Plastic variational principle based on the least work consumption principle

Plastic variational principles are foundation to solve the boundary-value problems of plastic mechanics with the variational method(or energy method) and finite element method.The most convenient way of establishing different kinds of variational principles is to set up the extreme principle related to the studied problem.Based on a general new extreme principle-the Least work consumption principle,the variational principles of the rigid-plastic and rigid-viscoplastic material were derived.In comparison with existing methods,the method in this paper is more clear and direct,and the physical meaning is clear-cut.This method can offer a new way for establishing other kinds of variational principles.

多工况生产过程下的即时学习能耗预测建模方法

针对全局能耗预测模型只适用于部分预测样本且模型计算量大的问题,引入即时学习思想,采用局部加权偏最小二乘法结合能耗模型建立临时局部能耗预测模型;改进粒子群算法的惯性权重,考虑粒子适应度、迭代次数和种群大小对粒子群算法收敛速度和收敛精度的影响,提出一种非线性变化的自适应惯性权重策略,离线计算阶段使用改进的粒子群算法(adaptive PSO,APSO)对历史样本的带宽参数进行寻优,当预测样本到来时在线更新局部模型。考虑多工况生产场景下不同工况样本之间的能耗差异性所导致的预测误差,增加工况相似性度量过程,提出局部加权偏最小二乘算法与K-means算法相结合的APSO-JITL(just-in-time learning)-CLWPLS(cluster locally weighted partial least squares)能耗预测建模方法,在预测时选取同一工况的历史样本来设计预测样本的带宽参数。通过仿真实验验证了算法有着更高的预测精度且能更好地应对多工况生产场景。

维持黄河口尾闾段中水河槽的临界河底坡降研究

研究维持黄河口尾闾段中水河槽的临界河底坡降,能为河口河道整治工程提供有效参数,对维持黄河口入海流路稳定具有重要意义。在河床演变最小功原理研究成果的基础上,推导出黄河口尾闾段最小功平均流速的数学表达式,计算分析尾闾段准平衡时期河段最小功平均流速与来水来沙条件、河段平滩流量以及河底坡降的函数关系,依据所建立的函数关系估算黄河口尾闾段维持平滩流量在4000 m^(3)/s的中水河槽所应控制的河底坡降范围。结果表明:黄河口尾闾段最小功平均流速与同时期的汛期平均流量、含沙量、来沙系数以及河段平滩流量之间的相关系数均大于0.9;尾闾段的河底坡降趋于调平,根据计算结果初步分析,维持尾闾段中水河槽的河底坡降范围应在0~0.087之间。

基于FFRLS+EKF的特定工况下铅炭电池SOC估计

提出一种快速、高精度估计铅炭电池荷电状态(SOC)的方法,并在特定工况下进行验证。通过建立等效电路模型,应用MATLAB仿真出SOC曲线,对比遗忘因子递推最小二乘(FFRLS)法+扩展卡尔曼滤波(EKF)估计的SOC与实际SOC曲线的误差,验证算法的精确性和可靠性。在恒流间歇放电特定工况下,使用所提算法估计铅炭电池的SOC,与实际SOC的最大误差不超过0.9%。

线弹性动力学中的最小势能原理(含最小余能原理)

线弹性静力学中有最小势能原理和最小余能原理,但只适用于物体或结构在给定约束条件下处于稳定平衡状态的情况,而在一般情况下动力学问题不可能存在稳定平衡状态,因此在动力学领域中是否存在最小势能原理值得认真考虑.本文对动力学问题中存在最小势能原理的可能性进行了探讨,并以摆脱了“平衡态”和“稳定态”的限制的最小功耗原理为理论基础,导出了线弹性动力学中的最小势能原理和最小余能原理.给出了计算实例,结果正确.因此在线弹性动力学中存在瞬时意义下的最小势能原理和最小余能原理.但其含义与静力学中的最小势能原理和最小余能原理并不相同.其主要区别在于:动力学中的原理适用于不稳定过程之任一瞬时,其“最小”是指“当时(即该瞬时)所有可能值的最小”.而静力学中的最小势能原理则只适用于稳定平衡状态,其“最小”是指系统从不稳定最后达到稳定平衡的整个过程中所有“真实值中的最小”.即前者是“当时的最小”,后者则是“全过程中的最小”.这两类变分原理可成为线弹性动力学中各种变分直接解法的理论基础.

心脏作功的动力学过程──考虑动功率的最小功原理

心脏最小功原理是描述心脏做功动力学过程的一种有效模型，在文献［１］中，作者在忽略心脏动功率前提下，给出了心脏做功动力学过程的解析解．但由于动功率在心脏整个做功过程中，特别是在某些病理状态下，占有相当比例，因此，在分析心脏动态做功过程时，应该考虑心脏的总体对外做功．当计入动功率后，方程由原来的线性变成非线性，问题复杂许多，已无法应用原来的解析方法．本文在牛顿法的基础上，得到一种考虑动功率项求解非线性方程组的方法．实例计算表明该方法收敛速度快，所得结果与动物实验相符合．从而使得最小功原理的计算得到完善，为进一步研究心脏做功的动力学过程奠定理论基础．

心脏与血管相互耦合的动力学原理──分布参数模型

心脏和血管相互耦合一直是生理学长期感兴趣的问题。本文提出一个心脏血管耦合的动力学模型。在模型中我们应用最小功原理描述心室功能，用三段式Ｔ型管的输入阻抗描述血管功能。文章结论指出，一旦心脏和血管静态特性给定，动力学模型可唯一确定出主动脉根部的压力和流量波形以及心室作功的动态过程。本文的实验证实了理论结果和实验是相一致的，本文将为研究心血管动力学过程提供一个新的方法与手段。

水泵性能曲线方程研究

利用最小二乘法建立了两种型号水泵的性能曲线回归方程组,从而得到了水泵的性能曲线方程。给出了水泵联合运行方式下的性能曲线方程,并推导了变频调速水泵的性能曲线方程。

基于LS-SVM的回采工作面瓦斯涌出量预测

提出了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的回采工作面瓦斯涌出量预测新方法.一方面,该方法基于结构风险最小化,能较好地解决小样本学习问题,避免了人工神经网络等智能方法在对回采工作面瓦斯涌出量进行预测时所表现出来的过学习、泛化能力弱等缺点;另一方面,该方法用等式约束代替不等式约束,降低了计算的复杂性,使得预测容易实现.实验表明,该方法具有预测精度高、速度快、容易实现等优点,适合对回采工作面瓦斯涌出量的预测.

影响土样击实试验结果的试验分析

简述土工试验中土样制备方法对试验结果的影响,分析土样制备过程中含水率随时间和温度的变化规律,为准确控制土样的含水率提供了依据。同时,讨论击实筒余土高度的变化对击实试验结果的影响,并提出击实过程中最后一层土按余土高度为4 mm估算,通过改变相应的击实次数来减小试验误差。此外,基于最小二乘原理和MATLAB软件,对击实试验数据进行拟合曲线处理,与手工计算相比极大地提高了工作效率,减少人为误差。

基于动调陀螺的多位置捷联寻北仪研制

为了提高大型光电跟踪设备和惯性导航设备自主定向的性能,根据动调陀螺的工作原理,设计了一种多位置捷联寻北仪。针对多位置捷联寻北系统的数学模型,采用改进的最小二乘拟合算法,对正弦曲线进行参数估计,解算出北向方位角。寻北仪主要由精密位置转台及转位控制系统、惯性测量系统、温度控制系统、数据采集与处理系统及其它配套部件组成。综合考虑寻北时间和寻北精度两个技术指标,进行了时间模式和精度模式的研究和实验。在时间模式下,当寻北精度为35.4″时,寻北时间仅为4.5 min;在精度模式下,当寻北时间为9 min时,寻北精度可达到23.9″。这两项指标均高于国内同类产品。

最小功耗原理的有限元法

固体力学的有限元法几乎都以变分原理为基础,但这些变分原理常常对材料的应力、应变关系有所限制.最小功耗原理的变分原理未对材料的应力、应变关系附加任何限制.以此为理论基础,提出了一种新的有限元方法,给出了计算公式.算例结果正确,表明该方法是有效的.最小功耗原理的有限元法可求解不同应力、应变关系的结构分析问题,求解范围扩大,从而将弹性、塑性及流变理论问题统一起来.

基于红外光谱的在用润滑油衰变信息的快速确定和关联性分析

分析了某合成的在用航空润滑油的组成和需检测的指标项目,研究了润滑油红外光谱信息与检测项目之间的关系。采用偏最小二乘法、人工神经网络法等建立红外光谱和运动粘度、闪点、酸值和水分等理化指标的多元校正分析模型。根据朗伯-比尔定律,建立红外光谱峰面积或峰高与被测组分的工作曲线,实现了燃油、抗氧剂、抗磨剂的定量分析。针对基础油酯基降解程度无法定量检测的特点,将酯基降解与酸值、粘度值进行关联性研究,酸值与酯基降解红外谱峰相关性很好,可通过酸值变化确定酯基降解程度。

基于截面电导信息的油水两相流相含率估计

提出一种基于截面电导信息的油水两相流相含率估计方法,在对电阻层析成像系统测试数据特征进行降维的基础上,利用径向基函数神经网络建立流型辨识模型,并对每一种流型采用基于样本矩阵非线性变换的非线性偏最小二乘(NLPLS)法建立相含率估计模型.动态实验结果表明,所得的相含率估计绝对误差低于5%,.将本方法和不分流型的单模型方法及传统偏最小二乘方法进行对比,证明所提出的相含率估计方法能实现更准确的估计.

长三角城市安全生产经济社会风险因子分析——基于偏最小二乘回归

为探究长三角地区城市安全生产的经济社会风险因子,从经济社会学和安全经济学双重视角,以长三角地区25个城市2010年的安全生产情况为研究对象,选取亿元GDP安全生产事故死亡率为因变量,经济社会领域的11个指标为自变量,采用偏最小二乘回归法(PLSR)研究各自变量对该地区安全生产事故风险的影响。结果表明:安全生产事故风险与人均GDP、人均财政收入、城镇人口比重、人口密度、研究与试验发展经费支出相当于地区生产总值比例、每10万人中具有高中及以上文化程度的人口、每万人卫生技术人员数呈负相关,与第二产业增加值占地区生产总值比重、第二产业从业人员比重、人均汽车拥有量呈正相关。

基于激光传感器数据的机器人工作路径智能控制

激光传感器具有精度以及实时性高的优势,被广泛应用在机器人工作路径智能控制过程中。设计机器人工作路径智能控制方案,采用激光传感器采集机器人工作时外部环境数据,通过RS232通信协议将环境数据传输至路径控制模块中,路径控制模块依据外部环境数据采用智能避障控制方法,通过最小二乘法拟合障碍边缘,并多次估计障碍中心位置与大小得出障碍物的准确信息,准确控制机器人工作路径。结果说明,所提控制方案鲁棒性最大值为98%、控制误差为1. 02%,当机器人工作路径中存在不同形状障碍物时,该方案控制耗时始终低于9 s,对机器人工作路径控制精确平稳。

服务类企业管理者特征与工作绩效之间的关系

运用行为事件访谈法,获得了服务类企业管理者特征,并在行为事件访谈结果的基础上设计了服务类企业管理者特征调查问卷,通过对调查问卷结果的分析建立了服务类企业管理者特征模型.提出了决策能力、学习能力、情绪智力、自我能力、创新能力、成就动机、社会能力、沟通能力、领导能力、应用能力和关怀能力组成的服务类企业11维度管理者特征模型,以及包括任务绩效和周边绩效的服务类企业工作绩效评价模型.最后,运用偏最小二乘回归(PLSR)分析建立了服务类企业管理者特征与工作绩效关系模型.

基于GA-LSSVR算法的回采工作面瓦斯涌出量预测

针对回采工作面瓦斯涌出量问题的小样本、非线性、影响因素关系复杂等特点,采用遗传-最小二乘支持向量回归算法对瓦斯涌出量进行预测,利用定量方法进行分析,避免了定性分析的局限性,有效提高了预测的精度。该模型首先利用遗传算法对最小二乘支持向量回归机中的参数进行训练和优化,然后运用遗传-最小二乘支持向量回归模型对测试样本进行了回采工作面瓦斯涌出量测试。测试结果表明:与支持向量回归机以及最小二乘支持向量回归机的预测值相比,遗传-最小二乘支持向量回归的回采工作面瓦斯涌出量预测可靠性和精确性更高。

油气井工作液成本控制优化模型

为了控制油气井工作液成本,可采用低价格的处理剂。但为了达到工作液的性能要求,其处理剂加量较大,因而其成本降低不明显。根据油气井工作液部分处理剂具有多种功能这一特性,在室内测定了采用两种处理剂时的加入量与油气井工作液性能的实验数据,根据数据分布为二次曲面的特点,运用非线性多元最小二乘法及优化理论,建立了试验数据数学关系式和优化模型。利用编制的相应应用程序,可计算出达到应用者期望的油气井工作液性能时处理剂的最少加量和对应的工作液单位成本。经多次现场应用,这种控制成本的新方法,经济效益显著。

基于数值分析的仪器系统差校正

由于电子仪器中的传感器、测量电路、放大器等部件不可避免地存在温度漂移和时间漂移,会给仪器引入零位误差和增益误差,所以不同仪器之间存在明显的系统误差。在蟠龙峰铜矿进行TEM测深时,使用了两台Phoenix公司生产的V8仪器,由于两组数据存在明显的系统差,给数据处理及异常解释带来了较大的困难。从数值分析的角度,利用最小二乘法曲线拟合,对不同仪器间的系统误差进行了校正,校正精度小于3%,远小于10%的质检精度,可以满足生产需要。在Intel Visual Fortan程度开发平台上,编程实现了系统误差的自动校正。