调谐负刚度阻尼器的H2优化及减震性能评估

为进一步阐明调谐负刚度阻尼器(tuned negative stiffness damper,TNSD)对结构减震控制的优势,本文开展了TNSD对单自由度结构减震控制的H2优化设计,并研究了TNSD的减震增效作用与减震机理。首先,基于单自由度结构-TNSD耦合系统的H2性能指标,推导了TNSD最优负刚度系数和最优阻尼系数的设计公式;然后,研究了TNSD的刚度特性和阻尼特性、TNSD对结构的阻尼增效作用、TNSD-结构耦合系统的耗能特点,阐明了TNSD的减震增效机理;最后,开展了TNSD对结构减震控制的地震响应分析。结果表明:TNSD可进一步提升负刚度阻尼器对结构的减震效果,其调谐弹簧可以放大TNSD内部阻尼元件的位移和TNSD等效阻尼系数,提升了TNSD的耗能效率和结构的等效阻尼比。

基于支持向量机-改进型鱼群算法的CO_2优化调控模型

提出了融合支持向量机-改进型鱼群算法的CO_2优化调控模型,为CO_2精准调控提供定量依据。设计了嵌套试验,采集不同温度、光子通量密度、CO_2浓度组合下的黄瓜光合速率,以此构建基于支持向量机的黄瓜光合速率预测模型;以预测模型网络为目标函数,采用改进型鱼群算法实现二氧化碳饱和点寻优,获得不同温度、光子通量密度组合条件的CO_2饱和点,进而构建CO_2优化调控模型。异校验结果表明,CO_2饱和点实测值与预测值相关系数为0.965,最大相对误差3.056%。提出的CO_2优化调控模型可动态预测CO_2饱和点,为实现设施CO_2精准调控提供了可行思路。

基于离散曲率的温室CO2优化调控模型研究

提出了基于离散曲率算法的温室CO2优化调控模型,通过设计嵌套试验采集温室不同温度、光照强度、CO2浓度组合下的番茄光合速率,利用支持向量机回归算法(Support vector regression algorithm,SVR)构建光合速率预测模型;以预测模型网络为目标函数,采用 L 弦长曲率算法实现CO2响应曲线离散曲率的计算,利用爬山法获得不同温度、光照强度组合条件的CO2响应曲线曲率最大点,以此作为效益最优的调控目标值,进而基于SVR构建CO2优化调控模型。结果表明,调控模型的决定系数为0.99、均方根误差为4.42 μmol/mol、平均绝对误差为 3.17 μmol/mol,拟合效果良好。与CO2饱和点目标值的调控效果对比发现,理论上CO2供需量平均下降61.81%,光合速率平均减少15.58%;验证试验中,相较饱和点调控下光合速率平均下降15.14%,CO2供需量下降57.61%,相较自然条件下光合速率升高26.70%。说明此温室CO2优化调控模型具有高效节能特点,为设施作物CO 2高效精准调控和节本增效提供了理论基础。

截尾分布的χ~2优化参数估计法

工程上很多数据都服从截尾分布,文中介绍了以χ2值构造非线性极小化问题模型来求解截尾分布参数及确定分布类型的方法,并通过算例证明该方法的可行性。

故障诊断系统的H_2优化设计

研究了一类受随机扰动影响的线性时不变系统的故障诊断滤波器(Faultdiagnosisfilter,简称FDF)设计问题。分别应用从扰动、故障到残差的传递函数的H2范数作为残差系统对扰动的鲁棒性和对故障信号的灵敏度度量指标,以最小化基于鲁棒性/灵敏度的性能指标函数为目标,将FDF设计问题归结为H2优化问题。推导并证明了问题可解的充分条件,给出了一种FDF设计的迭代线性矩阵不等式(IterativeLinearMatrixInequality,ILMI)算法,并进一步讨论了残差的评价问题。算例验证了该算法的有放性。

H_∞与H_2优化控制系统的比较

分析和研究了Ｈ∞优化控制理论在结构主动控制系统中的应用．根据简单的状态方程求解Ｈ∞优化控制器，即对给定的γ（＞０），计算Ｈ∞优化控制器，使系统闭环传递函数的无穷大模量小于γ．当γ→∞时，Ｈ∞优化控制问题转化为著名的Ｈ２（ＬＱＧ）优化控制问题，Ｈ∞优化控制是对最坏情况下功率的优化控制．而Ｈ２（ＬＱＧ）优化控制是对总能量的优化控制．为了便于比较分析，本文同时给出了Ｈ∞和Ｈ２的优化控制计算方法，井在算例中进行了比较．

离散型H_2优化控制问题有唯一解之充分和必要条件

本文导出一般性离散型Ｈ２优化控制问题存在唯一解之充分和必要条件．我们的结果显示，如果一离散型Ｈ２优化控制问题有解，那么其解是唯一的充分和必要条件为：①从控制输入到被控制输出之传递函数是左可逆，及②从干扰输入到测量输出之传递函数是右可逆．

基于模型预测控制的多微网系统2阶段优化调度

针对多微网系统集中式优化所带来的巨大计算压力以及源荷不确定性给系统稳定运行所造成的影响,提出了基于模型预测控制的多微网系统2阶段优化调度方法。针对日前阶段,考虑微网间源荷时空互补特性,以微网间热电交互功率、各微网中可控微源出力以及储能系统出力为优化变量,建立最小化多微网运行成本的日前优化模型,并利用同步型交叉方向乘子算法求解日前调度计划;针对日内阶段,为应对源荷预测偏差,用模型预测控制对储能系统进行合理调控,以平滑热、电网联络线,跟踪日前调度计划。算例结果表明,所提优化调度方法可缓解集中式优化的计算压力,提升系统运行的经济性与可靠性。

带时间窗的危险货物车辆路径问题2阶段优化

为有效降低危险货物道路运输的风险和成本,针对带时间窗的危险货物车辆路径问题(HMVRPTW),设计2阶段优化方法。首先,根据特征将该问题分解为双目标最短路径问题和带时间窗双目标车辆路径问题(VRP),分别建立数学模型并设计2阶段方法求解,第1阶段采用脉冲算法初筛路径,第2阶段设计针对带时间窗双目标VRP蚁群算法;然后,以9个节点和17条边的测试为例,说明求解过程;最后,以兰州市主城区16个加油站油品配送为例,采用该方法分配运输车辆,计算平均用时为2438 s,可获得Pareto最优解,而采用多目标遗传算法平均用时为41.05 s。结果表明:所提方法通过初筛路径能够简化问题规模,充分考虑危险货物运输风险变化及时间窗因素,引导蚂蚁在指定搜索空间中寻优,在效率方面较多目标遗传算法具有明显优势。

大倾角煤层采空区N_(2)运移规律研究

基于东峡煤矿大倾角煤层的特点,构建了相似模拟实验系统,开展了不同倾角煤层采空区注N_(2)惰化实验,实验结果表明,采空区地板区域,沿着工作面走向方向,N_(2)运移后基本呈“L”型分布,且采空区深部N_(2)的分布影响范围更广;空间范围内,采空区走向上,N_(2)运移分布规律为高处范围广、低处范围窄的“倒梯形”。结合东峡煤矿37121-1工作面实际情况,得出应在运输巷采空区侧注N_(2),现场实际应用效果表面防灭火效果较好。

输电塔体内拉索——杠杆惯容阻尼系统风振控制及参数优化

输电塔作为受风控制的高耸空间钢结构,风振控制技术是解决铁塔风灾受损、倒塔的重要技术手段之一。针对现有输电塔风振控制技术适应性不足的问题,提出了可在自立式输电塔体内布置的拉索-杠杆式旋转惯容阻尼器(CLRID)和优化设计方法。首先推导了CLRID典型平面刚架运动方程,然后开展了基于脉动风荷载特性的CLRID减振性能参数分析,最后考虑塔架性能需求对CLRID进行参数优化,得到固定布置夹角下的CLRID最优设计参数。研究结果表明,除惯容对阻尼单元变形的放大效应外,杠杆可实现对阻尼单元的二次放大作用,继续增大阻尼器行程,可弥补传统体内拉索体系斜向布置的缺陷,使具有不同拉索布置角度的CLRID对塔架具有相同的位移响应控制效果。同时,通过参数优化分析,CLRID拉索布置角度可控制在30°~50°,杠杆放大系数可控制在1~2。当确定目标减振比后,基于输电塔塔架性能的优化设计方法可使CLRID实现精准的风振控制。

ЦИAM损失模型的修正及其对气冷涡轮S2流面优化的影响(英文)

对10组ЦИАМ的叶型数据进行分析,比较了原始ЦИАМ损失模型所预测的和实验所得的损失数据。在此基础上,从临界速度系数、尾迹损失、马赫数、二次流损失沿叶高分布等方面对ЦИAM模型进行了修正。通过对某四级涡轮S2正问题计算结果分析可知,修正后的损失模型预测叶型损失误差相对于实验结果从37.56%下降到了22.59%,而总损失的误差从38.31%下降到了30.95%,且其S2优化所得叶片沿叶高扭曲规律与基于原始模型的优化结果有较大差别,总体上说,大部分叶栅出口气流角的根部大顶部小趋势比原型更加强烈,但个别叶栅则呈现根部和顶部大而中间小的特点。

基于二粒子态1→2优化通用非对称克隆的远程信息集中（英文）

已有的信息集中协议聚焦在单粒子量子克隆的逆过程,而在这里研究二粒子态1→2优化通用非对称克隆的逆过程.结果表明通过1→2优化通用非对称克隆,不同地点的两个发送者将量子信息事先分布给两个空间分离的接受者.利用最大与非最大纠缠八粒子团簇态为量子信道,均可以以一定概率将已分布的量子信息远程地集中回到某个接受者处.

位移激励下含负刚度的惯容减振系统参数优化解析研究

为抑制位移激励下主结构的振动,提出了三种含有负刚度的惯容减振系统(N‑ISD),推导了各系统分别在H∞和H_(2)优化准则下设计参数的解析解,探究了不同形式N‑ISD系统振动控制的特点。建立位移激励下减振系统的动力学方程,得到结构的传递函数。针对简谐位移激励下的振动幅值,采用固定点理论推导了以H∞范数为优化准则的设计参数解析解;针对随机激励下位移均方值,采用极值理论推导了以H2范数为优化准则的设计参数解析解。通过与基于遗传算法的数值优化解对比,验证了上述最优设计参数解析解的有效性及优越性。对最优状态下的减振系统进行减振效果分析,结果表明:负刚度的引入能有效降低主结构的振幅放大因子和均方值,简谐激励下N‑SPIS‑Ⅱ型惯容系统反共振峰值更低,共振峰值间距更大,减振效果及稳定性更好;随机激励下N‑SPIS‑Ⅰ和N‑SPIS‑Ⅱ型惯容系统位移均方值均小于N‑SIS型惯容系统,表现出更好的减振性能。

基于ISP-Join的动态P2P流量优化模型

为解决互联网P2P流量大量占用带宽,ISP难以参与管理,P2P系统缺乏自优化策略的难题,提出了基于ISP-join的动态P2P流量优化模型.该模型主要依照时序从自治域划分管理、网络测量和拓扑感知、动态带宽流量反馈3个方面阐述了新的P2P流量动态优化方法,并且实现了以DDP域发现协议为核心的原型系统.从而可以调整和维护自治域自身和域间的信息,优先域内连接,保持覆盖网的拓扑一致性.通过理论分析和实验验证表明,该模型在ISP的参与下能实现P2P流量的动态优化.

响应面法对Bacillus natto TK-2产聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)发酵培养基的优化

通过Plackett-Burman设计和响应面分析对B.natto TK-2发酵产γ-PGA的培养基进行了优化。首先通过Plackett-Burman设计从6个因素中筛选出了有显著影响的葡萄糖、味精、CaCl_2等3个因素;然后通过最陡爬坡和Box-Behnken设计进一步优化,并利用SAS软件进行回归分析,得到以上3个因素的最佳浓度分别为(g/ L):葡萄糖21.4,味精25.1,CaCl_2 2.6。在优化后的培养基下,γ-PGA的产量比优化前提高了34.01%。

弹性飞机的混合H_2/H_∞最优PID控制器参数优化

基于弹性飞机的降阶模型设计控制器时需要考虑模型降阶带来的降阶误差,这就需要设计的控制器具有较强的鲁棒性。为此,以某弹性飞机12阶模型为例,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的参数优化。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后,根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加权函数。之后,给出了闭环系统跟踪误差H2范数的一种简化计算方法用于H2/H∞优化指标的计算。最后基于差分进化算法进行了混合H2/H∞最优PID控制器的参数寻优。仿真结果表明,与H∞混合灵敏度控制器相比,优化得到的混合H2/H∞最优PID控制器具有更强的鲁棒性,能同时镇定参数和非参数两种不确定性。对弹性形变模态也有较好的抑制作用,刚性模态也取得了很好的响应效果。

基于PEST的RZWQM2模型参数优化与验证

根据糯玉米-冬小麦田间喷灌试验不同处理结果,利用独立的自动参数估计软件PEST对RZWQM2模型进行参数优化,并分析了24个模型参数的综合敏感度。通过控制不同观测变量(土壤含水率、土壤氮素含量、作物叶面积指数、产量)模拟差异函数值在目标函数中的比重,优化目标方程,确定模型参数,并用田间试验数据对模型进行验证。结果表明,在不同观测变量的模拟差异函数值最接近条件下,冬小麦出叶间隔特性参数、冬小麦春化作用敏感特性参数及糯玉米出叶间隔特性参数等3个参数对模型整体模拟效果影响最大。相比试错法而言,基于PEST优化的RZWQM2模型能够更准确地模拟糯玉米-冬小麦轮作系统中水分、氮素及作物生长情况。

H_2/H_∞混合优化问题综述

H2 /H∞ 混合优化设计方法由于其可以使系统同时获得较好的鲁棒稳定性和鲁棒性能 ,一经提出 ,立即受到研究者的广泛关注 .本文综述了 H2 /H∞ 混合优化方法的产生、发展及其特点 ,概要介绍了 H2 /H∞ 优化理论研究的最新进展及实践应用的主要结果 ,分析了 H2 /H∞ 混合优化理论在理论和实际应用中的发展方向 .

参数不确定离散广义系统的H_2/H_∞优化控制

利用线性矩阵不等式(LMI)研究一类不确定离散广义系统的鲁棒H2/H∞优化控制问题.对系统所有允许的不确定参数,提出了满足鲁棒H2/H∞混合性能的一个充分条件,以设计状态反馈控制律,保证闭环系统是允许的且满足鲁棒H2/H∞混合性能,得到了该问题可解的一个矩阵不等式的充分条件,并给出一个控制律的设计.