复杂装备事故演化涌现层次耦合分析

为有效阐释和分析复杂装备事故层次耦合机理,采用层次全息模型(HHM)从危害故障、操控失误、危险特性和致命环境4个维度综合辨识事故危险因素及关系。探讨复杂装备面向任务剖面的事故危险因素层次耦合效应。从耦合层次维和危险状态时序维,构建复杂装备事故演化涌现的3层次耦合网络模型(TCNAM)。分别定义耦合度、事故链、危险熵、事故涌现等概念。综合运用熵、灰色模型、突变论等理论,将复杂装备事故层次耦合网络模型形式化。结果表明,复杂装备事故是多危险因素由微观向宏观跨层次耦合的结果,其演化涌现定量分析应以多个非线性理论模型为核心。

SE(3)上姿轨耦合航天器高精度快速终端滑模控制

针对编队飞行航天器姿轨耦合一体化控制问题,本文提出了一种高精度快速收敛的滑模控制方法。首先,建立了以Lie群SE(3)上指数坐标表示航天器位置和姿态跟踪误差的相对耦合动力学模型。然后以该指数坐标和速度跟踪误差定义的滑模面,设计了一种新型的基于切比雪夫神经网络(CNN)的非奇异快速终端滑模控制器(NFTSMC),实现了跟踪航天器对目标航天器的有限时间跟踪控制,并基于Lyapunov方法证明了系统的稳定性。该控制器无需显式的相对参考状态,不仅能保证滑模到达阶段和滑动阶段的有限时间稳定性,还由于引入仅需期望信号具有强逼近能力的CNN在线自适应估计系统总扰动而获得了较高的控制精度。最后,对主从模式的编队飞行航天器进行了仿真分析,结果表明该方法是有效可行的。

瓦斯爆炸事故风险耦合演化机理研究

鉴于煤矿瓦斯爆炸事故风险传导关系迄今未被准确描述和细致分析,提出瓦斯爆炸事故风险耦合分析法。运用复杂系统理论,界定瓦斯爆炸事故的风险耦合的含义及类型,并借鉴物理学中触发器的概念,讨论瓦斯爆炸事故风险传导的路径及内在机理,从风险涌现角度构建风险耦合层次网络模型。结果表明,瓦斯爆炸事故是瓦斯动力系统内外部因素风险耦合作用的结果,其演化过程是微观风险因素间的非线性耦合导致宏观层级结构状态发生阶跃式突变。

瓦斯爆炸事故风险耦合分析

运用物理学、协同学、灾害学等学科相关概念,对瓦斯爆炸事故的风险耦合的定义及类型进行了界定;其次以复杂系统风险涌现为视角,构建了瓦斯爆炸事故风险耦合层次网络模型,并利用N-K模型分析了各风险因素之间的耦合关系.结果表明:瓦斯爆炸事故是微观风险因素间的非线性耦合导致宏观层级结构状态发生阶跃式突变的结果,该过程中风险因素耦合越多越易引发瓦斯爆炸事故;在控制风险耦合的过程中,客观因素造成的耦合风险比主观因素造成的耦合风险更难控制.

煤矿安全应急管理系统耦合协调度评价研究

针对煤矿安全应急管理系统耦合协调度低导致矿难事故发生的问题,构建了基于网络层次分析法(ANP)和序参量法的煤矿安全应急管理耦合协调度模型。将应急管理系统分为应急目标、应急运作、应急保障、应急激励和应急约束5个子系统,构建了包含39个序参量的煤矿安全应急管理评价指标体系。借助超级决策软件(SD)确定各指标权重,采用序参量法对预防、准备、响应和恢复四个阶段的煤矿安全应急管理系统耦合协调度进行测算。结果表明:以预防阶段作为基期,案例煤矿应急管理系统耦合协调度在准备阶段为0.052 5,响应阶段和恢复阶段的耦合协调度分别为-0.036 4和-0.300 7。案例煤矿安全应急管理系统各子系统有序度在预防、准备、响应和恢复阶段波动大,系统内部协调程度低,外在表现为整体协调度水平低。

渐进网格中真实选择细化技术的探讨

三维几何模型的选择性细化,是在几何网格LOD技术基础上,依据某种标准(如视点的位置、角度)对网格进行局域精简或细化,以尽可能少的顶点数来再现原模型的细节。其核心是顶点拓扑信息记录、检索方式。真实选择细化技术的优点在于将精简和细化操作局限在顶点及其领域上,不会产生可能失控的连锁反应。就此方法应用于采用半边缩减的渐进网格上,提出了具体的拓扑压缩数据结构方案,并对该结构的实现条件提出建议。该方案结构紧凑,适用于大型三维几何模型通过互联网进行传输并适于在个人电脑上进行动态显示。