石头口门水库流域水污染物排放总量控制目标的确定方法研究

流域水污染物排放总量控制目标的确定是当前总量控制领域的研究热点。采用ReNuMa模型对石头口门水库流域建立了污染源—水质的定量响应关系,从径流量、总氮的模拟结果来看,模型的模拟精度满足要求。其次,建立了包括4部分内容(容量总量控制目标、规划年预测排污量、目标合理性因子、环境管理调控系数)的流域总氮总量控制目标确定模型。通过模型计算得到2020年石头口门水库流域总氮的总量控制目标为2.49万t。该总量控制目标确定模型统筹了目标总量控制与容量总量控制要求,兼具科学性与可行性。

稀土萃取分离过程组分含量区间控制方法

针对稀土萃取过程出口产品的组分含量可以在一定区间范围浮动的要求,提出了一种基于广义预测控制的稀土萃取过程组分含量区间控制方法。首先基于萃取分离过程数据辨识建立组分含量回声状态神经网络(echo state network,ESN)模型;然后针对稀土萃取过程中不同运行工况,采用改进的广义预测控制算法设计组分含量预测控制器,将系统的输出约束纳入求解控制律的优化问题中,使预测控制针对组分含量输出在不同的区域范围采用不同的控制强度,从而实现区间控制同时保证两端出口产品的纯度,最后基于Ce Pr/Nd(铈镨/钕)萃取过程数据的仿真试验验证了该方法的有效性。

玛咖芒果复合酒发酵动力学模型的建立

以玛咖和芒果为原料,榨汁后添加酵母菌进行发酵,酿制玛咖芒果复合酒。通过测定玛咖芒果复合酒中酵母菌的数量、酒精含量、总糖含量的变化,应用Logistic方程分别建立酵母菌数量、酒精含量和总糖含量变化的发酵动力学模型,并对该模型进行了模拟。结果表明,玛咖芒果复合酒酒液清澈透亮,具有醇香和果香气味,酵母菌数量、酒精含量随发酵时间呈上升趋势,总糖含量随发酵时间呈下降趋势,动力学模型的预测值与实验值的拟合度分别为0.947、0.978、0.998,能较好地反映玛咖芒果复合酒发酵过程的动力学特性。

城市大型缓流景观水体水环境容量总量动态控制研究

针对缺水城市大型缓流景观水体水环境容量小、水质易恶化问题,提出了利用水环境容量总量动态控制模型进行水质管理的方法。以天津渤龙湖景观水体为研究对象进行实例研究。水环境容量计算结果表明:渤龙湖自然水环境容量无法容纳污染物输入总量的要求,而水体循环净化系统按照设计负荷运行时,会产生较大的剩余水环境容量。利用模型对渤龙湖水环境容量总量动态控制结果表明,在水体达到IV类水质标准的同时,优化后水体循环净化设施水量负荷可降低46.1%,且水环境容量得以充分利用。

能源消费总量控制政策对产业结构调整的门限效应及现实影响

本文采用动态面板门限模型分析能源消费对产业结构调整的门限效应,在此基础上以京津冀鲁为例模拟控制煤炭消费总量对产业结构的动态影响。研究发现:在经济发展的不同阶段,能源消费对产业结构调整的影响存在单门限效应,且这种效应会发生由负向到正向的趋向性变化。如果不考虑技术进步和能源消费结构变化的影响,实施能源消费总量控制政策,短期内不利于产业结构高级化;考虑技术冲击和能源消费结构变化,会有利于促进产业结构高级化,但能源消费结构调整会弱化技术进步带来的正向冲击。

静止同步补偿器直流侧电压的最优动态分级控制

应用开关周期平均建模法结合瞬时无功理论推导出静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的直流侧电压数学模型。基于此数学模型提出最优动态分级控制策略。该策略依据调制指数的最优范围和无功功率对STATCOM的直流侧电压进行最优动态分级控制。与直流侧电压为恒值的控制策略相比,最优动态分级控制策略减小了STATCOM的输出电压和电流总谐波畸变率及开关应力,提高了装置效率,并且不影响STATCOM补偿无功的动态性能。仿真和试验结果证明了STATCOM直流侧电压数学模型的正确性和最优动态分级控制策略的有效性。

并流喷雾干燥产品湿含量的控制

拟定了以料浆喷雾量FL为调节变量,控制气体出塔温度Tgf的反馈控制结构;建立了以Tgf为主要状态变量的过程动态模型,用于撞击流反应-沉淀法制超细白炭黑生产系统中喷雾干燥产品湿含量的控制。

直升机尾桨完全失效后自转着陆轨迹优化

为了研究直升机尾桨完全失效后自转着陆的最优轨迹和操纵过程,建立相应的飞行动力学模型并采用最优控制方法进行计算分析。建立直升机6自由度刚体飞行动力学模型,在模型中加入可以描述尾桨完全失效和自转着陆阶段发动机出轴功率以及旋翼转速变化的相关方程,并将直升机尾桨完全失效后的自转着陆问题转换为非线性最优控制问题进行求解。以某型号单旋翼带尾桨直升机为样机,计算空中停车自转着陆过程,并与飞行试验数据进行对比,验证了所建模型和最优控制方法的准确性。计算分析该型号直升机在以巡航速度下前飞时,尾桨完全失效后自转着陆的最优轨迹和操纵过程。从结果可以看出:尾桨完全失效时,直升机在旋翼反扭矩的作用下会产生较大的偏航角速度和侧滑角变化,进而产生复杂的耦合运动,驾驶员在关闭发动机进行自转着陆操作的同时,还需要通过操纵横向周期变距稳定滚转角,并以侧滑的方式来稳定横航向的姿态角,最后安全着陆。计算得到的最优轨迹和操纵过程,与工程试飞得出的定性的结论和建议相符。

排污申报控制方式的博弈分析

污染物排放总量控制是当前我国遏制环境污染的重要手段,其基础是初始排污权的合理分配,其中按比例分配法配合排污申报制度是管理部门目前采取的主要方法.该方法的采用带来了管理部门和企业之间在排污信息不对称情况下的动态博弈行为.在该博弈中,有两种控制方式可供管理部门选择,即控制排污削减总量和控制允许排污总量.Stackelberg模型是经典的完全信息动态博弈模型,基于该模型对两种控制方式下的博弈行为进行了建模和分析.以此为基础,侧重在政策的动态一致性方面,对两种控制方式进行了比较,结果是,在管理部门有信誉的情况下,前者一般不具有动态一致性,而后者总具有动态一致性,从而得出了后者优于前者的结论.

我国水利的基本战略及其实施研究

2011年7月份的全国水利工作会议把治水提升到治国的高度,提出了我国水利基本战略的指导方针,要求加快确立水资源开发利用总量控制的3条红线。笔者根据26年来对水资源的研究,提出了我国水利发展的基本战略并具体确立了以下3条红线:在2020年以前,把水资源开发利用总量控制在6 700亿m3/年;以单位GDP用水的世界平均水平为总考量,使我国的用水效率达到2010年的世界平均水平;到2020年使我国按水功能区划分的纳污总量不超过580亿吨废污水(经处理的按系数折算)。