基于泰勒模式的大学体育课程评价体系研究

大学体育课程作为培养学生全面发展的重要组成部分,其评价体系也在逐步完善。该文分析了体育课程评价体系的现状,包括教学目标、教学内容、教学方法和评价方式。通过分析发现,体育课程评价体系存在以下问题:教学目标不够明确,与行业需求脱轨;教学内容更新滞后,与实践脱节;教学方法单一,师生缺乏互动;评价主体单一且过分依赖量化评价。为解决以上问题,构建泰勒模式的课程评价体系:明确具体的教学目标;选择与教学目标相关的教育内容;组织有序的教学活动;采用多元化的评价方式。

基于对象时空Petri网的CPS建模与仿真

信息物理融合系统(CPS)是一个融合了计算、控制、通信和物理元素的分布式实时反馈系统,但传统的建模方法无法满足CPS对时空性能要求较高的情况。为此,提出结合对象特征的对象时空Petri网(DS-OPN)建模方法。首先,将面向对象封装技术、时空元素融入Petri网中,设计空间和时间描述规则,将相同对象下的场景元素封装到同一对象子网系统模型中。其次,定义聚合规则,聚合各个子网模型,使这些模型能够描述CPS物理拓扑环境中的对象变化过程。最后,以交通CPS为例,建模和仿真分析自主控制超车系统的动态行为;同时,建立模型的可覆盖性树和关联矩阵分析验证模型的可达性、安全性等性质。实验结果显示,DS-OPN建模方法建立的模型对系统流程的逻辑结构表现清晰,对时空因素的计算准确,在实时性和安全性上能满足CPS的要求,验证了该建模方法的有效性和安全性。

基于层次分析法的互通方案多目标优选研究

为解决交通工程中立交互通设计方案的多目标优化比选问题,依托实际枢纽互通设计方案比选实例,开发了基于层次分析法(AHP)的逼近理想解排序法(TOPSIS)优选评价模型。首先,以打分形式将专家长期工程设计经验引入决策评价体系,基于AHP确定了指标权重,融合TOPSIS法构建了综合考虑主客观因素的多目标优选模型并提出了互通方案优选决策方法。其次,以某枢纽互通方案比选案例为对象,与熵权法优选决策模型进行了对比分析。最后,通过复杂指标方案比选实例验证了决策模型的性能。结果表明:所提出评价模型可以科学地实现主客观因素的融合,方法理论概念清晰,易于实现;在对比分析中,由AHP确定的方案1为最优,贴近度为66.24%,而熵权法确定的方案3为最优,贴进度为51.35%,AHP的决策结果更符合实际工程目标导向,与最终方案决选结果一致,模型评价结果可靠;在复杂指标方案比选模型验证中,结合10个指标因素并综合专家打分输入模型,即可得到方案优选决策结果,且以数值形式展现;最终模型评价结果同实际工程决选一致,证明所建立的基于层次分析加权的TOPSIS优选决策模型具有逻辑严谨、计算简易、适用性强等特点,符合实际工程评价需求,能够有效解决多目标优选决策问题。

开放式换流系统的数字物理仿真实验平台研究

针对数字物理混合仿真接口稳定性问题,提出了通过改变功率接口阻值提高稳定性的方法。利用电路原理,对理想变压器模型接口算法进行了改进。在数字侧阻抗关键点上做了并联电阻处理,并在仿真中验证了方法的有效性。在数字物理混合仿真方面,以上措施提高了接口系统稳定性。介绍了开放式换流系统的接口结构和工作原理,运用改进理想变压器模型算法结合自主研发的开放式换流系统,搭建了380V/120kV风电场并网实验平台。实验与全数字仿真结果基本一致,从而验证了混合仿真系统的有效性和准确性。

理想模型在高中物理教学中的应用

理想模型是高中物理的主要研究对象和重要学习内容。本文介绍理想物理模型相关概念,从高中生思维发展的特点入手,针对理想模型教学中存在的问题,研讨理想模型的建立过程及建立方法,同时结合理想模型应用实例,探讨运用理想模型进行教学的一些策略。研究结果有助于培养学生的建模能力,进而提升学生分析和解决实际物理问题的能力。

基于多偏好物理规划的代理辅助多目标优化方法

针对目前普遍存在的目标数目较多,Pareto前沿离散程度较高的昂贵多目标优化问题,现有大部分算法无法利用较少函数评估得到优质Pareto前沿,因此提出一种基于多偏好物理规划的代理辅助多目标优化算法(M3pEGO)。该方法首先设置偏好矩阵,通过不同物理规划总偏好值将多目标优化问题转化为单目标优化问题,接着与Kriging代理模型相结合,利用高效的全局优化(EGO)算法实现自适应优化。最后通过9个经典测试函数,将此方法与ParEGO算法和多目标EGO算法进行对比。结果表明,所提算法在解决昂贵多目标优化,尤其是Pareto前沿离散程度较高的问题上优势明显,在有限次迭代后能够精确拟合到真实Pareto前沿,且能够得到收敛、均匀的非支配解集。

基于Petri网/COM的物流系统建模仿真技术

本文针对制造业的复杂物流系统 ,采用分层有色 Petri网进行建模 ,并提出一种基于 COM的HCPN仿真技术 ,其模块化和层次化的概念不仅为通用的物流仿真提供了清晰、灵活的解决方案 ,而且使得其具有很强的灵活性和可扩展性 .文中以某钢厂炼钢连铸物流系统为例 ,描述了如何使用 Petri网和 COM相结合构造物流仿真系统 .本文的方法同样适用于 FMS等其它 DEDS的建模与仿真 .

基于COM技术的物流系统的建模与仿真方法

针对宝钢炼钢连铸物流系统，采用分层有色ｐｅｔｒｉ网进行建模，并提出一种基于ＣＯＭ技术的仿真程序设计方法，模块化和层次化的概念为通用的物流仿真提供了清晰、灵活的设计思想．该文的建模仿真方法同样适用于其他物流系统以及柔性制造系统．

基于湿周法的河道最小生态需水量多目标评价模型

以湿周与流量关系为基础,建立了基于多目标评价方法的河道最小生态需水量估算模型,以湿周最大和河道流量最小作为栖息地保护和水资源开发利用的目标,采用理想点法求解,以增江下游麒麟咀站为例计算河道最小生态需水量,并将该模型的计算结果与斜率法和曲率法的计算结果进行了比较分析。结果表明:增江下游河道最小生态需水量阈值范围为20.8～26.3 m3/s,相应的平均流速范围为0.42～0.44 m/s;模型计算结果比传统的湿周法适用性更强,且能较好体现生态用水和经济用水的均衡发展。

输电线路差异化运维计划优化

针对当前输电线路运行与维护工作资源不足、管理粗放等缺陷,提出输电线路差异化运维方法。建立以经济性、安全性、可靠性为目标函数的多目标优化模型,采用约束多目标拟态物理学(multi-objective artificial physics optimization,MOAPO)优化算法对该模型进行优化求解,非劣解集修剪采用虚拟力排序法,约束处理采用可行规则法,该算法收敛性能好,解决高维度多目标优化问题时计算速度快,且能有效保持解集分布性。将该模型与优化算法应用于某地区输电网络年度运维计划优化,与遗传算法计算结果的比较,验证了该方法的实用性。

基于虚拟电阻补偿的柔性直流输电数模混合仿真系统的功率接口建模方法

该文提出基于虚拟电阻补偿的功率接口建模方法,以提高用于MMC-HVDC的数字物理混合仿真系统的稳定性。通过分析现有采用电压源型理想变压器法建立功率接口模型的混合仿真系统的稳定性条件,在数字仿真系统受控电流源的控制量中引入虚拟电阻电流补偿,分析含改进功率接口模型的仿真系统的稳定性。综合考虑稳定性和仿真精度,对虚拟电阻取值进行优化设计。搭建含所提改进功率接口的双端双极柔性直流输电系统的仿真模型,进行稳态及暂态运行条件下的仿真结果对比。所提方法可有效提高混合仿真系统的稳定性,同时具有仿真精度高、易于实现的特点。

使用有限元模型仿真可变形物体的研究进展

可变形物体的建模与仿真是当今计算机图形学领域的难点和热点之一。对于手术模拟等需要精确计算的场合,最佳的建模工具仍然是有限元模型。惟一限制有限元模型广泛应用的瓶颈,在于有限元的大计算量。为了克服这个困难,目前出现了很多新颖的技术方法。对这些有限元新技术做一个比较全面的综述,对其进行分类和概括,并总结这些最新成果的解决思路以及具体的解决方法,对有意以有限元为工具开发仿真系统的研究者们具有很大的启发和参考价值。

面向工程能力培养的大学物理教学模式创新

围绕国家急需的航空工程领域人才需求,引入法国精英工程师教学体系,融合中法教育理念,创新本土化工程教育模式;从课程安排、教学组织、教学方法和考核方式等方面对比某中欧学院预科物理教学体系和国内工科大学物理教学模式,分析了预科物理在人才培养目标实现中所起的作用,希望对大学物理教学创新有所借鉴。

一种基于图形对象物理模型的动画实现机制的研究

在动画表现过程中，常常由于图形对象受外界或相互间的作用（如碰撞等）使动画的实现复杂化（其中涉及到物体的形变及运动轨迹改变等）。如果由用户来具体描述对象的表现过程不仅难度大而且准确度也有限。为了能够较为准确地表现自然界中物体运动的真实情况，我们引入了一种新的机制－－基于图形对象物理模型的动画实现机制，其基本思想是在图形对象中增加了物理描述信息，使得图形对象在动画表现过程中能够根据自身完整的信息准确地表现它在现实世界中的运动规律。在实现过程中时我们很自然地应用了面向对象的图形对象建模技术，面向对象技术的应用使图形对象的外在表现与内在属性有了完美的统一。本文主要讨论了图形对象的建模方法，面向对象动画生成机制，以及基于物理模型的图形对象运动行为控制方法等。

基于物理栖息地模型的梯级水库优化调度研究

为实现梯级水库生态调度,利用物理栖息地模型给出水生生物良好生存所需的生态流量,并构建了梯级水库中长期优化调度模型。模型借助POA算法进行优化求解。将生态调度结果与常规调度结果进行对比分析,发现基于生态流量调度的梯级水库运行模式利于保护流域内典型特有生物。选取西南地区某流域为典型进行生态调度计算,结果表明:实施生态调度后适于鱼类A、B生存的栖息地面积有较大增加,实现梯级水库的社会效益最大化。

考虑电压安全裕度的多目标最优潮流模糊建模

将模糊建模方法应用于考虑电压安全裕度的多目标最优潮流模型,并提出为保证系统安全经济运行,有必要确定合理的理想负荷裕度范围。系统所有负荷按线性、恒功率因数持续增长的变化模式进行研究,用预测–校正原对偶内点法求解优化模型。算例结果表明,该模型可有效确定出系统运行需要避免的负荷条件以及系统的最优安全负荷点。仿真分析指出了影响系统最优发电成本的主要因素。

2010年9月上旬河南一次大暴雨过程诊断与预报分析

利用常规气象观测资料和NCEP1×1间隔6 h的再分析资料,对2010年9月6—7日出现在河南的一次大暴雨过程进行诊断分析。结果表明:(1)高纬冷空气沿乌拉尔山东侧呈东北—西南向高压脊前偏北气流南下,在新疆地区堆积形成闭合冷性低涡,该低涡中分裂出低槽携带冷空气东移,在河南省境内与副热带高压边缘暖湿气流汇合,导致了这次大暴雨过程;(2)贝加尔湖附近的下滑槽东移南下,引导冷空气侵入沿切变线东移进入河南省的西南低涡,使该处大气斜压性增强,低涡发展,导致豫北及豫东地区中低层辐合明显加强,促使降水加强;(3)此次过程,副热带高压呈带状,脊线稳定在26—27 N,副高边缘西南暖湿气流与中、低空西南低涡或其前部的切变线共同作用,呈现出河南省区域暴雨的典型天气形势。此外,应用河南省暴雨预报模型结合物理量诊断客观预报方法,能较好地预报这次大暴雨过程的落区及量级,表明该方法对区域性暴雨、大暴雨预报有较好的参考作用。

基于分期设权理想点法的水文模型参数多目标优化

针对水文模型参数多目标优化问题中计算复杂且多目标之间存在相互矛盾的问题,提出了基于分期设权理想点法的水文模型参数多目标优化方法.以ABCD水文模型为月径流预报模型,构建径流总水量误差、平均相对误差、高水流量纳什效率系数和低水流量纳什效率系数4种目标函数,采用分期设权理想点法将多目标函数转化为单目标,并采用粒子群优化算法求解目标函数.以泾河流域月径流为例,设置全时期(A)、丰水期(B)、枯水期(C)、分期模拟-组合(D)4种模拟方案,分析不同方案下模型模拟效果,结果表明:在全时期模拟方案中,相较于单目标优化方案A1~A4,多目标优化方案A5能有效地表征多个水文过程特征,协调目标函数间的互斥关系,模拟效果更优;在分期模拟方案中,目标权重为0.75时的子方案B3、C3既能合理体现目标函数表征的水文特征,又能兼顾其他目标函数,模拟效果相对最佳;丰、平、枯水期分期模拟-组合方案D对高水流量与低水流量过程模拟效果较全时期多目标优化方案的模拟效果更优,评价指标决定系数R2、效率系数Ens均达到0.8以上,平均绝对百分误差APE小于1%,说明分期模拟-组合方案D能有效提高模型模拟精度.

物理学中的模型研究之物理模型的分类体系

论述了物理模型的分类体系(即主要类型包括对象模型、空间模型、条件模型、过程模型、状态模型等),给出了每种物理模型的定义,并分析了他们的特点、应用等。

战术导弹气动隐身快速多目标优化方法

针对战术导弹外形气动隐身多目标优化问题,提出了一种新的快速优化方法.采用物理规划将多目标问题转化为单目标问题间接求解,利用遗传算法(GA,Genetic Algorithm)对问题进行设计空间搜索.为降低计算成本,通过变量筛选来降低设计变量空间维数,通过构建径向基函数(RBF,Radial Basis Function)代理模型来减少高精度分析模型的调用次数.最后以类BGM-109导弹模型的气动隐身多目标优化为例对该方法进行校验.在满足升力系数不小于初始升力系数的约束下,进行导弹几何外形优化使全弹阻力系数和前向雷达散射截面(RCS,Radar Cross Section)最小.与标准GA相比,在两者优化结果基本相同的情况下,该方法节约了83%的计算成本.