伪单调变分不等式解集与拟非扩张映射不动点集公共元的强收敛定理

在Hilbert空间中提出一种新的关于求解伪单调变分不等式问题的Tseng外梯度算法。在适当条件下,证明由此算法生成的迭代序列强收敛于伪单调变分不等式问题的解集与拟非扩张映射不动点集的公共元,并用数值实验说明所提算法的有效性。

基于自适应闭环反馈的高空车臂架避障控制研究

针对改进梯度投影法在混合式高空作业车应用中出现的速度、轨迹不连续以及避障过程中末端速度突变等问题,提出了一种基于自适应闭环反馈的高空车臂架避障控制算法。对改进梯度投影法进行优化,实现了存在伸缩臂的高空车臂架与末端的速度、轨迹连续的运动控制。采用伪距离描述臂架与障碍物的接近程度,对传统避障速度算法进行优化,并提出一种自适应闭环反馈方法,将反馈权重与伪距离相关联,使反馈权重自适应变化。所提算法在保证末端轨迹精度的同时大大改善了臂架关节在避障过程中的速度突变。仿真及半物理实验结果表明,相较于传统方法,所提方法速度变幅大大减小且轨迹更加平滑,实现了多障碍物避障与同一障碍物多次避障。

基于自适应组合窗函数的SPWVD算法及应用研究

针对平滑伪Wigller-Ville分布(Smoothing Pseudo-Winger-Ville distribution,SPWVD)在处理不同信号时,需要采用对应的平滑窗参数才能达到最优时频分布的问题,提出了一种基于自适应组合窗函数的SPWVD算法。该算法将Rényi熵作为时频评价指标,以组合窗函数的窗长和系数作为参数库,提出将随机梯度下降和扰动随机梯度下降分别用于窗长和系数的选取,提升计算速度分别为遍历法的20倍和9倍,最终得到信号的最优时频图。将上述的改进方法应用于碳纤维复合材料的缺陷检测中,结果表明,自适应组合窗函数的SPWVD可以有效地对不同信号选取最优的窗函数参数,对比固定窗函数的SPWVD,自适应组合窗函数的SPWVD具有更好的时频聚集效果,更加完备地对信号进行了表征,并对缺陷进行了定量分析,具备缺陷检测的良好应用前景。

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。

用于提高电压稳定裕度的发电机无功出力管理

电力系统电压稳定裕度大小与系统无功储备相联系,研究了通过管理系统发电机的无功出力来提高系统的电压稳定裕度。把重新安排系统无功出力形成一个优化问题,采用伪梯度进化算法(PGEP)寻求全局的最优解,在搜索过程中利用模式分析技术指导寻优方向。对新英格兰10机39节点系统的仿真分析表明,与常规进化算法(SEP)相比,所提出的方法具有更快的收敛速度与更好的寻优能力,能够增加系统的无功储备,同时减少系统的有功及无功损耗,在不增加新设备及不改变系统有功分布的情况下使系统的电压稳定裕度得到明显提高。

低渗透油藏拟启动压力梯度

对大庆外围和长庆西峰油区低渗透油藏岩心进行了恒速压汞、核磁共振和渗流实验,从不同角度研究了低渗透储集层拟启动压力梯度形成原因及影响因素。由于储集层中固液作用形成的边界层的存在,且低渗透油藏喉道非常微细,因而低渗透油藏流体流动需要克服启动压力梯度。在低压力下,参与渗流的喉道少,岩心断面上的渗流截面小,随着驱动压力增加,参与渗流的喉道数量增加,岩心断面上的渗流截面增大。储集层的孔隙结构特征、可动流体饱和度对拟启动压力梯度有显著的影响,主流喉道半径及可动流体饱和度越大,拟启动压力梯度越小。拟启动压力梯度是储集层渗流非线性程度和渗流能力的表征参数,是孔隙结构、固液作用的综合体现。

稠油油藏蒸汽吞吐产能预测新模型

针对稠油非达西流动特征,引入稠油油藏有效动用理论,根据蒸汽吞吐开发时井筒周围流体的流动状态进行分区,采用等值渗流阻力法,考虑拟启动压力梯度,分别推导直井和水平井蒸汽吞吐开发方式下的产能预测公式。通过数值计算,分析生产压差、拟启动压力梯度、开发方式以及开发井型等因素对稠油油藏有效动用范围和产能的影响。分析结果认为:生产压差越大,油藏有效动用半径先增加,后趋于平缓,日产油量增加;拟启动压力梯度越大,有效动用半径逐渐变小,且递减幅度逐渐变缓,日产油量逐渐降低;拟启动压力梯度对天然能量和蒸汽吞吐开采的影响均不能忽略,且对蒸汽吞吐开采影响较大;直井和水平井产能均随拟启动压力梯度增加而减小,且水平井产能降低幅度较大。该研究为现场准确评估油井产能,选择合理开发方案提供了理论依据。

低含油饱和度油藏开发特征

低含油饱和度油藏的渗流特征明显不同于常规油藏。采用室内大模型物理模拟实验和油藏数值模拟技术研究低含油饱和度油藏开发动态特征和影响因素,拟合建立含水率变化经验公式。在数值模拟过程中考虑了低渗透油藏启动压力对渗流特征的影响,从而使结果更符合实际情况。研究结果表明:低含油饱和度油藏没有无水采油期,且存在一个含水快速上升后略为回落的含水稳定采油期,初始含水饱和度越高,含水稳定期采油时间越短;当注采压力梯度接近拟启动压力梯度时,采出程度随注采压力梯度变化较大;当注采压力梯度远大于拟启动压力梯度时,采出程度随注采压力梯度变化很小,甚至没有变化。注采压力梯度小于拟启动压力梯度时,注水速度与最终采出程度正相关。

单自由度磁悬浮系统无模型自适应控制的研究

针对单自由度磁悬浮系统的非线性及难以建立精确数学模型的问题,将全格式无模型自适应控制(FFDL-MFAC)方法应用于单自由度磁悬浮系统,首先,采用无模型自适应控制算法、伪梯度估计算法、伪梯度重置算法和单自由度磁悬浮系统的动态化数据模型,设计单自由度磁悬浮系统的控制器;然后,仿真分析MFAC控制参数对单自由度磁悬浮系统控制效果的影响及对阶跃响应信号、干扰信号和噪声信号的响应特性;最后,在磁悬浮球实验装置上进行实验验证.研究结果表明:全格式无模型自适应控制方法只需采集单自由度磁悬浮系统在工作状态下的I/O数据,无需建立单自由度磁悬浮系统精确数学模型,通过设定全格式无模型自适应控制器参数即可使控制器具备良好的自适应性和鲁棒性,实现高精度稳定悬浮控制;与PID相比,FFDL-MFAC将系统的超调量降低了0.005,稳定悬浮位移的误差均方根减小了0.260 7.

非线性渗流启动压力梯度确定方法研究

非线性渗流的研究已成为人们关注的重点,其中对于启动压力梯度的确定方法尚没有统一的标准与规范,为了能够改善这一现状,并且能够为以后的启动压力梯度研究提供更可靠的依据,通过分析近些年来国内外非线性渗流启动压力梯度的确定方法和技术的基础之上,总结了在此过程中存在的问题,并提出了初步的解决方案。其中,分别以最小启动压力梯度与拟启动压力梯度这两种不同定义下的启动压力梯度进行分析和总结其确定方法,包括室内的物理模拟直接测量与建立数学模型间接求解等。这为以后研究非常规油藏渗流规律研究奠定了基础,进一步为提高油藏采收率做出贡献。

考虑航磁水平梯度变化的ΔT网格化方法研究

实测航磁横向水平梯度反映垂直于测线的磁场梯度,比传统航磁ΔT数据包含测线之间更多的磁场信息.针对航磁数据网格化问题,采用Hardwick提出的方法,利用航磁水平梯度与ΔT数据构建拟测线,并结合Akima插值法,开展了双方向测线型ΔT网格化方法研究,最终实现了考虑航磁水平梯度变化的ΔT网格化;针对网格化结果中的虚假异常采取了有效滤波方法.通过理论模型数据和实际数据网格化处理,表明该方法可以突出航磁测线之间的异常细节、更清晰地反映线性构造或磁性体走向,提高了网格化的精度和分辨率.

超低渗透油藏启动压力梯度实验研究

相对于常规油藏,超低渗透油藏具有特殊的开发规律,其实质是渗流规律的特殊性。本文结合了"毛细管平衡法"与"压差-流速法"的优点,采用自制的"一端毛细管平衡法"装置确定了最小启动压力梯度和拟启动压力梯度,以保证驱替渗流曲线的完整性。

大地电磁非线性共轭梯度拟三维反演

提出了非线性共轭梯度法大地电磁拟三维反演.该方法选取共轭梯度反演算法为拟三维反演的核心.在计算灵敏度(Jacobian)矩阵时,吸取近似灵敏度矩阵思想,采用一维灵敏度矩阵来代替三维灵敏度矩阵,并对非测点的灵敏度元素提出一种近似方法.在第一次反演之后,采用拟牛顿法更新灵敏度矩阵.拟三维反演法在很大程度上节省了计算时间,并且理论模型和实际资料的反演试算结果表明大地电磁拟三维反演法具有一定的实用价值.

动态渗透率三维油水两相低渗透油藏数值模拟

考虑流体在低渗透油藏流动过程中的非线性渗流特征和启动压力梯度的影响,基于动态渗透率的概念,建立了综合考虑非线性渗流和拟线性渗流的三维油水两相油藏数值模拟数学模型,通过全隐式差分格式建立了低渗透油藏数值模拟数值模型,并采用预处理共轭梯度法进行了求解。通过对均质油藏五点法井网和大庆油田某区块的计算结果表明,启动压力梯度对低渗透油藏的压力场有着显著的影响,在定产条件下,启动压力梯度越大则压力变化越剧烈,压降的影响范围越大,注采井间的压力梯度越高。由于非线性渗流规律较好地表达了流体在低压力梯度下的流动规律和最小启动压力梯度的影响,因此采用非线性渗流规律计算的压力变化要比拟线性情况平缓,更加符合低渗透油藏的开发实际。

基于分形理论的多孔介质稠油启动压力梯度计算与分析

准确掌握稠油启动压力梯度产生机理及影响因素,对实际油藏开发中研究压力场分布、确定井网井距具有重要意义。文中根据力学平衡关系及多孔介质分形理论,建立了考虑多孔介质孔喉结构、边界层性质异常及流体结构性的稠油启动压力梯度数学模型;分析了岩心孔隙结构参数、流体黏滞阻力及固-液、液-液流体表面力对启动压力梯度的影响规律,对稠油流体的流变性及非线性渗流特征进行了探讨,模型计算结果与室内岩心实验数据吻合较好。由建立的数学模型得出:研究稠油拟启动压力梯度不能忽略孔隙结构参数(最大孔喉半径、最小孔喉半径、孔喉半径分形维数、迂曲度分形维数)、流体的结构性,以及表面力的影响;拟启动压力梯度与最大孔喉半径负相关,与稠油极限剪切应力和表面力正相关。

基于CT图像的冻结岩石冰含量及损伤特性分析

冻结岩石中冰含量对其热力学及损伤特性有重要影响,研究岩石冻结过程中冰含量随温度的变化规律可以为冻结岩石工程的安全稳定性评价提供科学依据。运用CT识别技术,进行不同温度梯度下冻结岩石的CT扫描实验,获得20℃、-2℃、-5℃、-10℃、-20℃、-30℃下岩石的CT扫描图像,实现了冻结岩石CT图像的伪彩色增强和直方图分析,完成了冻结岩石冰含量及损伤信息的数字表述,对冰含量随温度的变化规律进行定量分析。依据损伤力学理论,定义以冰含量表示的冻结损伤变量,探讨了未冻水含量和温度梯度对冻结岩石损伤特性的影响规律。研究结果表明:(-2℃,-5℃)是水冰剧烈相变的温度区间,冻结损伤演化起始和急剧增大阶段;(-5℃,-10℃)是冻结损伤发展阶段;(-20℃,-30℃)是冻结损伤趋于稳定的温度区间。所定义的冻结损伤变量能够描述温度降低过程中岩石损伤的演化过程,基于冻结岩石CT图像伪彩色增强的冻结岩石损伤演化的定量分析为冻结岩石工程的稳定性研究提供了新的思路和方法。

低渗透油藏不稳定渗流压力传播规律研究

针对目前低渗透油田开发过程中压力传播规律研究存在的不足,基于拟启动压力梯度模型,运用稳态逐次替换法并结合物质平衡原理,建立了油井定产量生产及定压力生产时地层压力传播规律数学模型。通过模型求解,得出了地层中压力传播规律。在定产量模型中,随着压力传播距离的增加,压力传播速度变慢,且随着产油速率的增大(减小)、压力在传播相同距离时所用时间变短(变长),压力传播速度变快(变慢);在定压模型中,随着井底流压的减小(增大),压力在传播相同的距离时所用时间变短(变长),压力传播速度变快(变慢)。

致密砂岩油藏拟稳态流动产能分析

同时考虑应力敏感与启动压力梯度的影响,推导出拟稳态流动阶段致密砂岩油井产能公式;并在研究井底脱气基础上,对产能方程进行了修正。实例计算结果表明:在相同的生产压差下,生产井产能向压力轴弯曲,产能低于常规Vogel方程;且应力敏感系数越大,产能曲线弯曲度越大。当井底存在脱气现象时,油井存在一个极限生产压差,并当极限生产压差低于实际生产压差时,油井产量随着生产压差增大反而下降;应力敏感系数越大,产能曲线弯曲越早且弯曲度越大,极限生产压差减小。受到启动压力梯度影响,生产井极限生产压差变大,而受到应力敏感效应影响,极限生产压差减小。在实际生产过程中需要合理优化生产压差。地层压力下降后,生产井受到应力敏感效应影响减弱,受到启动压力梯度影响增强。

低渗气藏单相气体渗流特征分析

目前对低渗气藏单相气体渗流规律已有初步认识,但在渗流特征方面大多仅限于定性描述,认为渗流曲线由低压力平方梯度下的上凸曲线段和较高压力梯度下的拟线性段组成,存在拟初始流速、临界压力平方梯度和临界渗流速度,未进行定量描述.利用苏里格低渗气田岩心,通过大量室内气体渗流实验,分析了渗透率对渗流曲线的影响,并得出了拟初始流速、临界压力平方梯度与岩心物性参数之间的函数关系.结果表明:拟初始流速与岩心系数呈线性关系,临界压力平方梯度与岩心系数呈负幂函数关系;最终给出分段描述低渗气藏单相气体渗流曲线的方程组.研究结果为更好认识低渗气藏渗流规律提供了理论依据.

基于方向图和Gabor滤波的指纹预处理算法

指纹图像在预处理过程中往往受多方面因素制约,有时无法满足指纹识别系统的要求。本文在传统指纹预处理算法基础上,给出一种有效的指纹预处理改进算法。首先,采用分块方差梯度分割算法分离指纹图像和背景区;再根据指纹特征,用方向图和均值滤波器进行图像增强,并用简化的Gabor滤波器,改进滤波模板滤除边缘模糊效应。二值化、细化并删除伪特征点后,提取出指纹脊线骨架并获得指纹特征点。实验表明,该预处理算法对不同质量的指纹图像均具有较好效果,算法灵活高效、易于实现、精确度高,达到了指纹识别系统的要求。