过热汽温多模型预测函数控制策略的研究

过热汽温系统是典型的大时延、大惯性对象,尤其当机组负荷变化时,参数表现出明显的时变特性,大大降低了传统PID串级控制的品质。基于此点,提出先进的多模型切换的过热汽温预测函数控制策略。使用带有Smith预估补偿思想的一阶时滞对象预测函数控制算法,来有效克服对象的大时延、大惯性;并通过建立若干典型工况的固定模型,在线计算其模型匹配度确定控制权重,从而得到控制器的输出的方法,能适应参数的时变。与PID串级控制和单一模型控制的仿真结果对比,证实了本控制策略的有效性。

不同加载速率下木材失效行为的多尺度数值分析

基于云杉微观结构特征,建立代表体积元模型,对顺纹和横纹压缩下云杉大变形行为进行数值模拟,获得材料各向异性和宽平台应力特性。数值模拟涉及准静态、5,50,500 m/s 4种加载速率,结果表明剪切滑移和屈曲塌陷是木材顺纹压缩的主要失效模式;横纹压缩则体现为胞墙褶皱和循序塌陷。加载速率对顺纹压缩影响高于横纹方向加载,高速加载时木材在轴向压缩下呈现花瓣形破坏,而横纹压缩则表现为压缩膨胀断裂;相对于高速加载,低速加载下木材变形表现为更均匀、平稳。

多领域建模语言Modelica类型解析研究与实现

类型解析是编译器开发的一项重要工作,也是语义分析的一个最重要组成部分。基于Modelica建模语言,研究了编译器类型系统的作用域、类型检查等关键技术,提出了类型系统的解析和查找机制,实现了类型检查及错误处理机制,并在多领域物理系统建模与仿真平台MWorks系统中得到应用。

汽车自适应巡航跟车多目标鲁棒控制算法设计

为满足自适应巡航系统跟车模式下的舒适性需求并且兼顾车辆安全性,基于模型预测控制原理提出一种多目标鲁棒跟车控制算法.建立考虑前车加速度干扰的自适应巡航系统车间纵向运动学模型,该模型可全面反映系统的动态演化规律,提高模型的精度和可靠性;针对自适应巡航系统需求进行目标分析,设计一种考虑舒适性和安全性的多目标模型预测控制算法;针对模型预测控制算法鲁棒性较差的问题,引入修正项反馈,提高控制系统鲁棒性,采用向量约束管理法解决模型预测控制算法硬约束造成的控制系统无优化解问题.仿真结果表明:该算法使跟车时车辆加速度及冲击度保持在舒适性范围,同时车间距始终大于最小安全距离,兼顾了舒适性和安全性要求,实现了自适应巡航控制系统跟车目的.

适用于柴油HCCI燃烧的碳烟半经验模型研究

将改进的碳烟半经验模型和简化正庚烷的化学反应机理纳入KIVA-3V程序中,以描述柴油燃烧过程中碳烟的生成和氧化历程。通过以正庚烷为燃料的激波管试验验证发现,在较宽的温度和压力范围内,该碳烟半经验模型可以相对准确地预测碳烟的生成率、颗粒直径和数密度。在定容燃烧器中典型的传统柴油机的扩散燃烧和接近于均质压燃(HCCI)发动机的预混燃烧状况下,应用此碳烟模型进一步研究了喷孔直径和喷射压力对碳烟排放的影响。结果发现模型预测得到的碳烟体积分数分布与试验吻合得较好,同时显示当控制局部当量比小于2.0时可以避免碳烟的生成。

网络化关键基础设施依存关系建模与仿真方法研究

针对关键基础设施(CI)依存关系导致的系统级联效应这一问题,在系统化分析网络化CI依存关系建模与仿真的各种方法之上,通过比较各种研究方法的优缺点、适用范围、存在问题,提出采用系统动力学和Multi-Agents混合建模方法,来模拟系统之间的动态关联关系的变化。最后,以一个水资源系统的突发安全事件为例,利用Any-Logic软件对事故所涉及影响到事故系统间的参数进行优化与数值模拟。结果表明:通过该方法优化试验确定事故水系统对其他关联系统的最优供给量,优化该地区的基础设施网络运作能力,同时有效防御系统的级联损失。

林地叶面积指数遥感估算方法适用分析

叶面积指数是与森林冠层能量和CO2交换密切相关的一个重要植被结构参数,为了探讨估算林地叶面积指数LAI的遥感适用方法和提高精度的途径,利用TRAC仪器测定北京城区森林样地的LAI,从Landsat TM遥感图像计算NDVI、SR、RSR、SAVI植被指数,分别建立估算LAI的单植被指数统计模型、多植被指数组合的改进BP神经网络,获取最有效描述LAI与植被指数非线性关系的方法并应用到TM图像估算北京城区LAI。结果表明,单植被指数非线性统计模型估算LAI的精度高于线性统计模型;多植被指数组合神经网络中,以NDVI、RSR、SAVI组合估算LAI的精度最高,估算值与观测值线性回归方程的R2最高,为0.827,而RMSE最低,为0.189,神经网络解决了多植被指数组合统计模型非线性回归方程的系数较多、较难确定的问题,可较为有效的应用于遥感图像林地LAI的估算。

能耗均衡的无线传感器网络多Sink节点部署优化方法

针对传感器网络中单Sink节点存在近距离传感器节点过早死亡、传输路径单一、传输延迟及节点失效等问题,提出了一种综合考虑网络布局和网络能耗的多Sink节点部署优化新方法。首先,为缩短sink节点到传感器节点的传输距离,建立了加权距离最小化模型;同时,为均衡网络能耗,建立了无线传感器网络能耗最小化模型。然后,根据所建立多Sink节点部署优化模型的特点,使用加权系数将多目标模型单目标化,并设计了上升启发式算法进行求解。实验结果表明,提出的多Sink节点部署优化方法既能保证网络布局最优,又进一步均衡了网络能量消耗,有助于延长无线传感器网络的生命周期。

超宽带多径信道的频域建模与仿真

对于超宽带室内多径信道,由于信号传播的成簇特性,一般常采用较多参数描述的修正的S-V模型,而近年来频域自回归(AR)模型以其独有的特点得到大家的重视。针对频域AR模型,着重讨论了在超宽带室内多径信道的计算机仿真中,如何利用零极点分布进行频域AR建模的方法,并结合实例给出了仿真结果,说明了频域AR模型只需要很少的模型参数就可得到一个比较精确的信道描述,是超宽带信道建模比较理想的选择。

文化与自然灾害对四川居民保护旅游地生态环境行为的影响

探讨文化与自然灾害对四川居民保护旅游地生态环境行为影响的机理,并对九寨沟与青城山-都江堰进行对比分析。通过多群组结构方程模型分析方法对调研数据进行定量研究。结果发现文化与自然灾害对四川居民保护旅游地生态环境行为有着显著的间接影响;受文化相似性影响两地具有完全相同的结构模型,而且居民利他价值观、生态环境信念及保护旅游地生态环境行为因子均值不具有显著差异;受地方文化与环境状况差异性影响两地居民个人规范、日常环保习惯和灾害后果认知因子均值具有显著性差异,而且对应的路径系数九寨沟样本均大于青城山-都江堰样本。加强传统文化教育、普及环境与灾害知识、增强居民环境责任感等措施有利于旅游地生态环境可持续发展。

土壤饱和导水率的多尺度预测模型与转换关系

运用联合多重分形方法研究不同土层土壤饱和导水率与土壤基本物理特性的多尺度相关性,建立不同土层土壤饱和导水率的多尺度预测模型,构建不同土层土壤饱和导水率之间的转换关系。结果表明:不同土层土壤饱和导水率与土壤基本物理特性的相关程度排序不同;在单一尺度和多尺度上,0～20 cm土层土壤饱和导水率与土壤基本物理特性的相关程度排序相同,20～40 cm土层土壤饱和导水率与土壤基本物理特性的相关程度排序不同;土壤饱和导水率多尺度预测模型的预测精度较高,0～20 cm土层和20～40 cm土层拟合值的均方根误差分别为0.035 0和0.029 0;0～20 cm土层和20～40 cm土层土壤饱和导水率转换关系的计算精度较高,拟合值的均方根误差为0.037 5。

基于离散混合蛙跳算法的锻件装炉组合优化模型研究

为实现面向节能减排的锻件装炉计划提供一种有效的方法,提出一种基于离散混合蛙跳算法的锻件装炉方法;通过基于模糊等价关系的动态聚类方法对待加工锻件进行聚类,建立锻件装炉的多背包模型,运用离散混合蛙跳算法对加热炉装炉多背包模型进行求解,最后通过算例分析验证该方法的有效性。

公路隧道出口段亮度优化计算

公路隧道出口段亮度变化情况会严重影响驾驶员视觉心理负荷,其亮度优化计算应该综合考虑行车安全和节能环保的要求。通过隧道出口段不同环境照度和运行时间情况下驾驶员视觉特性试验,采用定性和定量相结合的方法研究了瞳孔面积与环境照度之间的变化规律,同时结合节能环保的要求建立了公路隧道出口段最佳亮度计算的多目标优化模型,采用系统聚类的方法对隧道出口照明区段进行聚类分析,并给出了模型求解的方法。最后,以包(头)茂(名)高速公路南五台隧道为例进行了实证研究,基于模型计算出各聚类区段最佳照明亮度。结果表明,隧道出口段亮度设置应该是一个渐变过程,且应该更加注重洞口20 m以内的亮度要求。

瞬时弹性成像技术与多参数模型评估慢性肝病肝纤维化程度的临床研究

目的评估肝脏瞬时弹性成像技术Fibro Touch对肝纤维化诊断的准确性和应用价值。方法选择经肝活体组织检查确诊的慢性肝病患者200例,通过瞬时弹性成像技术方法检测肝脏硬度(LSM);并测定丙氨酸转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、总红胆素(TBil)及血小板(PLT)计数,计算AST/PLT比值(APRI)和基于4因子的纤维化指数(FIB-4)指数。分析LSM、APRI及FIB-4指数与肝纤维化程度的相关性;分析LSM、APRI及FIB-4对慢性肝病肝纤维化诊断的准确性。结果慢性肝病患者LSM与肝纤维化分期呈显著正相关(r=0.732,P<0.001),APRI及FIB-4指数与肝纤维化分期呈中等程度正相关(r=0.312;r=0.396,均P<0.05)。当以S≥2为分割点对患者进行分组,LSM值、APRI值与FIB-4 ROC曲线下面积分别为0.826、0.726和0.775,S≥3时为0.914、0.757和0.782,S=4时为0.938、0.715和0.765。以S≥2为分割点时,三者组合的准确性均高于LSM单独使用,以LSM+FIB-4准确性最高。以S≥3或S=4为分割点时,各指标的联合诊断能力均低于LSM单独的诊断能力。结论肝纤维化早期Fibro Touch联合FIB-4可提高诊断的准确性。

GPU快速解压的多分辨率地形高程数据压缩算法

为了缓解实时地形可视化中海量数据的存储和传输压力,在构建地形数据多分辨率金字塔模型的基础上,提出了一种适于GPU实时解压的分块高程数据无损压缩和有损压缩算法。该算法首先对地形块数据进行线性预测,对高分辨率地形块的预测误差采用递归变长的无损编码方法,保留了高分辨率地形数据的细节特征;对低分辨率地形块的预测误差,在考虑地形块本身简化误差的基础上采用了分组的有损量化编码方法。给出了GPU上实现快速并行解压的处理流程。实验结果表明,该算法实现了有效的数据压缩,具有很高的实时解压效率。

应用层次分析法评价闽西北山地马尾松-阔叶树混交林的综合效益

在25 a生的马尾松林下分别套种1 a生的火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲幼苗,经过16 a的培育后形成了郁闭的针阔混交异龄林,分别以马-火(Pm-Mm)、马-闽(Pm-Cf)、马-苦(Pm-Cs)、马-格(Pm-Ck)、马-青(Pm-Cm)、马-拉(Pm-Cl)表示。对上述6种混交林的蓄积量、生物量、凋落物、物种多样性、土壤肥力等10个指标进行分析和综合,以揭示混交林的经济效益、生态效益和地力维持。在此基础上,应用层次分析法(AHP)确定各指标的权重,构建多目标决策模型,对混交林综合效益进行了评价。根据综合评价值的大小,各混交林的优劣顺序为:马-闽→马-苦→马-拉→马-青→马-格→马-火,从而为马尾松混交模式的选择提供科学依据。

基于切比雪夫理论的保定市水资源承载力研究

在分析保定市2006—2010年农业、环境、经济、人口、水资源等基本情况的基础上,选取水资源可承载的GDP最大、人口最多和污水排放量最小为研究目标,建立了基于切比雪夫理论的水资源承载力多目标优化模型,利用上述模型对保定市2015年和2025年的水资源承载力进行预测分析。结果表明:要使保定市水资源适应高速发展的经济形势仍需走"开源节流"、"节流优先"之路,提高农业水、工业水利用率及城镇居民生活节水水平等是提高保定市水资源承载力的根本,污水回用、中水回用、雨水利用及跨流域调水等开源措施是有力的补充。

应急资源需求周期性变化的选址与资源配置模型

本文提出了应急资源需求周期性变化的选址与资源配置模型。在规划选址阶段,针对于需求周期性变化的情况,把选址与各个时间段的资源配置结合起来确定建造服务设施地点,使得选址能够兼顾到各个需求点,在所有需求点一定比例需求量均被满足的前提下,使一个周期内需求点被满足的总需求量最大化。根据模型特点设计算法,解决了两目标非线性整数规划求解困难的问题,最后通过算例说明了本模型和算法是有效的。

基于小波变换和时间序列的网络流量预测模型

随着互联网规模和应用的扩大,网络数据流量呈现出复杂多分形性的特点,针对这个特性,构建了基于小波分析和ARMA模型的网络流量预测模型,用Mallat算法将原始流量数据分解为4个分层数据,对各层数据用ARMA模型进行预测,再将各层预测数据重组为预测的网络流量.采用真实数据进行仿真的试验表明,基于小波分析和ARMA相结合的网络流量预测模型的预测结果具有较高的准确度,并在网络管理和优化中具有重要实用价值.

基于云发生器的自动泊车路径跟踪控制研究

针对自动泊车系统中路径跟踪控制困难这一问题,文中采用云模型不确定性推理方法,以汽车低速运动学模型中方向盘的转角偏差作为输入,将1维和2维云模型有机组合,构建路径跟踪多规则推理模型,以后悬架几何中点位置的准确度为控制目标,建立路径跟踪控制规则库,推导泊车入库过程中的最优转向角控制参数。设计自动泊车路径跟踪控制原型,通过仿真试验,验证云数字特征值对泊车跟踪效果的影响,结果表明,所设计的控制原型路径跟踪效果良好。