混合型联盟航线网络结构下航班频率优化研究

科学优化联盟航线网络结构下的航班计划可充分发挥联盟合作效应。综合考虑航空公司运行成本与旅客时间成本,以航班运行成本和旅客计划延误成本总成本最小为目标,建立混合型联盟航线网络结构下多机型多路径的航班频率优化模型。设计航班频率优化模型启发式算法,案例分析验证了模型可行性。结果表明,模型能一定程度上降低旅客出行成本和航空公司运行成本,可为航空公司制定混合联盟航班计划的频率优化提供参考。

桁架频率优化解存在性及其算法研究

给出桁架在给定固频约束时 ,动力学优化解存在性的基本理论。指出 :桁架固频约束通常是决定其动力学优化解是否存在的“关键约束”。基此 ,给出了一种工程算法 ,只用到固频对设计变量的一阶导数 ,就可很快确定约束是否可能满足。反之 ,当提出的方法判定给定固频约束不能满足时 ,可以求出一个解存在的极限频率的狭窄范围及相应的设计变量范围 ,以供设计人员重新设计时参考。三个由简到繁的算例说明了所提出方法实用、有效。

三维结构的频率拓扑优化设计

根据工程实际要求,利用频率灵敏度公式,提出了结构特性参数计算模型与三维结构优化模型的处理方案,研究了三维结构的频率拓扑优化设计方法和算法。提供的算例表明了本方法的实用性和有效性。

多回路网络化控制系统中优化采样频率的确定

在多回路网络化控制系统中,通讯资源的共享和网络传输的时延为系统分析和设计带来新的问题.运用非线性规划理论,分析和推导了多回路网络化控制系统中采样频率优化问题,并由推导过程归纳出易于计算机编程实现的工程化求解方法.通过仿真示例验证了所提出方法的有效性.

某SRV发动机罩模态分析及频率优化研究

建立了某SRV发动机罩的有限元模型,利用MSC.Nastran有限元软件分析了该发动机罩的自由模态,得到了其各阶振动频率和振型。与路面激励频率、发动机激励频率、白车身固有频率进行了对比,指出了其中可能存在共振的频率,并提出了以壳单元厚度为变量、1阶和3阶固有频率为约束条件、系统质量最轻为优化目标的频率优化方案。结果表明,优化后发动机罩前3阶固有频率能有效地避开共振频率。

基于负荷估计的光柴独立微网频率优化控制

针对光柴互补的独立型微网,利用设计的干扰观测器估计的负荷值,提出了新的微网频率优化控制策略。构造干扰观测器估计出微网中不断变化的负荷值,在光伏(photovoltaic,PV)系统采取最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制条件下,基于估计的负荷值和微网频率的变化,设计滑模补偿控制器,并将设计的滑模控制器应用到柴油发电系统的有功功率调节中。仿真结果表明,所提出的频率优化控制策略不仅能够保证光伏系统的最大功率输出,提高光伏能源利用率,同时可减小由于负荷变化和光伏输出功率波动引起的较大微网频率偏差,而且利用所设计控制算法调频可以减少储能设备的硬件投入,为微网的大规模建设节约成本。

石羊河流域平原地下水位动态特征与监测网观测频率优化

在阐述石羊河流域平原地下水位动态特征的基础上,采用频谱分析方法对研究区的地下水水位进行周期分析,并开展了地下水动态监测网的观测频率优化。结果认为:昌宁盆地水位动态存在4个周期成分,民勤和武威盆地水位动态存在2个周期成分,水位动态主要以年动态和月动态为主,动态类型主要有入渗径流开采型、开采型和补给开采型3种。昌宁盆地的水位监测频率每月可为2次,民勤和武威盆地的每月可为3次。

基于频率的空间相机主体结构优化设计分析

通过对一连续体进行基于基频最大化的拓扑优化,得出主体结构的最优结构形式;对优化结果进行了有限元仿真计算,与传统设计方法所得的相机结构进行对比,基频稍有提高而质量有较大减小。结果表明:采用拓扑优化设计方法能够缩短设计周期,有效减小结构质量,提高了相机主体结构的动刚度,设计结果完全满足系统需求。

锂离子电池脉冲频率优化的低温预热

针对低温环境下,由于锂离子电池内阻增加所带来的充电能力下降问题,依据锂离子电池极化内阻产热分析,提出采用变频脉冲激励的方法实现电池的低温预热。建立锂离子电池等效电路和内阻产热相结合的热电耦合模型,在此基础上推导了脉冲激励预热过程中,锂离子电池温升的计算方法。根据不同温度下锂离子电池的电化学阻抗谱(EIS)测试结果,以当前温度下锂离子电池的最大预热功率作为目标,实时计算不同温度下的最佳脉冲频率。实验结果表明,应用所提脉冲频率优化的预热策略,锂离子电池从-20℃预热至5℃用时368 s。25次预热循环结束后,锂离子电池容量衰减仅为0.16%。电化学阻抗谱分析结果证明,所提方法在预热过程没有促进电池内部副反应的进程。

基于自然单元法的功能梯度板固有频率优化

对功能梯度板的固有频率优化问题进行研究.从无网格方法自然单元法出发,建立了功能梯度板的一阶剪切变形理论的自由振动分析格式.自然单元法是一种基于自然邻近插值的无网格数值方法.自然邻近插值不涉及矩阵求逆运算,也不需要任何人为的参数.较之于传统复合材料,功能梯度板材料属性沿厚度方向呈梯度连续变化,因此材料加工时产生的残余应力小很多,此外,功能梯度板具有可设计的优点.以第一阶固有频率为优化目标建立优化模型,通过单纯形法搜索较优的功能梯度板的成分分布.最后通过矩形功能梯度板在不同边界条件下的基频优化的实例,验证了整个算法的可行性和有效性.

丝束变角度层合板频率性能的参数化分析与优化

为有效设计丝束变角度(VAT)层合板的频率性能,首先基于纤维方向角的线性变化定义建立了VAT层合板参数化有限元模型,开展了VAT层合板频率性能的参数化研究;其次,基于纤维轨迹的周期性特征,对比分析了VAT层合板不同长宽比和厚度对频率性能的影响;最后,结合序列响应面方法,完成了不同边界下最优化VAT层合板频率特性的纤维轨迹参数设计。计算结果表明,VAT层合板的一阶频率基本不受纤维参考方向角影响,而优化纤维参考方向角能有效提高一二阶频率带隙;特征长度对频率特性的影响随长宽比增大而衰减;越薄的VAT层合板其频率特性受纤维轨迹的影响越大。研究结果为VAT层合板的频率性能设计提供了参考。

敏度算法的二次珠优化改善油底盘的频率特性

采用敏度算法壳体珠优化对汽车油盘进行动力学再设计。因为高阶模态阻尼的指数式增大,会削弱高阶频率的共振,所以考虑前12阶本征频率对油盘的动力学特性的影响。二次优化的设计目标分别为前12阶频率最大化和600 Hz的带隙优化,分别通过两次模态优化迭代,成功地将油盘前12阶频率提升至高于启动频率0~200 Hz以上,同时也将这些本征频率成功地驱离稳定工况下的600 Hz范围。最后将优化后的结果,采用有限元模态分析验证,并将相应的优化模型采用数控加工成型的方式制备出来,从而实现了设计、优化和制造的一体化过程。

基于载波频率优化的级联型APF源性谐波能量不均抑制方法

基于载波移相(CPS)调制的H桥级联型(CHB)有源电力滤波器(APF)是中高压系统谐波治理的有效手段。分析并指出了级联型拓扑在输出谐波电流时存在的源性谐波能量不均问题。当输出的谐波电流频率与单元输出电压中某一开关谐波频率一致时,将产生功率耦合,导致单元直流电容电压发散。针对性地提出了一种载波频率优化方法:通过引入载波频率偏移量,实现了单元输出电压开关谐波与APF输出谐波电流的功率解耦;讨论了不同的载波偏移量对电容电压波动的影响,并给出了最优频率偏移量计算方法。对比了载波频率优化方法和传统载波轮换方法抑制源性谐波能量不均的效果,体现了载波频率优化方法的优越性。仿真和现场应用证明了所提方法能够有效地防止直流侧电压的发散并将波动抑制在最小值。

具备电容电压平衡和开关频率优化功能的五电平二极管钳位逆变器快速空间矢量调制

五电平二极管钳位型逆变器因在运行中直流端电容电压不平衡而影响了其推广应用。本文提出了一种基于有功电流的快速且有效的空间矢量调制算法用以实现电压平衡。现有的电压平衡调制方法需要进行大量计算,而本文算法仅采用简单的比较运算获得调制结果因而显著减少了运算量。本算法同时包含有开关频率优化措施,有效降低元件开关次数,进而能有效降低开关损耗。在不对称负载和畸变负载条件下以及电容值存在误差和电容损耗不一致的情况下,本算法亦能实现电容电压的平衡。仿真结果表明了以上结论的正确性。

光滑双向渐进结构优化法拓扑优化连续体结构频率和动刚度

针对双向渐进结构优化(bi-directional evolutionary structural optimization, BESO)方法的单元过删除问题,提出了光滑双向渐进结构优化(smooth bi-directional evolutionary structural optimization, SBESO)方法,通过引入权重函数更新单元的质量与刚度矩阵,控制单元删除率以使低效单元逐渐从设计域中删除。以连续体结构固有频率最大化为目标,提出了一种基于SBESO的频率优化方法,对比分析了常函数、线性函数和正弦函数等不同权重函数对连续体结构优化的影响。将等效静载荷(equivalentstatic loads,ESL)方法与SBESO方法相融合,提出了动载荷作用下连续体结构的动刚度优化方法。数值算例表明,SBESO方法通过调节单元删除率和权重函数,控制低效单元在结构设计域中逐渐被删除,有效抑制了单元的过删除问题。采用线性和正弦权重函数,更有利于获得连续体结构的频率最优拓扑解。随单元删除率的减少,动刚度最优拓扑解的结构边界逐渐光滑,而且逼近于同一构形。由此,所提出的SBESO方法完善了BESO方法的优化准则,对于解决连续体结构动力学优化设计问题具有较为重要的理论意义。

航天结构带频率禁区的动力学拓扑优化设计

针对航天设备中对振动频率有特殊要求的高阻尼支座结构,基于独立、连续、映射(Independent Continuous Mapping,ICM)方法,结合随机振动的虚拟激励方法,建立了具有频率禁区约束的连续体动力学优化模型。该方法通过瑞利商和泰勒展开式对频率禁区进行显式处理,将优化模型转化为二次规划模型;在动力学分析过程中引入虚拟激励方法,通过对偶理论和序列二次规划方法进行了求解。通过对某型支座结构的建模优化,结合数值分析对各项优化指标进行了比对,得到优化结果避开了预设频率禁区,在满足变形约束下使质量降低27.66%,完成了优化任务,验证了本文方法的有效性。

超声快速制备病理切片中的超声频率优化

报告了利用超声增强细胞膜通透性的作用实现超声快速制备病理切片的方法。实验比较了超声处理和常规处理两种方法制取的肝等病理组织切片,比较了在优化频率范围内选择200 kHz,400 kHz,600 kHz,800 kHz和1000 kHz五组超声频率作用相同肝组织样品制备病理切片的效果。结果表明超声方法可以在1h内完成肝组织切片,且品质较好,同时发现超声作用频率不同,完成肝组织处理的总时间不同,200 kHz和800 kHz频率完成肝组织处理的时间最短。引入液体环境中微气泡空化的理论模型,依据该模型数值模拟得到的最佳超声作用频率与实验结果一致。

阿霉素诱导大鼠慢性心力衰竭模型给药剂量和频率的优化

目的通过不同剂量造模的比较来探讨阿霉素诱导大鼠慢性心衰模型的合理剂量和给药频率,并对其进行评价。方法将雄性Wistar大鼠随机分为正常组、小剂量组和大剂量组三组。小剂量组按1.5mg/kg体重剂量腹腔注射阿霉素,每周2次,共7周;大剂量组按4mg/kg体重剂量腹腔注射阿霉素,每周1次,共6周;正常组则按2mL/kg剂量腹腔注射生理盐水。于末次注射给药后4周,测量体重、插管测血流动力学指标、取血清、称重各脏器并作心脏病理切片观察其组织学变化、检测血清中丙二醛(MDA)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、脑钠肽(BNP)含量。结果与正常组相比,小剂量组大鼠精神萎靡不振,活动量、进食量减少;神经内分泌BNP的水平极显著上升;血清中LDH、CK活性显著上升;心脏病理学改变明显;血流动力学指标收缩压(SP)、舒张压(DP)显著下降。大剂量组大鼠死亡率很高。结论长期腹腔注射小剂量阿霉素能导致大鼠心肌受损,心室重塑,可成功建立慢性心力衰竭大鼠模型。

傍河地下水位监测断面的优化设计

为了对傍河地下水位监测断面进行优化设计,更好地掌握地下水位动态时空变化特征,以安徽省亳州市河水-地下水监测断面为例,分别采用克里金法和时间序列法,通过分析监测断面上9口地下水位观测井及河水位观测点在1982年1月—1998年12月的水位观测数据,对观测井空间布局、井数和观测频率进行优化。结果表明:空间布局优化后的观测井数量由原来的9减少到3,平均相邻井距为1000 m,优化后的水位克里金估计标准误差平均值为0.0192 m,误差波动范围较小;观测频率优化后由5日一测变为10日一测,能够满足观测精度要求。

成本约束下多机场群航班频率优化模型仿真

采用目前方法对多机场群航班频率进行优化时,没有考虑旅客的出行成本,对航班频率优化后存在延误时间长、延误航班数量多、出行成本高和日利用率低的问题。提出考虑出行成本的多机场群航班频率优化模型构建方法,在构建航班频率优化模型之前,对旅客的出行方式进行博弈分析,在Stackelberg博弈模型的基础上构建双层博弈模型,上层模型实现社会效益最大化,下层模型实现旅客出行费用最小化,完成多机场群航班频率优化模型的构建,并采用遗传算法对多机场群航班频率优化模型求解,完成航班频率的优化。仿真结果表明,所提方法的延误时间短、延误航班数量少、出行成本低、日利用率低。