过程中出现设计数据追溯性差、模型复用性低、难以保证设计信息一致性,以及缺乏系统整体设计理念等一系列问题,将基于模型的系统工程(Modelbased system engineering,MBSE)应用于动车组转向架失稳检测系统的设计。在Arcadia建模方法的基础上,结合功能定义分析方法对动车组转向架失稳检测系统进行架构设计:通过运行分析、系统分析、逻辑架构分析和物理架构分析4个层次建立其失稳检测系统“黑盒”到“白盒”的架构模型;通过识别功能、表达功能和评估功能3个环节对功能进行定义分析,并借助状态机仿真方式验证最终架构的逻辑正确性。研究表明:在动车组转向架失稳检测系统架构设计过程中,采用基于模型的系统工程方法建立的模型具有可追溯性和可复用性,可以在设计早期对系统进行整体设计,降低决策风险,对动车组转向架的研发有着积极的推动作用。

考虑舆情演化态势影响的突发事件两阶段应急案例检索方法

针对突发事件衍生的舆情信息及其演化态势影响应急处置决策的问题,本文提出一种考虑舆情演化态势影响的突发事件两阶段应急案例检索方法。首先,通过计算舆情信息热度值,判断舆情演化态势的影响程度,并确定案例检索阶段;其次,通过融入决策者风险感知偏好,计算事件属性及事件的相似度,并构建第一阶段案例检索过程;在此基础上,通过计算和集结舆情信息属性及舆情信息的相似度,得到案例的综合相似度,并构建第二阶段案例检索过程;最后,通过案例应用和方法对比验证了所提方法的可行性及有效性。结果表明,所提方法不仅能够反映决策者风险感知偏好在应急案例检索中的重要作用,还能够体现事件衍生的舆情信息及其演化态势对决策结果的影响。

适用过程模拟的碳排放计算系统开发

基于国产化工过程模拟软件开发了针对全流程物质流和能量流的碳排放计算系统,建立了全流程物质流和能量流的碳排放数学模型以及求解步骤;利用面向对象的C++语言和COM中间件技术开发了碳排放计算系统;采用苯乙烯乙苯分离和裂解汽油加氢装置的实际数据校验系统计算准确性。结果表明:碳排放计算结果的平均相对偏差分别为0.47%和0.06%,模拟结果与工业实际值吻合良好,碳排放计算系统稳定可靠,将对化工流程中碳排放过程的模拟计算具有重要的指导作用。

基于主观反馈的角运动感知模型辨识方法研究

分析角运动感知模型的发展历程,用于研究适用于飞行模拟研究的角运动感知模型。针对不同模型参数不一致,模拟器运动学仿真研究上应用受限的情况,开展了针对性的实验设计。尤其是针对运动感知难以量化的特殊性,以时间信号采集的途径来达到辨识感知模型的目的,建立了相应的实验数据处理模型。实验结果表明,大时间常数τ_(L)的测量结果整体规律满足理论分析,但是存在较为明显的个体差异;而小时间常数τ_(L)的测量结果差异较明显,主要是由于该参数要求的精度非常高,且同样存在较为明显的个体差异。

基于信息量模型-层次分析法的县域地质灾害风险评价——以新疆乌恰县为例

在研究乌恰县孕灾地质条件及承灾体特征基础上,基于ArcGIS平台采用信息量模型与层次分析法相结合,对乌恰县地质灾害风险进行评价。选取9类崩塌、滑坡评价因子和5类泥石流评价因子,进行地质灾害易发性评价,并叠加降雨量数据得到危险性评价结果。根据人口、道路、建筑物和其他生活设施等承灾体易损性,按照一定权重叠加构建了综合易损性评价,结合承灾体易损性评价结果,采用矩阵分析方法叠加运算,得到县域单元风险评价结果,实地核查结果表明,评价结果与实际相符。为乌恰县地质灾害风险管控和防治管理提供了科学依据,同时为新疆类似地区开展地质灾害风险评价提供参考。

考虑源荷不确定性的区域综合能源系统优化调度方法

综合能源系统(RIES)是解决未来能源问题的重要技术手段之一,区域一体化是未来综合能源系统发展的重要方向。然而,可再生能源的大量接入和负荷类型的多元化带来的多重不确定性将对电网运行产生不可忽视的影响。针对上述问题,本文提出了一种基于多元不确定性和综合需求响应(IDR)的多能耦合综合能源系统优化模型。首先,介绍了包括可再生能源、耦合装置、储能设备以及电、热负荷在内的RIES优化模型。然后,通过比较分析源、荷不确定性的数学特征,分别选取鲁棒优化(RO)对新能源不确定性进行建模,采用随机优化(SO)对负荷不确定性进行描述。最后,用实际的RIES对模型进行了对比验证。研究结果表明,采用RO和SO方法对源、荷不确定性进行建模具有更好的鲁棒性和一定的经济性,考虑源荷不确定性的区域综合能源系统模型能够有效减小负荷峰谷差,降低设备供能压力,保证系统的协同优化运行,在保证可靠性的前提下,仍有一定的经济价值。

改进气隙磁导计算的混合励磁电机建模与分析

针对等效磁路(EMC)模型中气隙磁导分段建模复杂、容易引入误差的问题,将槽漏磁磁路集中在气隙中,通过计算等效气隙长度的空间分布,将气隙磁导计算转化为与等效气隙长度相关的积分。此外,通过分析混合励磁开关磁链永磁(HESFPM)电机导磁桥饱和现象的机制,采用分子区域建模的方法,提出一种考虑槽漏磁、永磁体极间漏磁及导磁桥不均匀饱和的EMC模型。以一台12槽10极的HESFPM电机为例,将所提EMC模型分别与有限元分析(FEA)法、实验结果进行对比。结果表明:所提EMC模型在保证电机电磁性能计算精度的前提下,计算时长仅为FEA仿真的0.12%,极大地提高了计算速度。

基于成本控制的测控设备选择性维护策略研究

为科学制定任务计划周期内的测控设备维护策略,减少冗余资源浪费,增加备份资源的可靠性,同时保证任务执行的风险可控,促进设备维护资源配置从专家经验到精准计算的转变,设计一套以可靠性为约束条件,以成本控制为优化目标的,基于遗传算法实现的最优测控设备选择性维护策略生成方法,并利用某型测控设备以往记录数据进行实验,证明了算法的有效性和可行性,可在航天测控系统中进行推广,为后续形成科学化的航天发射场维护维修资源配置方案,提供了技术储备。

后悔心理下虚拟问答社区知识共享演化仿真

促进用户知识共享是虚拟问答社区成功发展的关键,研究旨在探究群体异质性和用户后悔心理对其知识共享行为的作用机制,为社区管理者提供有效参考。考虑群体异质性,将虚拟问答社区的参与用户划分为积极共享用户和消极共享用户,进一步构建考虑用户后悔心理的虚拟问答社区知识共享演化博弈支付矩阵,分析不同博弈情景下的参与用户和社区平台的演化博弈稳定策略,并通过仿真考察参与用户的后悔程度、外部收益感知程度等因素对虚拟问答社区参与用户知识共享行为的作用机理。降低用户的后悔程度,提高用户外部收益感知程度、社区平台激励及积极共享用户比例有利于促进虚拟问答社区用户的积极知识共享行为。

微小通道冷板流动传热仿真校核方法研究

针对现有冷板流动传热仿真往往基于经验开展、缺乏对仿真模型严谨校核的问题,面向冷板流动传热仿真模型的两个重要方面,即离散网格与流动模型开展校核方法研究,一方面应用Richardson外推法对离散网格进行校核,另一方面通过将层流模型、SST k-ω、Transition k-ω以及RNG k-ε湍流模型与理论或经验关联式对比进行流动模型校核。结果表明,Richardson外推法的可获得量化的离散误差评估,有助于冷板流动传热仿真的网格优化;应用关联式能较简单地评估不同流动模型在不同条件下的适用性,同时发现Transition SST或SST k-ω在总体适用性较好。

基于MBSE的动车组车门系统建模与性能验证

传统的基于文档的系统工程(Text-Based Systems Engineering,TSE)方法在动车组系统设计中存在需求与设计表达不一致、可追溯性差、系统重用性不足、多学科集成困难等问题,引入基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering,MBSE)方法,提出了一种适用于动车组的基于MBSE的联合仿真设计方法。该方法中涵盖对系统需求、功能、行为、物理的分析建模,同时利用这种SysML模型建立Simulink模型并驱动,通过将这2个模型相融合,可以验证系统是否满足性能需求。以动车组车门系统为例,使用基于MBSE的联合仿真方法,验证开门场景的性能。证明了该方法可以减少传统的试错成本,在系统设计早期,提高系统的准确性和可靠性。

基于MBSE的货运机车自动驾驶系统建模方法研究

针对货运机车自动驾驶系统与既有系统融合过程中产生的冗余方案权衡问题,将基于模型的系统工程(Model-Based System Engineering,MBSE)引入货运机车自动驾驶系统的设计中,利用SysML建模语言,创建货运机车自动驾驶系统与既有系统进行冗余方案权衡分析的方法。以HXD1C机车自动驾驶系统过分相场景为例,通过功能分解、方案对比、方案评价3个环节,梳理冗余方案,借助活动图和类图对非参数指标进行分析评价,建立Simulink-CSM集成仿真机制对参数指标进行分析评价,最终通过层次分析法(The Analytic Hierarchy Process,AHP)选择最佳方案。结果表明,将基于模型的系统工程方法与货运机车自动驾驶系统的设计结合,可在早期进行方案权衡,能有效避免架构冗余,降低了设计开发的经济和时间成本,防止低效重复性建设。

基于卷积神经网络的设备故障诊断方法研究

本文分析一维、二维卷积神经网络结构,将短时傅里叶、连续小波和S变换3种不同时频分析数据作为卷积神经网络的输入,研究不同信号处理分析方法在采用相同的网络结构时对故障诊断准确率的影响。