煤炭地下气化过程中煤层热解DAE模型的研究

煤炭地下气化过程中,干馏干燥区的煤层在热传导及气化通道中高温煤气的热作用下发生热解反应,并析出热解煤气.该热解煤气在煤层的孔隙裂隙中扩散渗流,对煤层的渗透率(物理特性)及出口煤气热值组分都具有重要意义.在分析煤层热解特性的基础上,运用分布活化能模型(DAEM)的理论,建立了煤炭地下气化的热解动力学模型.运用该模型,通过热重实验,计算得到了大雁褐煤的热解动力学参数及活化能变化曲线.

基于物联网技术的传感器网络样本数据定向挖掘方法

为提升传感器网络样本数据定向挖掘效果,提出基于物联网技术的传感器网络样本数据定向挖掘方法。设计基于物联网技术的数据处理平台,包括物联网节点、边缘数据汇聚设备和DAE-RNI模型。利用DAE-RNI模型优化基于马氏距离的不完整数据填充算法,实现传感器网络样本不完整数据的填充。利用XGBoost模型定向挖掘填充后的数据。测试结果表明,设计方法定向挖掘数据的均方根误差低于0.5%,平均绝对误差低于1.0%。

PDE与DAE耦合系统求解方法

针对目前Modelica语言只能解决由微分代数方程(DAE)描述的问题,而不能解决由偏微分方程(PDE)表达的问题,提出一种求解PDE与DAE耦合系统的方法.首先采用径向基函数构造近似函数,将未知量场函数的时空变量分开;然后运用配点法对空间变量进行离散,从而将PDE问题转化为DAE问题;最后采用成熟的DAE求解器进行求解,得到场函数在任意时空点的函数值.实例结果表明,该方法在不改变Modelica语法的前提下,能较好地实现PDE与DAE耦合系统的一致求解,且求解精度高、稳定性好、边界条件处理简单.

基于多尺度深度学习的航空影像路面交通标志辨识研究

航空影像路面交通标志辨识准确率过低会导致路标信息接收不及时,进而威胁到驾驶员及乘客的生命安全,因此提出基于多尺度深度学习的航空影像路面交通标志辨识方法。采用12机位摄像机采集路面交通标志图像,利用图像颜色标准化和图像分量阈值化对采集到的路标图像进行预处理。结合DAE网络和EDFCC算法构建多尺度深度学习聚类模型,将预处理后的路面交通标志图像输入该模型中,根据模型输出的结果实现航空影像路面交通标志的辨识。实验结果表明,所提方法采集到的图像信噪比高、清晰度高、召回率高、准确率高。

电力系统奇异摄动模型霍普夫分岔分析

该文讨论了多时标电力系统模型中的奇异诱导分岔(SIB)和奇异霍普夫分岔(SHB)的特点及其相互关系;拓展了SHB理论的应用范围,使之适用于一类和其本身慢性流型维数无关的电力系统奇异摄动常微分方程 (ODE) 模型;阐述了电力系统微分代数方程(DAE)模型发生SIB分岔和ODE模型发生SHB分岔存在一一对应的特点。最后,以一个三机系统为例,通过时标变换求解带阻尼项电力系统ODE模型平衡点的方法,巧妙地回避了DAE模型在奇异诱导分岔点处无法求解的困难,展示了带阻尼项的电力系统DAE模型会发生双奇异诱导分岔这一特点,并验证了它和带阻尼项的ODE模型发生霍普夫分岔存在对应关系,为多时标电力系统 模型分岔分析提供了新的思路和分析方法。

AC/DC系统电压稳定性的鞍结分岔分析

采用新的微分代数方程模型和降阶直接法计算鞍结分岔点,减少了分岔点的计算量。这使鞍结分岔分析方法可应用于直流线路较多的交/直流系统。为判别系统发生的失稳模式,还引入了相关因子法。22节点交/直流系统算例验证了所提出的鞍结分岔分析方法的有效性。

电力系统微分代数模型奇异诱导分岔分析

该文系统地讨论了无阻尼项和包括阻尼项的电力系统微分代数模型(DAE)发生奇异诱导分岔(SIB)的特点;首次建立了确切的奇异诱导分岔的一般定义;和已有的定义相比,其定义不但数学描述严谨,而且给电压稳定分析带来极大的方便。文中还首次讨论了包括阻尼项的DAE模型会发生双奇异诱导分岔(DSIB),而无阻尼项的DAE模型只能捕捉到传统的单奇异诱导分岔这一特点,并且还给出了有阻尼项的DAE发生DSIB的充要条件和退化条件,得出了一些有意义的结论和新观点。

车辆动力学方程解算方法的构建

总结了车辆动力学方程解算过程中常用的数值计算方法,指出了在硬件在环仿真中编写源代码级解算器的必要性,介绍了在DAE和ODE方程解算过程中所用的模板技术,分析了此技术能提高运算速度的原因,成功编写并封装了源代码级的解算器,最后利用8自由度车辆模型进行了仿真.

含控制器在内电力系统元件的完整结构化模型及其简化(Ⅰ):建模方法与同步发电机建模应用

现代电力系统中的各元件,如发电机与高压直流输电、柔性交流输电等电力电子装置,均安装有控制器,当进行区域控制或进行区域级仿真或分析时,需要含各元件控制器的完整区域模型。但完整区域模型非常复杂,因而迫切需要能对其合理简化,既能准确描述整个区域的主要动态特性,又能大大降低微分方程的阶数,降低模型的复杂性与非线性特性。而区域级模型简化的核心和重点又在于元件级模型的简化。该系列文章建立含控制器的元件完整结构化模型(微分–代数方程形式),并给出其简化方法。不同于传统的线性化等效或主导极点简化,提出的简化方法,在保证微分–代数系统性质、保留隐动态的前提下,大大降低微分方程阶数与复杂性,为实时控制提供合适的区域级(机电暂态)模型。该文给出元件完整与简化结构化模型的一般形式与规范化构造方法,建立含各种控制器(包括传统的解析与神经网络等非解析控制器)在内的同步发电机的完整结构化模型并做模型简化,简化模型与完整模型的仿真试验对比验证了简化方法的有效性。

列车多模态运行状态受力分析及建模研究

在列车的运行过程中,由于地理环境的变化会在列车线路上出现坡道,曲线,直线和隧道等情况,当列车在这些特定线路上运行时会受到不同的外力作用。针对列车在曲线上的多模态运行状态,分析了牵引力、阻力、制动力的情况,建立列车在曲线线路上的刚柔混合多体系统子结构动力学模型。采用微分代数方程(DAE,Differential Algebraic Equations)和常微分方程(ODE,Ordinary Differential Equations)求解列车运动力学方程,提出列车的综合参数优化建议。

针对泥石流滑坡灾害进行易损性评估模型的构建与研究

易损性评估模型的概念来自于自然灾害研究领域,是各项灾害风险评估的重要组成部分,能够以人类社会体系作为承灾体进行评价。为防灾减灾任务提供评价依据,以投入产出理念将DAE模型与CD生产函数实际表现于易损性的评价结论中;从危险源密度与人地耦合系统两大角度入手,进一步对人口、经济、生态环境的易损性展开模型计算,从而得出相应评价值。文章根据易损性原理与函数关系,整合出易损性评估模型,结合实证案例对区域性泥石流滑坡灾害进行综合易损性评价。

指标约简中Gear算法的实现

基于组件的建模有时会产生高指标的微分代数方程(DAE),不能直接求解,需要进行指标约简。Gear方法是一个经典的指标约简方法,对Gear方法从理论上进行了说明和分析。对于一类具有特殊结构的DAE,提出了Gear方法实现中的优化策略,以降低指标约简后得到的方程规模。把优化后的实现与未优化的实现进行了比对,实验结果表明,优化过的实现方法针对这类特殊的问题确实达到了更好的约简效果。

多领域统一建模初始化变量选择分析

多领域统一建模中,为求解DAEs(Differential Algebraic Equations)需要解决初始相容性问题。结构化分析可以验证初始相容性,求解部分初值并确定方程自由度,但无法确定需要初始化的变量。错误地选择初始化变量可能极大地降低求解与仿真的效率,甚至导致失效。分析了DAEs初始相容性问题,提出了基于DM分解(Dulmage and Mendelsohn Decomposition)的初始化变量选择策略,通过DM分解将结构化分析得到的系统分解为两部分,对欠约束部分进行可达性分析,确定需要初始化的变量。该方法可以有效地确定初始化变量,避免错误的选择。