基于双闭环反馈的自动控制原理课程混合式教学探索与实践

自动控制原理是自动化专业的核心课程,具有概念抽象和公式繁多的特点,在一流专业建设背景下面临课时压缩导致学生难以有效掌握课程内容、传统教学方式难以有效培养学生学习能力的问题。该文在混合式教学模式下,借鉴课程中闭环反馈思想,提出基于知识学习内环和能力培养外环的教学框架,根据反馈结果构建以学生为中心的教学体系动态调整方案。通过以上措施,在有限学时下保质保量完成教学内容,实现能力培养和知识学习的同步推进,可以为相关课程的建设提供参考。

跨流域地下水循环研究进展

在区域尺度上,地下水流的路径存在跨越地表分水岭的可能性,从而形成跨流域地下水循环,影响流域之间的水文关系和溶质输送过程。跨流域地下水循环的研究在国际上尚处于起步阶段,方兴未艾,目前已经取得的进展是一个值得关注的问题。对近20年来国内外跨流域地下水循环的研究文献进行了系统的跟踪分析,从形成机理、识别方法和影响评估3个角度总结现有的研究进展。在水动力学形成机理方面,已经从理论上确定了地表分水岭、潜水面最高点和地下水流系统分水点之间的偏离特征,为划分河流之间的多种跨流域地下水循环路径提供了依据。在跨流域地下水循环的识别方面,一系列实际流域的案例提供了可以借鉴的方法,包括水均衡法、流域水文模型和水文地球化学端元混合模型等,证实了跨流域地下水循环的存在性,甚至评估出其循环通量,深化了流域水量平衡关系的认识。研究表明流域地理位置、形态尺寸、气候背景和地质构造等条件都会影响跨流域地下水循环的发生及通量。在影响评价方面,初步发现跨流域地下水循环对水文要素的气候敏感性、Budyko模式状态参数及碳源碳汇形成有重要影响,忽略其作用可能产生错误的认识。目前,科学界对跨流域地下水循环的动力学过程及其物质输送效应的研究还相对薄弱,缺乏准确的定量评估方法,未来的研究重点是揭示三维含水层空间的跨流域地下水循环路径,准确评估跨流域地下水循环的各种影响。

位置/电流两环结构位置伺服系统的跟随性能

位置闭环、速度闭环和电流闭环组成的三环结构,是目前被普遍认同的位置伺服系统控制结构。然而在某些特定场合,例如点对点运动控制场合中,重点是要求系统位置响应的动态性能,而对速度调节的性能要求并不高。这时,速度闭环不仅没有发挥作用,还作为控制结构中的串联环节,降低了系统位置调节动态响应性能。针对这些特定的场合,本文研究了全数字位置闭环和电流闭环组成的两环结构位置伺服系统,并利用阶跃响应性能和梯形响应性能,在相同命令信号和相同控制对象的条件下,与三环系统作比较。仿真和实验结果显示,两环系统的位置动态响应时间小于三环系统,并且两环系统中位置前馈复合控制同样可以使用,以减小梯形响应中稳态位置跟踪误差。两环系统应用到点对点运动控制的特定场合比较合适,但因没有速度闭环调节功能,系统应用到轨迹运动控制场合中有局限性。

LCL并网逆变器滑模降阶复合控制策略

针对采用LCL型滤波器接入电网的三相逆变器的控制器设计问题,设计了一种新型多闭环架构滑模控制器(SMC)。当控制网侧电流时,带LCL滤波的三相并网逆变器离散时间域模型为具有非最小相位零的三阶系统,故将传统多闭环控制器中的电流内环采用离散时间域SMC实现,从而使得逆变器输出电流较好地跟踪参考电流,并与电网电压解耦,使系统模型降阶为类似于带CL滤波器的电流源逆变器二阶模型,从而降低了外环线性控制器设计难度,此外还引入了虚拟电阻进行谐振抑制。使用并网逆变器样机进行了新控制方案的测试,实验与仿真结果验证了多闭环架构SMC的控制性能。

基于资源-应用体系框架的大型MIS的设计与实现

针对大型MIS系统的开发和设计提出一种资源-应用体系框架,这种体系框架的核心是资源的利用。详细地描述了资源-应用体系框架的各个主要组成部分和进行资源设计时的四个基本原则,同时在系统的安全控制中提出系统安全资源的方法,实现分层管理。最后,以一个实际的项目为例,讨论了这种体系框架的具体实现。

无源定位观测方程的两类伪线性化方法及渐近最优闭式解

为避免无源定位中的迭代运算,该文针对两类特殊的无源定位(非线性)观测方程,分别提出将其进行伪线性化处理,从而实现目标位置闭式解算的理论分析框架.首先,在不限定具体物理观测量的前提下,归纳总结出两类将非线性观测方程转化为伪线性观测方程的数学模型,并推导出用于目标定位的加权线性最小二乘闭式解.接着,利用一阶误差分析方法定量分析两类闭式解的理论定位方差,并证明其参数估计性能均能够达到相应的克拉美罗界(在门限效应发生前),从而证明闭式解的渐近最优性.最后,文中以AOA/TOA联合定位和AOA/TDOA/FDOA联合定位为算例,分别阐述两类伪线性化无源定位方法的具体应用,并通过仿真实验验证文中理论分析的有效性.

学生t混合势均衡多目标多伯努利滤波器

在有重尾的过程噪声和量测噪声的影响下,高斯混合势均衡多目标多伯努利滤波器(GM-CBMeMBer)的滤波性能会明显下降。针对上述问题,该文提出一种新的学生t混合势均衡多目标多伯努利滤波器(STM-CBMeMBer)。该滤波器将过程噪声和量测噪声近似为学生t分布,并用学生t混合模型来近似多目标的先验强度。从理论上推导出学生t混合形式的预测强度和后验强度,建立了势均衡多目标多伯努利滤波器的闭式递推框架。仿真结果表明,在重尾的过程噪声和量测噪声存在的环境中,该滤波器能有效抑制其干扰,相比于传统方法,具有更高的跟踪精度。

卡尔曼计算框架下的通用滤波算法研究与实现

将各种滤波方法统一在卡尔曼计算框架下,该框架包括时间预测和量测更新两个过程。在此框架基础上引入软件设计理论中的开-闭原则进行了通用滤波算法的研究,给出了状态空间模型和卡尔曼滤波计算框架的数据结构设计。它具有良好的灵活性、可扩展性和可插入性,从而简化了新滤波算法的构造和实现。最后给出了一个使用该通用算法的示例程序。

近景摄影测量监测网的建立及其数据处理

介绍为采用近景摄影测量方法进行储气罐容积测定与形变监测，而建立的监测网的精度要求，布网方法、观测与数据处理等问题。

基于循环经济理论的闭环供应链分析框架

闭环供应链是处于循环经济中循环层面,包含正向和逆向物流的新型供应链运营模式,并日益受到广泛的关注。本文对闭环供应链及其相关概念进行定义和比较,并基于循环经济理论建立一个分析框架,重点讨论了闭环供应链的经济环境、产品对象、行为主体和运营机制。并在最后给出一些结论和建议。

广域电力系统稳定器闭环控制通信实现技术

该文从如何减小通信网络的影响角度,提出了实现电力系统广域PSS闭环控制架构,具有与数据上行通道结合的控制下行通道,控制终端可同步授时以实现同步控制及闭环时延补偿,实现远方信号反馈及广域协调控制。在此基础上结合应用环境实现了贵州电网的广域电力系统稳定器PSS(power system stabilizer)闭环控制系统。并阐述了广域阻尼闭环控制系统的关键技术,设计了控制下行通道的通信规约。该文最后对该架构进行了RTDS硬件闭环测试,测试结果表明,该架构可有效实现广域PSS闭环控制。

数据链系统消息管理模型

针对数据链系统仿真中对消息管理的需要,提出数据链系统消息管理模型。根据消息属性及传输过程,利用排队理论建立有反馈的闭环消息传输仿真框架,在非抢占优先模式和抢占优先模式下,分析系统对不同优先级消息的管理性能。分析结果表明,该模型能够满足传输消息的质量要求,其优先规则和闭环设计使系统运行安全、稳定。

中国西北地区沉积盆地发育的区域构造格局与演化

中国西北地区是不同地质时期多个全球性大地构造单元的组成部分,具有南北分带、东西分区的构造特征,经历了中、新元古代—古生代期间地壳增生、洋-陆转换、板块开-合旋回、晚二叠世以来盆地的叠加改造和新生代印度与欧亚板块碰撞远源效应等长期演化过程,具有明显的阶段性。研究表明,现今盆地多位于具有一定规模的经过前震旦系不断增生作用所形成的陆块基底之上,塔里木盆地塔中、塔北、塔东北地区基底可能以古元古界为主,而巴楚地区则以晋宁期的变质基底为主。准噶尔盆地前震旦纪存在多个独立发育的块体,古生代总体具有多岛洋的性质。柴达木盆地、河西走廊及邻区的诸多中小型盆地的基底主要为中元古代形成。敦煌盆地、北山地区众多中小型盆地坐落在中小地块或者古生代活动陆缘的岛弧之上。西北地区早古生代经历了一个完整的板块开-合旋回,但不同地区有不同表现方式。北疆地区至少存在寒武纪—早奥陶世、志留纪和泥盆纪3个主要时期的蛇绿岩,反映了在早、晚古生代各存在一定规模的洋盆。在不同带的早古生代洋盆具有不同的闭合时间。塔里木盆地周缘南天山洋、西昆仑洋及阿尔金、祁连、东昆仑、北山地区早古生代洋盆的发育时间为寒武纪早期,经过了中、晚寒武世到早奥陶世早期洋盆的扩张,早奥陶世晚期构造应力场转为挤压体制。志留纪中晚期至早泥盆世,西北地区存在全区性的板块拼合与碰撞以及不同程度的变形变质过程。西北地区晚古生代又经历了一个完整的板块开-合旋回,天山全区、准噶尔南部、东西两侧分别进入碰撞后新的大规模的伸展阶段,均形成了有限洋盆,其时代略有差别,上、下石炭统之间可能存在构造转换。塔西南地区早石炭世伸展作用形成了晚古生代的西昆仑洋和陆缘裂陷盆地,中二叠世康西瓦—苏巴什洋盆向北侧俯冲消减,发生于中、晚二叠世之间的海西晚期构造运动是西北地区具有重大变革意义的一次构造运动。晚二叠世—新生代是西部地区构造格局大的调整与定型时期,在总体表现为多板块拼合后的宏观背景下,经历了多期幕式挤压与伸展交替的构造演化过程,并不是以往所简单认为的各种前陆盆地的组合,晚期均受到了青藏高原快速隆升所导致的远源碰撞作用的强烈改造。构造格局的差异性和演化的阶段性使西北不同地区、不同时期盆地发育和叠加组合方式差异很大,油气地质条件的明显不同,油气资源丰度差别很大。

科技创新、贵在坚持——对我国大地构造中某些创新观点的回顾与反思

在国庆60周年之际,反思过去:先后提出"构造迁移"、"开合构造"、"中央造山带"、"大十字构造格架"等一些想法,由于未能持续开展深入研究,如同盖了几个"半截楼",留下些许遗憾。

封闭框架扭转力学模型分析

本文对封闭框架扭转问题的力学模型进行了分析。用力法导出了内力的计算公式。以摩擦压力机的机架为例,对简化其计算公式进行了讨论。

UKF算法在七自由度机械臂逆运动学求解的应用

针对七自由度冗余度机械臂逆运动学求解问题,提出一种求解逆运动学的新方法。采用闭环模型建模的多维序列处理方法,将无迹卡尔曼滤波算法作为递推算法对机械臂实时状态进行估计,输入向量由前向模型的输入序列和反馈模型中的测量输出序列组成,建立具有闭环框架的七自由度冗余机械手逆运动学的状态空间模型,降低了计算的复杂度。与传统雅可比矩阵的伪逆计算方法对比分析,结果表明:所提方法具有较高的位置误差精度和计算效率,在末端执行器的轨迹中加入噪声,显示所提方法具有较好的收敛性能,通过实验表明该方法具有一定的通用性和可靠性。

基于社会智能的语义web安全集成框架(英文)

基于个体趋利避害和事务逻辑完整的社会智能特征,提出了一种语义web的安全集成框架.该框架对语义web模型进行了扩展,控制语义web服务信任、逻辑、推理等方面的动态安全.该框架包括4个层次:信任入口层、社会智能层、事务层和TCP/IP安全协议层.信任层处理用户的信任特征,社会智能层控制语义web的逻辑问题,事务层负责事务推理,TCP/IP安全协议层则保证安全通信.这些安全层协同构建了具有不同安全等级的安全环.该安全集成框架为语义web提供一种安全集成方法,为不同技术的安全协同提供了通用的安全解决框架.

基于协同优化的动态模块化设计方法研究

为了解决模块化设计缺乏过程支持、模块系统缺乏闭环流程优化的研究现状,基于系统论和协同学的观点提出动态模块化设计的方法及其技术框架.结合设计过程模型和多事务处理代理系统模型,构建了支持协同和优化分析的过程调度和冲突消解机制,实现了模块化分析所得规范体系在组合设计过程中的应用及产品结构的改进和优化.通过基于此框架模型的原型系统的开发及在某系列型号发动机设计过程的应用,验证了该方法对解决现有问题的有效性.

大跨度钢筋混凝土闭合框架的优化设计

在现有结构优化理论的基础上,列出所有可能的变数,分析其可行域及步长,确定各变数优化流程,以总造价指数最小为目标函数,建立优化设计的数学模型,利用MIDAS Civil有限元分析程序对拟定的设计变数进行结构受力分析;在采用试探法研究变数变化的情况下,对结构受力和造价指数响应的敏感程度进行回归分析,得出闭合框架合理的截面形式。

液位自动控制及IIS管理系统的设计及实现

系统采用微控制器为核心,辅以CPLD以及必要的外围电路,构成了主从站液位智能测控系统。基于模糊控制原理以及双闭环控制方法,使对液面的测控精确可靠。采用红外遥控实现系统的无线操作。根据B/S架构的访问控制模式,可以实现任何PC终端的主站控制功能。由于采用了掉电不失的FlashRom,可记忆用户的设定信息。根据需要,系统可用于洪水监控、锅炉管理、水暖供应等实时监测控制系统中。