基于遗传算法的不等间距阵优化方法

阵元数一定情况下,针对不等间距拖线阵高频信号处理存在的空间增益和无栅瓣兼容问题,提出一种基于遗传算法的不等间距拖线阵阵型优化方法。该方法以频带交互下最大旁瓣级最小作为约束因子,通过模拟生物自然进化过程搜索全局最优解,得到优化后的阵元位置。优化后阵型在保证低频信号处理空间增益不变情况下,实现对高频信号高空间增益、无栅瓣处理。计算机仿真结果表明:相比未优化阵型,在高频信号处理方面,优化后阵型在无栅瓣情况下,空间增益提升值近似理论值提升值;在低频信号处理方面,优化后阵型具有相同的空间增益。为实际不等间距拖线阵阵型优化和应用提供了一种思路。

Formation control for nonholonomic agents using passivity techniques

This paper studies the problem of the formation control for the multiple nonholonomic agents on a plane. A dynamic feedback linearization method is used to transform the dynamical model of each agent into two third-order integrator chains. A decentralized formation control law with the inter-agent damping .injection is derived. The asymptotical stability of the overall system is proven using the Lyapunov method. The simulation of the formation maneuver of a planar vehicle shows the effectiveness of the proposed method.

基于自适应分布式滤波观测器的多智能体系统编队控制

本文考虑了全局指令系统输出信息受到信道扰动情况下线性多智能体系统的编队控制问题.首先,基于协作式输出调节理论框架对线性多智能体系统的编队控制问题进行数学建模.其次,针对受到信道扰动的全局指令系统输出信息,提出了一类基于受扰输出的自适应分布式滤波观测器,在降低网络信息交换量的同时消除扰动的影响.最后,设计了输出反馈确定等价控制律,解决了线性多智能体系统的分布式编队控制问题.给出了数值仿真结果检验控制性能.

无模型自适应滑模控制的微波加热过程温度控制

微波加热模型具有无限维、非线性和时变等特点,导致控制器难于设计和实现。针对此问题,提出了一种适用于微波加热过程的无模型自适应滑模控制方法。首先,对微波加热过程传热数学模型进行分析,建立了微波加热过程输入功率与温度之间的全格式动态线性化数据模型。然后,根据该数据模型设计了无模型自适应滑模控制器,并给出了数据模型中相关未知时变参数和未知干扰的估计算法。最后,利用COMSOL和MATLAB进行仿真,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。

基于LabVIEW的无模型自适应控制算法实现与应用

为了有效地将无模型自适应控制算法(MFAC)应用于实际场景,该文研究LabVIEW开发环境中实现基于紧格式动态线性化的无模型自适应控制(MFAC-CFDL)。实验结果表明,对于相同的被控对象,LabVIEW实现与Matlab的仿真运行结果一致,证明该方法准确性。进一步与传统的PID控制方法相比较,MFAC-CFDL显示出更强的鲁棒性,并能保证闭环系统的稳定性以及输出误差跟踪的收敛性,通过实验说明该方法工程实践应用有效性和可行性。

拓扑优化结构中棋盘格式的光滑及等面积处理方法

为了解决拓扑优化后出现的边缘棋盘格式问题,提出了用线性最小二乘法对边缘棋盘格式进行线性化处理。在拓扑优化棋盘格式边界线性化处理后,出现了小梁结构端面面积在长度方向不相等和不均匀等问题,对实际工程应用带来不便。针对此问题提出了首先用常规的单边中心分割等面积处理方法对线性光滑处理后的模型进行优化,使重构模型趋于均匀化、规则化,但是发现单边中心分割等面积法处理后重构模型的小梁中心出现了偏离。为了保证小梁结构端面面积相等、同时保证小梁中心线不偏离,又提出了双边中心分割等面积法,这种方法避免了小梁结构等面积变化后的中心线偏离问题,保证拓扑优化结构的完整性。通过计算对比分析,发现双边中心分割等面积法处理后的重构模型在静力学分析中的性能均优于其他两种方法,验证了双边中心分割等面积法处理的可行性。

基于产品的柔性SERU系统构建问题研究

不断加剧的市场动荡性和环境复杂性,使得柔性成为制造企业保持竞争优势的关键。作为一种以高柔性著称的生产系统,SERU生产得到了业界和学术界的广泛关注。然而,柔性SERU系统构建问题却鲜有研究。本文综合考虑柔性投资成本和柔性损失成本,建立了柔性SERU系统构建(Flexible SERU System Formation Problem,FSFP)模型。分析了问题的复杂性,并将其转化为等价的线性模型以精确求解小规模问题。通过大量数值实验,从需求场景和成本参数的视角,对比了FSFP模型与现有文献中基于特定生产任务的SERU系统构建策略(Task-Oriented SERU Formation,TOSF),验证了FSFP模型的有效性。研究指出,FSFP模型考虑了需求动态变化的性质,能够根据需求变化产生不同层次的柔性,更加适用于动态需求环境。此外,相对于TOSF策略,FSFP模型对成本参数的变化更加敏感,并且随着成本参数的增大,FSFP模型的优势越来越突出。本研究不仅丰富了SERU生产相关研究领域,而且对优化构建方式,助力企业发挥SERU系统高柔性优势提供启示。

Landau-Lifshitz-Bloch方程的一阶向后欧拉方法的最优误差估计

研究了求解Landau-Lifshitz-Bloch方程的一阶向后Euler有限元全离散算法.借助数学归纳法,分别得到了精确解和数值解关于磁化强度和磁场在L^(2)和H^(1)范数下的最优误差估计,并通过二维和三维空间的数值结果,验证了所给的理论分析.

祁连山冻土区天然气水合物层位测井物性分析

笔者旨在总结出一套适用于祁连山冻土区地层孔隙度和天然气水合物含量的计算方法。利用2个钻孔的岩芯实验室测试数据，采用多元线性回归方法，得到了适合本地区的孔隙度计算公式。通过参考国内外相关资料，采用修正的阿尔奇公式计算水合物含量，并求得了有测井数据的5个钻孔水合物异常层位的含量值。研究结果表明，三元回归的孔隙度公式比单变量回归的效果好，计算值与岩芯测试数据回归精度达到85％；计算的水合物含量值范围为11．47％～81．61％。本次研究成果对未来该地区的天然气水合物测井评价具有一定的参考价值。

基于行为法多智能体系统构形控制研究

为实现多智能体系统的构形控制,针对二阶多智能体系统,采用了一种基于智能体行为的控制算法,这种控制算法考虑到智能体的驶向目标行为和构形维持行为,可以有效实现智能体相对于期望目标的构形控制,由于采用该算法使得多智能体系统中有明确的队形反馈,因而有利于分布式控制和实时控制。智能体的动力学模型采用多智能体问题研究广泛使用的独轮车模型,通过反馈线性化方法,将这种非线性模型转化成了实用的双积分系统模型。通过Matlab仿真验证了算法的有效性,结果表明控制器参数整定简单,具有很好的稳定性和鲁棒性。

渝东南下寒武统页岩储层特征及测井评价——以渝科1井和酉科1井为例

为了正确认识渝东南地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩储层特征与主控因素,对采自渝科1井和酉科1井的岩心样品,进行了系统的黏土矿物及全岩X-射线衍射分析、岩石常规物性分析、比表面和孔径分析、岩石有机碳分析、镜质体反射率(R_o)及显微组分测试。测试分析结果表明:牛蹄塘组页岩储层碎屑矿物含量平均为51.34%,黏土矿物含量平均为32.74%,有效孔隙度平均为1.2%,渗透率平均为8.0×10^(-3)mD,属于特低孔、特低渗储层。孔隙以中孔为主,约占总孔体积的73%。BET(Brunauer、Emmett和Teller)比表面积平均为7.75 m^2/g,平均孔直径为5.3 nm。总有机碳含量(TOC)平均为2.29%,R_o平均为3.12%,属于过成熟阶段。进一步统计分析表明:TOC与微孔体积呈正相关,黏土矿物总量与之呈负相关;TOC、黏土矿物总量、碳酸盐矿物含量均与中孔体积呈正相关;TOC、碳酸盐矿物含量均与宏孔体积呈正相关,碎屑矿物含量与之呈弱的正相关,黏土矿物总量与之呈负相关。用常规测井方法对牛蹄塘组页岩的孔隙度和TOC进行了计算,发现利用中子曲线计算的孔隙度与岩心分析结果在两口井中均吻合较好,但浅层不含油气情况下,自然伽马曲线(GR)与岩心分析TOC之间无明显相关关系。

线性摩擦焊接头形成过程及机理

分析了异质钛合金线性摩擦焊接头焊合线近域组织结构,结合飞边形貌及组织特点,探讨了线性摩擦焊接头的形成机理。结果表明,在线性摩擦焊接过程中摩擦界面温度超过钛合金基体材料相变点,焊后摩擦界面两侧均有高温塑性层残留并发生再结晶,焊缝区为完全再结晶组织,TC11侧焊缝区为细小针状组织,TC17侧焊缝区为亚稳态β组织。异质钛合金线性摩擦接头形成机理研究表明,在线性摩擦焊接过程中以及焊后摩擦界面始终存在,界面两侧的高温黏塑性金属没有发生机械混合,界面两侧原子发生了扩散迁移现象,在接头结合界面处形成扩散过渡区。摩擦焊通过扩散与再结晶的共同作用形成焊接接头。

多无人机系统分布式编队控制

利用具有虚拟领航者的二阶动态一致性协议讨论了三维空间内分布式无人机编队控制问题。利用反馈线性化的方法将无人机非线性动力学模型线性化,将控制输入转化为惯性坐标系中三个坐标轴方向的加速度。运用一致性算法求解线性化后的无人机模型,使无人机能够形成稳定的预期编队并跟随虚拟领航者沿特定航线以一定速度运动。定义了编队的误差函数并运用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。仿真验证了模型和算法的有效性。

直线电机的紧格式无模型自适应控制

将基于紧格式线性化的非线性系统无模型自适应控制方法应用于直线电机的控制中.利用伪偏导数和伪阶数的概念,用紧格式动态线性时变模型替代直线电机非线性系统模型.根据直线电机运动模型的输入输出数据在线估计系统的伪偏导数。仿真实验表明,紧格式无模型自适应控制器对电机这种具有不确知动态的非线性系统有较强的自适应性、抗干扰性、稳定性和鲁棒性,解决了直线电机非线性和不确定性的控制问题。

充液井孔中的相控线阵声波辐射器在地层中产生的声场

应用有限元法研究了充液井孔中的相控线阵声波辐射器在井外地层中产生的声场 ,探讨了增强声源向地层的某一特定方向辐射的声波能量的方法 .采用相控线阵声波辐射器并调节其参数可以控制由充液井孔向地层中辐射的声波能量的方向 ,使声源向地层中的某个特定方向辐射的纵波能量得到明显提高 .在井间地震勘探和反射声波成像测井等领域中应用相控线阵声波辐射器 ,将有利于增大探测深度。

特征线法分析考虑局部水头损失的三通管道的水击过程

基于特征线法建立了求解三通管道水击过程的数学模型,模型考虑了局部水头损失的影响,编制了三通管道水击过程的计算程序。在数值处理上,Darcy-Weisbach摩擦力项用二阶精度格式来近似,保证了流体在流动水击过程分析时的计算稳定性和精确度。应用该程序,分析模拟了各种阀门组合情况下的管网水击实例,对比了考虑局部水头损失和不考虑局部水头损失对求解结果的影响。

基于紧格式线性化的无模型动态矩阵控制

针对常规无模型自适应控制(MFAC)算法只利用了受控系统I/O数据的零阶信息,许多系统内部信息没有充分利用的缺陷,提出了一种基于紧格式线性化的无模型动态矩阵控制方法。该方法利用紧格式线性化方法把非线性系统转化为一组由伪梯度向量描述的线性系统,将动态矩阵控制算法的预测模型和该伪梯度向量相结合,推导出无模型动态矩阵控制的动态模型。在此基础上,利用滚动优化和反馈校正等策略,推导出了无模型动态矩阵控制律的解析式。由于该方法中引入了受控系统I/O数据所带的系统内部信息,极大地提高了预测模型的精确性,增强了系统的鲁棒性,从而有效改善了控制器的控制性能。仿真结果表明该算法具有一定的结构自适应性、良好的伺服性和较强的鲁棒性。

多导弹协同攻击编队非线性最优控制器设计

针对多导弹协同攻击编队控制问题,采用仿射非线性系统最优控制理论设计了基于领弹-从弹法的多导弹编队控制器.首先采用基于微分几何理论的非线性系统精确线性化方法,将导弹非线性运动模型线性化;然后根据从弹、领弹间的相对运动关系,给出了包含领弹运动信息和队形信息的从弹期望轨迹,建立了基于从弹跟踪误差向量的系统状态方程;最后采用基于稳态解的黎卡提矩阵微分方程求解方法解决最优控制问题,设计了从弹的三维非线性编队控制器;仿真结果表明所设计的控制器能够在领弹机动地情况下快速、稳定地实现编队队形的形成和保持.

基于线特征的交通事故现场数字化重构

为适应交通事故现场快速勘测的要求,将计算机图像处理和近景摄影测量技术应用于交通事故现场勘测中。结合事故现场图片中的坐标轴平行线特征,建立像素坐标与物方空间坐标之间的对应关系,实现交通事故现场的二维数字化重构。最后,结合实验和真实交通事故案例验证了该方法的有效性。实践证明,将计算机数字图像处理和近景摄影测量技术应用于交通事故现场勘测,可以明显提高其快捷性和方便性。

基于改进线性二次型调节器的近地轨道编队卫星鲁棒控制

为解决编队卫星在近地空间复杂力学环境特别是地球非球形摄动作用下构型易发散的问题,给出一种基于改进线性二次型调节器的编队卫星构型控制方法。该方法先估计近地空间编队卫星构型设计时由未建模摄动力引起的误差最大有界范围,再利用误差最大有界范围的二范数改进经典的线性二次型调节器控制方法,提高经典线性二次型调节器控制器在控制编队卫星构型时的鲁棒性。为评价改进方法的有效性,给出了一种鲁棒性强弱的量化评判标准。仿真结果表明,改进的方法可以大大提高经典线性二次型调节器方法的鲁棒性,增强编队卫星控制方法对各种不确定项的抵御能力。