舰载散射通信自主建链研究

目前主流的散射通信建链方式均依靠第三方通信手段,如果在强对抗环境中,无法进行双方站点位置信息的交换,散射通信将无法进行。针对这个问题,文章提出了1种舰载散射通信的自主建链方法,利用不同波束宽度的天线以不同角速度进行空间扫描来完成建链。在建链过程中,主站采用步进式扫描,从站采用连续快速扫描进行目标站台方位搜索。仿真结果显示:岸-舰散射通信系统可以在几秒内快速完成建链;舰-舰散射通信系统由于双移动特性,建链时间会比较长,但也可以控制在分钟级。此方法在理论层面验证了散射通信系统自主建链可行性。

基于OSDK的分布式无人机集群控制系统设计与验证

针对当下无人机集群平台可靠性低、实用性差的问题,提出基于Onboard SDK的分布式无人机集群控制系统(Distributed UAV Swarm Control System, DUSS)设计方案。首先,基于模块化思想,将DUSS分为控制模块、执行模块与监控模块,控制模块与监控模块利用自组网通信方式与ROS分布式通信机制,实现对异构集群的分布式控制,OSDK的使用在降低模块间耦合度的同时实现控制模块与执行模块的交互,其对底层控制逻辑的封装可减少时间成本;其次,在考虑真实物理环境中的惯性因素的基础上对人工势场法进行改进,设计一种一致性联合虚拟势场(CVPF)编队算法,解决目标不可达问题并使用DUSS进行演示;最后,通过试验证明DUSS在保证避碰的前提下可实现编队飞行、队形保持以及队形变换等功能,验证了DUSS作为分布式无人机集群平台的可行性与CVPF算法的稳定性。

基于虚拟子目标联合边界力的编队避障算法

针对复杂环境条件下无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)集群编队系统中领航-跟随集群的编队控制和人工势场法中的避障问题,提出了一种基于虚拟子目标联合边界力(joint virtual subtarget and boundary force,JVBF)的无人机集群编队避障算法。采用基于虚拟子目标的领航-跟随法并优化修正力函数来实现无人机集群的队形控制,以达到帮助跟随无人机快速恢复队形的目的;采用基于边界力的人工势场法负责局部路径规划,解决无人机目标不可达和狭窄通道内振荡的缺点。仿真结果表明,所提算法相较于传统算法具有更高的编队队形一致性和时间效率。

基于多重虚拟力控制的无人机覆盖编队分簇算法

针对飞行自组网(flying ad-hoc network,FANET)在区域覆盖中的应用,提出一种基于多重虚拟力控制的三阶段编队分簇算法以同时维持高覆盖和高连通性.应用虚拟力算法,设计了基于四重虚拟力的移动控制策略来动态管理机间距离.此策略部署在被划分为3个阶段的覆盖任务中.结合此策略设计了一种编队分簇算法,解决了FANET网络管理困难的问题.通过仿真对比验证,所提算法相较于传统算法在覆盖率和连通性上更加有效实用.

基于平均场内生奖励的多智能体强化学习算法

针对复杂的多智能体应用场景中只依靠根据最终目标设计的简单奖励函数无法对智能体学习策略做出有效引导的问题,提出了一种基于平均场内生奖励的多智能体强化学习(Model-based Multi-agent Mean-field Intrinsic Reward Upper Confidence Reinforcement Learning, M3IR-UCRL)算法。该算法在奖励函数中增加了内生奖励模块,用生成的内生奖励与定义任务的外部奖励一起帮助代表智能体在用平均场控制(Mean-Field Control, MFC)化简的多智能体系统中学习策略。智能体学习时首先按照期望累积内外奖励加权和的梯度方向更新策略参数,然后按照期望累积外部奖励的梯度方向更新内生奖励参数。仿真结果表明,相比于只用简单外部奖励引导智能体学习的(Model-based Multi-agent Mean-field Intrinsic Reward Upper Confidence Reinforcement Learning, M3-UCRL)算法,所提算法可以有效提高智能体在复杂的多智能体场景中的任务完成率,降低与周围环境的碰撞率,从而使算法的整体性能得到提升。

甲苯氯化连串反应的RD和SRC过程分析与比较

侧反应器与精馏塔集成(SRC)是塔内耦合反应精馏(RD)的新拓展,同时适用于反应与精馏处于相同工况和不同工况两种情形。以甲苯氯化连串反应为研究对象,分别建立了RD和SRC过程的数学模型,在相同总塔板数和塔釜上升蒸气量条件下,计算了相同工况下(反应与精馏压力均为101.3kPa),RD与SRC过程的气/液流率、温度、组成分布,发现两者性能具有一致性。在此基础上,以产品氯化苄的生产成本为目标函数、标志系统产能的氯气进料流率和分配比例为优化变量,对甲苯氯化连串反应的相同工况RD与SRC过程、不同工况SRC过程(反应压力为101.3kPa、精馏压力为10kPa)进行优化,结果表明,相同压力工况下,优化得到的RD与SRC的装置产能与产品质量一致;但在不同压力工况下,SRC的产能明显提升、产品质量也有所提高,反映出不同工况SRC明显的优势。

常压反应-减压精馏耦合生产氯化苄的工艺优化设计

采用常压反应-减压精馏耦合装置应用于甲苯氯化体系生产氯化苄。为了找到集成装置的最佳结构参数,建立了以独立反应量为基础的模型方程,并开发了基于Powell法的多层优化设计法。结果表明,在塔釜上升蒸汽量一定的情况下,增加精馏塔分离段塔板数、反应器台数、相邻反应器间间隔塔板数,反应能力有所增加,然而当其超过一定值后,反应能力增加的趋势不明显;在优化得到的结构操作参数下,反应能力与分离能力达到最佳匹配。

外部反应精馏强化的环氧乙烷制乙二醇工艺模拟及其热泵节能研究

基于外部反应精馏强化技术反应与分离更易优化操作的优势,开发了乙二醇的侧反应器/精馏塔新流程,并模拟分析了反应器的操作工况、装置的结构参数对过程经济性能的影响,获得了相关参数的设计指导值。为了降低系统能耗,进一步提出将反应段与提馏段分开运行、反应段引入热泵的系统内部能量集成策略,并考察了其可能最大的节能效果。结果表明,与能量集成前的工艺相比,在构建的节能流程中,原再沸器与冷凝器的热负荷分别降低84.6%与68.9%,可节约年操作费用68.0%,减少年总成本47.9%。

基于中间再沸器的氯化苄热泵精馏工艺模拟

基于中间再沸器的热泵精馏是常规热泵的新拓展,可以推广应用于大温差精馏体系。将该技术应用于氯化苄的侧反应器/精馏塔耦合工艺,建立了其基于中间再沸器的热泵精馏新流程。采用理想热力学模型计算相平衡,等熵压缩模型模拟压缩机,运用数值处理软件Matlab,基于Newton-Raphson法对氯化苄的热泵精馏工艺进行了模拟计算,考察了关键参数对精馏过程能耗的影响,得出了适宜的工艺操作条件。结果表明:当中间再沸器安装于第7与第8块塔板间,最小传热温差为10 K,换热量为90 k W时,过程能耗较低。在工艺主体结构与分离任务相同的情况下,与基础工艺相比,热泵精馏工艺可节约年操作费用31.0%,年度总费用17.0%。

一种基于ARQ的新型阻继网络协议

阻继网络是一种基于自主协作路由的移动自组织网络,其性能受到战术无线通信网络拓扑频繁变化的影响较大。为解决拓扑结构频繁变化场景下网络的可靠传输问题,设计了一种基于自动重传请求的阻继网络自适应受控拦截区域调整协议,通过自动重传提高数据包的投递率,通过基于网络连接状态的受控拦截区域自适应调整增强网络可靠性。仿真结果表明,相比传统的阻继网络协议,基于自动重传请求的阻继网络自适应受控拦截区域调整协议将分组投递率提高了约25%。

基于编码辅助和过采样的成对载波多址信号盲分离算法

针对对称通信模式下成对载波多址(PCMA)信号的非协作盲分离和解调问题,提出了一种基于编码辅助与过采样相结合的信号盲分离算法.针对两路正交相移键控(QPSK)信号叠加的情况,推导了过采样条件下的信道参数估计表达式,利用加权递归最小二乘法提高信道参数估计的收敛速度,利用编码辅助降低计算复杂度和误码率,以改进已有的逐幸存路径(PSP)算法,并提高低信噪比条件下的信号分离性能.仿真结果表明,与无编码辅助和过采样的信号盲分离算法相比,所提出的基于编码辅助和过采样的算法可使误码率降至20dB.

不同工况反应精馏耦合生产苄叉二氯的过程模拟

建立以氯化苄为原料、常压反应-减压精馏耦合高选择性生产苄叉二氯的新型工艺。基于已建立的New-ton-Raphson内外层模拟方法对工艺过程进行模拟计算,考察提馏段塔板数、相邻反应器间隔塔板数、反应器台数、Cl2进料流率及其分配情况对塔底苄叉二氯纯度的影响,得出适宜的工艺条件。结果表明:在精馏塔操作压力10kPa,反应器常压操作、温度100℃时,提馏段塔板数为15、相邻反应器间隔塔板数为1、反应器台数为3较为适宜;当塔釜上升蒸汽量为10 kmol/h,Cl2分配系数为0.34、0.33和0.33时,塔底出料中苄叉二氯摩尔分数随着Cl2进料流率的减小而明显上升,甚至达到0.99以上。

《清洁生产》课程教学的实践探索

《清洁生产》是高校环境类专业学生的一门重要专业课,同时也是覆盖面广、实践性强的课程,对任课教师有较高的要求。文章结合教学实践,从教师自身素质培养、教学内容、教学方式、考核方式四个方面对该课程教学进行了探索,进而将清洁生产理念渗透到环境类人才的思维习惯培养中,为培养合格的环境技术人才与管理人才奠定重要基础。

苯氯化侧反应精馏过程的模拟优化与系统实现方法

针对侧反应精馏集成过程反应能力与分离能力最佳匹配条件设计问题,提出基于独立反应量的非线性解耦优化设计方法.研究以综合生产成本最小且反应能力最大为优化目标的多约束混合整型非线性规划问题,并给出了集成优化与模拟系统程序实现方法.将该方法应用到苯氯化侧反应精馏过程集成优化设计中,实现了反应能力与分离能力的最佳匹配,证明所提出的优化设计方法是有效的.

反应精馏模拟与控制研究进展

反应精馏集成过程在提高反应选择性和转化率、降低建设成本和生产能耗等方面具有显著的优越性,促进了反应精馏相关理论的发展和工程应用。综述了在传统反应精馏过程稳态和动态模拟相关研究成果基础上,给出了7种常用的多回路控制结构,分析其优缺点;介绍了带侧反应器的反应与精馏集成技术的国内外研究相关情况;给出了今后反应精馏应用研究中还需要解决的一些问题和相关研究内容。

运用HYSYS对背包式反应精馏过程控制的仿真

利用化工模拟软件HYSYS对背包式反应与精馏苯氯化过程分别进行稳态和动态模拟,并在动态模拟的基础上,分析比较了3种不同控制策略在进料扰动情况下对苯氯化过程的控制效果。

基于深度学习的OFDM系统窄带干扰消除方法研究

针对正交频分复用(OFDM)系统中的窄带干扰(NBI)引起的性能下降问题,提出了两种基于深度学习(DL)的窄带干扰消除结构。在两种结构中,首先分别对接收信号进行预处理,然后利用卷积神经网络(CNN)从时域上对经过预处理的数据进行特征提取并获得干扰估计,最后将干扰估计量从接收信号中消去。仿真结果显示,两种结构可以有效学习出OFDM系统中的窄带干扰,并提升系统性能。

同步卫星转发器二维时频资源蚁群调度算法

针对地球同步卫星转发器多任务时频资源调度问题,考虑任务执行时间和占用带宽需求,建立了以卫星系统总收益为目标的多约束规划模型,提出了基于任务频率时间窗口更新的蚁群调度算法。该算法综合考虑了任务优先级和时间灵活度,以增强蚁群在状态转移规则下的搜索能力;同时设计了虚拟任务、伪随机状态转移规则和信息素参数,保证算法向最优解逐步收敛。实例仿真表明,该算法相对于传统蚁群算法、遗传算法和启发式算法,在算法结果、寻优能力和稳定性方面具有显著优势。

OFDM系统中的预留子载波比例优化

正交频分复用(OFDM)系统的大峰均功率比(PAPR)会导致发射机功放效率下降、发送信号失真等问题。子载波预留(TR)技术能够有效地减小OFDM信号的峰均功率比,但其预留的子载波不传输有用数据,会使得系统整体有效数据率下降。为此综合考虑通过TR获得的发送信号峰均比性能提升以及其频谱资源消耗,首先以系统有效数据率为目标函数,建立最优化问题,然后对该优化问题进行分析和求解,获得最优TR子载波比例。最后,通过仿真验证分析和求解过程的正确性。仿真结果表明优化求解结果与仿真获得的最优TR比例相近。

基于CDD技术的无人艇通信链路研究

文中研究了无人艇海上通信的特点,针对海面信道易出现频域选择性衰落、无人艇平台摇摆剧烈信道质量随时间快速变化这两点,将双天线分集收发技术引入无人艇通信链路中,提出了一种基于最大比合并和循环延迟分集(Cyclic Delay Diversity,CDD)的无人艇通信链路收发技术,该技术实现简单、使用灵活,有助于实现高效率、高可靠性、抗干扰的无人艇通信。通过搭建硬件系统和海面模拟测试环境,验证了双天线收发可以为无人艇通信链路带来3-6dB的增益。