基于模型局部修正的井架钢结构极限承载力分析

提出以井架钢结构主要承载杆件测试应力为指标、与应力有关设计参数作为修正对象的模型局部修正理论进行井架钢结构极限承载力分析的新方法。对实验室井架钢结构模型进行多级动载再现实验,通过仿真模拟实现了多级动载应力的拟合,误差在5%以内,验证了模型局部修正理论的正确可行性;以该理论为基础,现场逐级载荷实验数据为依据,建立了真实体现实际井架钢结构力学行为的仿真计算模型,运用线性屈曲法、几何非线性法和双重非线性法,对现场某型号在用井架钢结构进行了实际极限承载力预测,得出了该井架钢结构的极限承载力、破坏形式及危险部位。

基于等距二分图的三维模型局部对齐

针对已有等距映射算法缺少局部特征约束所导致的错误对齐问题,提出等距二分图三维模型对齐算法.首先根据三维模型的多尺度特征得到匹配锚点;然后计算采样点到锚点的测地距离,形成等距二分图的对齐代价矩阵;最后采用二分图的最大权重匹配得到等距映射结果.实验结果表明,该算法能够解决不同姿态下的三维模型局部对齐问题,并且优于已有算法.

对象角色模型局部语义冲突即时检查方法研究

现有的ORM模型语义冲突检查方法针对的是全局模型,检查时间长,不能支持建模工具即时检查的需要。为满足即时检查ORM模型的要求,提出了10种局部语义冲突检查模式和算法。基本思想是:通过限定语义冲突检查范围,将局部模型结构抽象为各种模式来检查新增模型元素可能引起的局部语义冲突。该方法能有效提升建模工具的可用性和模型质量。

基于超局部化时间序列的永磁同步电机无模型预测电流滑模控制策略

在复杂环境、多变负载工况中,由于时变电感参数、磁场耦合、铁心饱和等影响,电机控制精度及可靠性下降。为解决以上问题,该文充分利用时间序列模型反映电机电压、电流等状态变量之间关系,消除传统参数化建模的影响,提出基于超局部化时间序列的无模型预测电流滑模控制(SMC)方法。该方法将时间序列数据驱动模型超局部化,提升传统超局部模型精度,并采用递归最小二乘法(RLS)在线估计和更新模型中全部待定系数,实时精准响应当前系统工作状态。在此基础上,结合超局部时间序列模型,生成滑模控制函数,并设计Lyapunov方法验证函数趋近条件。实验结果表明,与传统控制方法相比,提出方法具有更强的鲁棒性、更优的电流质量和较低的系统噪声。

非局部Gray-Scott模型的二阶线性化差分格式

研究周期边界条件下的非局部Gray-Scott模型,提出一种高效数值格式。基于算子分裂思想将原问题拆分为线性非局部子问题和非线性子问题。对于线性非局部子问题,结合复化梯形公式和Crank-Nicolson公式,建立时空二阶差分格式;对于非线性子问题,结合Crank-Nicolson公式及Rubin-Graves线性化技术,建立线性求解格式。结果表明:非局部Gray-Scott模型的二阶线性化差分格式具有稳定性、收敛性及有效性。

基于仿射超局部的交流电机无模型预测控制策略

在复杂工况和运动状态下,交流电机系统因磁场耦合、铁心饱和等因素导致物理参数非线性时变,电机控制性能和系统鲁棒性弱化。针对上述问题,无模型预测控制策略利用交流电机变量之间的内在关系,构建数据驱动模型,从而摆脱对物理参数的依赖,并消除参数失配的影响。文中结合永磁同步电机驱动系统,提出一种仿射超局部模型,并设计无模型预测电流控制策略。该方法采用最小二乘算法对仿射算子进行在线估计,并设计状态补偿机制,通过ε-近似思想选取状态补偿增益,以实时反映系统运动特性。方法稳定性通过系统零极点分析进行验证,并通过实验验证对其有效性以及在模型适配性、电流质量和系统鲁棒性等优势进行验证。

基于局部模型的再入滑翔类飞行器轨迹在线调整算法设计

针对再入滑翔类飞行器滑翔过程各种复杂条件不确定以及任务不确定问题,将轨迹离线优化与在线调整相结合,提出了一种基于局部模型的轨迹在线调整算法。该算法利用离线Radau伪谱函数表征飞行轨迹,构建轨迹局部模型,并通过轨迹约束空间离散化形成局部模型集;在线运行过程中,引入模糊聚类思想,设计了一种基于模糊隶属度的局部模型子集构建与更新方法,根据实时飞行状态以及任务约束构建与更新局部模型子集,并采用加权融合方法实现轨迹在线生成。最后,通过仿真分析验证了算法的轨迹生成与在线调整性能。

引入ESO的永磁超环面电机无模型预测电流控制

为改善无差拍预测电流控制(DPCC)对永磁超环面电机系统参数的依赖性,研究了引入扩张状态观测器(ESO)的永磁超环面电机无模型预测电流控制(MFPCC-ESO)策略。根据永磁超环面电机的复合转子结构,引入自转运动影响系数与磁势系数,在旋转坐标系下建立该电机的时变数学模型;利用永磁超环面电机系统的输入与输出,建立该电机具有时变比例因子的超局部模型,同时引入ESO对超局部模型的干扰部分进行实时估计,并利用朱利稳定判据证明了ESO的稳定性;结合延时补偿的DPCC预测得到参考电压矢量,从而实现永磁超环面电机的MFPCC-ESO策略。对参数匹配和失配下永磁超环面电机MFPCC-ESO策略与DPCC策略进行对比分析,仿真结果表明:MFPCC-ESO策略下的永磁超环面电机具有优越的动态和稳态性能及强鲁棒性,同时该控制策略还能有效降低永磁超环面电机的输出波动。

双有源全桥变换器的超局部模型控制策略

随着高比例新能源及大量不确定负载通过直流变换器接入直流微电网,DC/DC变换器的控制策略对维持直流母线电压稳定起着重要的作用,但源荷的非线性不确定动态特性使得变换器精确建模困难。为此,提出了基于滑模观测器的双有源全桥变换器超局部模型控制策略,构建了DC/DC变换器超局部模型,引入滑模观测器精确估计超局部模型中的未知项,提升控制效果;并通过Lyapunov稳定性理论证明了该控制方法的稳定性。经搭建的仿真和实验平台验证得出:所提控制策略在各种扰动下均可使直流母线电压具有良好的稳定性及鲁棒性。

基于局部模型网络的锂电池SOC估计方法

锂电池的荷电状态(SOC)是电池管理最重要的参数,准确的SOC估计对保证电池运作的安全性至关重要。传统基于数据驱动的SOC估计法,如神经网络,在可解释性、参数整定方面表现不足。本文提出一种基于局部模型网络和天牛须搜索优化组合的SOC估计法。首先,借助局部模型网络描述复杂非线性系统的能力和其作为灰箱模型的可解释性,将模型的工况空间分解为多个可以用简单模型表示的局部子区间,再用调度函数组合为最终的模型。其次,在网络的训练过程中,采用天牛须搜索优化算法确定分裂空间上的最佳分裂方位,很好的兼顾了模型辨识的精度和运算复杂度。最后,在锂电池动态特性数据集上与已有文献中的SOC估计法进行了对比试验,本文所提出的方法在简单工况的训练集上的RMSE误差小于0.4%,在复杂工况的测试集上的RMSE误差小于0.9%,在不同温度上的表现也相对平稳,总体展现出较高的辨识精度及泛化能力。这一特点在实测的数据集上也得到了进一步验证。

基于局部自适应代理模型的复合材料结构可靠性评估

为了评估复合材料复杂结构的可靠性,开展基于局部自适应代理模型的可靠性评估方法研究.针对复合材料翼盒结构,建立基于局部自适应算法的应力响应面代理模型和基于Weibull分布的强度分布模型,并基于蒙特卡洛法与Hashin准则计算翼盒结构的可靠性;同时开展复合材料翼盒结构的准静态拉伸试验,获得失效位置、失效形式及力-位移曲线,并以二项分布估计试验结果的置信度.结果表明:翼盒结构的失效位置位于上端拐角处,失效形式为基体剪切断裂与纤维拔出,材料参数中剪切模量对失效位置应力响应影响最大,结构需要优化设计减小拐角处剪切应力;基于局部自适应代理模型的可靠性评估数值分析结果与试验结果相对误差为5.295%,准确地评估了结构的可靠性.

基于超局部模型的永磁同步电机预测控制

针对工况变化时永磁同步电机参数随之变化引起的传统有限集模型预测电流控制性能下降的问题,提出了一种采用自适应径向基函数神经网络观测器的超局部模型预测控制方法。首先基于超局部模型,建立无电机参数的永磁同步电机模型;其次,设计自适应径向基函数神经网络观测器去逼近所建立的模型中的未知部分,通过李雅普诺夫稳定性定理进行了稳定性分析;最后,对两种方法进行实验比较,结果表明所提出的方法具有更好的动态和稳态性能。

多孔介质传热模型在多孔壁湍流中的适用性

为了考查不同的多孔介质传热模型在不同工况下的适用性,对带有高孔隙率多孔介质壁面槽道湍流及其传热进行了直接数值模拟研究。在多孔介质层外流体区域,通过有限差分方法求解不可压缩Navier-Stokes方程和温度对流扩散方程;在多孔介质层内,使用修正的Darcy-Brinkman-Forchheimer模型描述高孔隙率多孔介质阻力,以及分别采用局部热平衡(local thermal equilibrium,LTE)模型、局部非热平衡(local thermal non-equilibrium,LTNE)模型、理想金属(ideal metal foams,IMF)模型计算温度分布。通过对所得热场的统计特性的分析比较,探究了不同Biot数下水和空气两类流体介质的多孔介质传热模型的有效性。研究表明:LTE模型不足以准确预测金属泡沫多孔介质内传热问题,其等效导热系数因仅考虑孔隙率因素而低估了多孔介质层的传热能力;IMF模型在小比热容流体介质的算例中表现良好,可以代替LTNE描述多孔介质层内的传热,而在大比热容流体介质的算例中表现不佳,需要考虑比热容以及流固两相间的传热能力对预估的固体相温度分布进行修正。

分段式双三相永磁直线同步电机的无模型电流预测控制

分段式结构的双三相永磁直线同步电机(PMLSM),动子穿入和穿出定子分段时,传统的无差拍预测电流控制(DPCC)易受反电动势动态扰动的影响,无法实现精确的电流跟踪和推力控制。同时,该电机模型的参数失配会增大DPCC电流和推力控制的难度。针对以上问题,该文提出了一种基于无模型电流预测控制(MFPCC)的电流控制策略。首先,构建了分段式双三相PMLSM的超局部模型。其次,基于该超局部模型设计了预测电流控制器,并设计扰动观测器以补偿反电动势动态扰动和参数失配的影响。最后,实验验证了所提MFPCC能够抑制分段式双三相PMLSM的反电动势和参数失配的扰动,有效提升参数鲁棒性、电流跟踪性能并降低推力波动。

基于扩张状态观测器的PMSM三电平无模型预测控制

针对传统永磁同步电机三电平控制策略由于参数变化导致系统性能下降的问题,提出一种基于扩张状态观测器的无模型预测电流控制方法来增强系统的鲁棒性。首先,建立系统超局部模型实现未来电流状态的预测,其中不涉及任何电机参数,解决了参数变化影响系统性能的问题;接着,针对系统总扰动,设计d、q轴扩张状态观测器估计超局部模型中的非线性部分;然后,通过价值函数筛选出最优电压矢量,并利用小矢量的冗余特性实现中点电位平衡控制;最后,在DSP实验平台上进行传统三电平模型预测电流控制、无模型预测电流控制及所提出方法的对比实验,实验结果表明所提出方法具有较好的动稳态性能并且有效提高了三电平驱动系统的抗扰动能力。

海上升压站导管架裙桩套筒结构局部强度分析

在裙桩式导管架中,裙桩套筒连接着钢管桩和主腿。它将导管架腿传递过来的荷载传递到桩,再由钢管桩传递至地基。鉴于裙桩套筒在整个结构体系中的重要作用,因此有必要对其单独取出进行局部强度分析。考虑到SACS对于局部构件的计算能力并不突出,本文以某工程为具体实例,采用ANSYS进行裙桩套筒裙桩套筒的静力及屈曲强度分析。所得结果可为相关工作人员提供参考。

LOLIMOT模型在CNG发动机NO_(x)排放预测试验中的应用

为解决在选择性催化还原技术(selective catalytic reduction,SCR)的控制策略开发中局部线性模型树(local linear model tree,LOLIMOT)排放模型预测精度不足的问题,提出一种通过优化空间边界,将原模型的超矩形输入空间约束在物理意义范围内的改进LOLIMOT模型。通过某天然气发动机的辨识试验,从分布特征和计算原理角度,分析了该方法对预测结果的影响。结果表明:与原算法相比,改进算法的线性相关度R2提升了1.9%,验证了改进策略的有效性。改进LOLIMOT算法具备较高的收敛速度和稳定性,在排放模型领域具备一定的应用优势。

参数化模型的局部自动适应重用方法

在基于局部重用的零件设计中,设计人员会选择较复杂的可重用局部区域来替换当前零件模型中与其形状相似的简单局部,期间一般必须进行适应性修改且往往离不开人工交互.为了使得可重用局部区域能自动满足简单局部区域所蕴含的设计需求,提出一种局部自动适应方法.首先基于种子面过滤来确定两局部区域之间的对应面,并以此作为它们的关联元素;其次采用带定位信息的三维尺寸约束图来显式地表示参数化的局部形状尺寸和定位信息;最后基于对应面和带定位信息的三维尺寸约束图,通过尺寸传递和约束传递分别将简单局部区域的形状和定位信息自动、准确地传播到可重用局部区域.实验结果表明,该方法能有效地支持基于局部重用的零件设计.

基于生理参数的关节局部热感觉预测方法

随着生活水平的提高,越来越多的人注重局部热舒适,尤其是关节部位的热感觉。生理参数和环境参数分别是影响人体热感觉投票(TSV)的直接内在因素和外在因素。现有基于生理参数和环境参数建立的局部热感觉模型可以实现对局部位置热感觉的预测,但对关节局部热感觉的预测精度不高。因此,本文首先基于局部皮肤温度建立了适用于关节部位的局部热感觉模型,并引入皮肤电反应(GSR)和决策树模型,以提高局部热感觉模型的预测精度。结果表明:基于局部皮肤温度、GSR构建的局部热感觉模型可以预测关节等局部敏感位置的TSV,采用的决策树方法可用于判定预测值和实际值之间偏差量的修正方向。当模型预测值和TSV实际值之间偏差在±0.5以内时,平均预测准确率在80%以上;引入GSR修正项模型的预测结果比仅采用单一局部皮肤温度构建的模型预测准确率提高了9.1%。该模型可准确预测关节局部热感觉,从而提高人体局部的热舒适性。

回转式空气预热器积灰模型构建与积灰工况传热性能研究

为了量化研究积灰状态下回转式空气预热器(空预器)对运行条件的敏感性,构建基于局部热非平衡模型的三方程回转式空预器热力计算模型,探究了积灰分布与运行条件对空预器传热性能和硫酸氢铵(ABS)沉积的综合影响,对比分析了积灰热阻与热容对空预器的影响规律。计算结果表明:积灰热阻对传热性能的削弱效果远大于积灰热容对传热的强化效果;冷段积灰比例的增加使得ABS沉积区比例增大;当蓄热元件表面积灰厚度增加时,提高转速、增大流量或提升机组负荷对改善传热性能及减小ABS沉积区比例的效果尤为显著;改变流体温度对空预器性能的影响较小;当机组负荷由50%增加至100%时,ABS沉积区比例在清洁状态下的减小量为5%,在冷段积灰厚度为2 mm时提高至7%。研究结果可为针对性地调整空预器运行参数,从而优化传热效果及减轻积灰腐蚀提供参考。