DTMM:面向疏散灾害管理的应急物流优化调度模型

文中重点关注灾后快速、协调的人员大规模疏散,以有效减少损失。有效的疏散调度是研究和开发的一项重要任务和优先事项。该系统采用动态跟踪数学模型(DTMM)中的场景建立,此场景是为移动云计算平台开发的。DTMM是一种针对灾难人口密度的面向疏散优化调度模型(EOOSM)。这包括用于数据收集的移动物联网(IoT)接口以及云处理与分析后端系统。在IoT/Fog灾害管理的典型场景下开发解决方案,并提出了一个使用人工场效(AFE)的IoT应用方法,将DTMM算法作为疏散调度的核心。人工场效(AFE)被设计成一个IoT系统,适用于大规模人群的快速疏散,可以根据势场的梯度方向自动确定疏散路径。在AFE的基础上,引入EOOSM作为人工场效,并带有AFE-AR关联。AFE-AR指挥被疏散者与同一个避难场所保持联系,安抚被疏散者,并尽可能进行人道主义疏散。

高炉内料层结构动态追踪的技术开发

炉料径向分布影响着高炉下部所形成软熔带的形状和位置,进而间接决定和控制了高炉燃料比的高低.建立了预测高炉内部料层结构的数学模型,并将其转化为可视化界面的软件,供现场人员在线使用,用于计算不同布料参数下料层结构的详细信息,布料参数包括布料矩阵、料线高度、布料方向、径向下降速度分布,预测结果包括径向矿焦比分布、追踪料层位置、料层厚度变化.计算结果均可为现场布料制度优化提供参考依据.

板坯连铸实时跟踪动态控制模型的开发与应用

基于耦合多元合金两相区凝固计算的板坯连铸凝固传热数学模型,并采用以恒定间距方式进行离散化的切片单元法,开发了板坯连铸实时跟踪动态控制模型CCPS ONLINE,模型包含三个重要的功能模块,即:实时跟踪仿真分析模块、二冷水动态控制模块和轻压下动态控制模块,可根据合理的冶金准则,并结合铸坯的在线跟踪信息,对板坯连铸浇注过程中的关键工艺参数(二冷水量、扇形段辊缝)进行动态调整,以获得稳定可靠的浇注工艺条件和良好的铸坯质量。模型已成功投入工业应用,现场生产情况和相关测试工作表明,其控制算法合理、仿真精度良好,具有较高的可靠性和很强的实用性,可以在板坯连铸工业生产中推广应用。

低速磁浮车辆曲线通过动态响应仿真分析

结合青城山磁浮列车示范线工程,开展低速磁浮车辆动态曲线通过性能研究。建立35个自由度的磁浮车辆空间模型,考虑主动电磁悬浮与导向,仿真分析低速磁浮车辆曲线通过动态响应。计算结果表明,低速磁浮车辆可以60km·h-1速度安全通过半径300m的曲线,以90km·h-1速度平顺通过半径1100m的无超高曲线。低速磁浮车辆小半径曲线通过能力主要受车/轨横向间隙的影响,大半径曲线可不设置超高,但最大通过速度主要受乘坐舒适性的制约。

非完整移动机器人的轨迹跟踪控制

讨论基于运动学模型的非完整移动机器人的轨迹跟踪控制问题。在一定的假设条件下实现了全局指数跟踪 ,该假设允许参考模型角速度和平移速度均趋于零 ,并将该方法推广到动力学模型。

基于图像绘制技术的红外场景模拟

红外场景模拟可为目标识别、跟踪提供必要的图像样本,对算法的训练、评估和可靠性检验具有十分重要的意义,基于建模的红外模拟方法不一定反映场景的客观情况,并且,计算量大、耗时,难于模拟出有真实感的红外图像。基于图像绘制技术,提出无需建模的基于图像的绘制方法来模拟红外场景图像,根据红外图像的特点,给出了计算基本矩阵的非线性迭代算法和基于特征约束的动态规划立体匹配算法。由于参考图集是实际图像,因此,模拟图像更符合景物的真实情况,并且,该方法无需很复杂的建模过程,利于实时模拟。实验结果表明,该方法可有效地模拟出真实感的红外图像。

基于状态延迟动态递归神经网络的机器人动态自适应跟踪辨识(英文)

对一种在Elman动态递归网络基础上发展而来的复合输入动态递归网络 (CIDRNN)作了改进 ,提出一种新的动态递归神经网络结构 ,称为状态延迟动态递归神经网络 (StateDelayInputDynamicalRecurrentNeuralNetwork) .具有这种新的拓扑结构和学习规则的动态递归网络 ,不仅明确了各权值矩阵的意义 ,而且使权值的训练过程更为简洁 ,意义更为明确 .仿真实验表明 ,这种结构的网络由于增加了网络输入输出的前一步信息 ,提高了收敛速度 ,增强了实时控制的可能性 .然后将该网络用于机器人未知非线性动力学的辨识中 ,使用辨识实际输出与机理模型输出之间的偏差 ,来识别机理模型或简化模型所丢失的信息 ,既利用了机器人现有的建模方法 ,又可以减小网络运算量 ,提高辨识速度 .仿真结果表明了这种改进的有效性 .

基于Lyapunov方法的非合作目标接近与视线跟踪

研究了接近和跟踪同时存在姿态翻滚和轨道机动的非合作目标轨道姿态6-DOF联合控制问题。综合视线坐标系下相对运动动力学模型和追踪航天器姿态动力学模型,建立姿轨联合动力学模型。由于系统模型存在很强的非线性,所以对系统模型先进行预处理,将其转化成利于控制器设计的形式,采用Lyapunov最小-最大方法对同时存在姿态翻滚和轨道机动的非合作目标设计了自主接近和随动跟踪控制律。通过仿真验证了模型和控制方法的有效性。

相敏接收电路的过渡过程分析

讨论了５０Ｈｚ动态牵引电流对２５Ｈｚ相敏轨道电路造成的影响，建立了２５Ｈｚ相敏接收电路的数学模型。用计算机仿真的方法分析并模拟了相敏接收电路的过渡过程，又讨论了动态牵引电流的初相位与相敏接收电路过渡过程的关系。

基于非线性有限元算法的空气弹簧横向动态刚度研究

基于非线性有限元算法,建立了轨道车辆空气弹簧的横向刚度计算模型,其中考虑了橡胶特性、帘线层布置、流固耦合及裙板接触等非线性因素。计算结果表明:在研究空气弹簧横向特性时,可以忽略附加空气室与节流孔的作用,但不能忽略应急橡胶弹簧的影响。将空气弹簧的横向反力计算结果与试验结果进行对比,发现两者误差在6%以内,验证了模型的正确性。通过对空气弹簧横向动态刚度的研究发现:空气弹簧横向动态刚度对横向激振的频率与振幅是不敏感的,但对振动的平衡位置十分敏感;空气弹簧的横向动态刚度随平衡位置的增加而增加,且平衡位置越大横向动态刚度的增速越大。这种空气弹簧横向动态刚度的非线性特性,有利于提高轨道车辆的横向平稳性与稳定性。

基于粒子滤波框架下的自适应多特征融合目标建模算法

针对单一特征描述目标模型的缺陷,提出了一种多特征融合粒子滤波跟踪算法,该算法采用具有互补性的灰度直方图特征和梯度直方图特征共同描述目标模型;在目标跟踪过程中,根据特征对目标和背景的区分程度,动态地调整每个特征的置信度,对目标模型进行在线动态建模和更新,以提高目标模型描述的准确度,并进一步提高粒子滤波算法的跟踪精度。新算法不仅可以满足目标跟踪的实时性要求,而且可避免特征的冗余,增加目标模型描述的多样性。实验结果验证了新算法的有效性。

动力学数学模型下弧圈球运行轨迹的研究

通过建立乒乓球的动力数学模型,对弧圈球在每一种情况下的运动规律及运行轨迹变化曲线进行分析。结果显示:影响弧圈球运行轨迹的主要因素有乒乓球运动方向、运动速度、旋转速率、加速度及Magnus力,其中乒乓球运动方向和Magnus力的变化是改变乒乓球速度变化的重要因素;在运行过程中,球向的不断变化使弧圈球的速度及加速度也不断改变;而影响乒乓球运行轨迹的直接因素是旋转速率,且弧圈球第一弧线和第二弧线在不同旋转速率下存在着明显的区别。

军用履带车辆电磁悬挂结构设计与控制算法研究

针对被动悬挂不可控、半主动悬挂不能主动出力和主动悬挂耗能过大等问题,提出基于电磁作动器和磁流变阻尼器相复合的电磁悬挂结构方案。依据军用车辆能量回收潜力和行驶性能与射击精度对悬挂控制的要求,提出采用分档控制方法的基于行驶工况与作战效能的振动控制策略。分析表明,该电磁悬挂具有Fail-Safe功能,增加了参数的可调范围,在分档控制策略下能够实现车辆振动的被动、半主动和主动控制,并能在a档和b档时采用电磁馈能实现振动能量的部分回收,适用于军用履带战斗车辆振动控制需求。

小半径曲线通过仿真数据处理与试验对比研究

为比较不同数据处理方式对机车小半径曲线通过动力学性能的影响,运用多体动力学软件SIMPACK建立了某大功率交流传动电力机车动力学模型,采用不同方式对机车通过R300 m小半径曲线仿真结果处理,并与试验数据对比分析。结果表明:1)数据处理方式对机车小半径曲线通过动力学性能影响很大。轮轴横向力和轮重减载率2 m平滑后统计值比1/4周长滤波时小9.84%~22.67%,各指标变化也更平缓;脱轨系数滤波后与滤波前相比,统计值减小14.62%~28.39%,明显消除了高频干扰信号的影响,且波长越大滤波的影响越大。2)轨道不平顺越大,同一指标采用不同方式处理后变化百分比越大,数据处理方式对机车动力学性能的影响也越大。3)各指标试验中的评定值对应的仿真轨道不平顺均较平均值对应的不平顺大;不同线路条件,不同方向上轨道不平顺的差异性又各不相同。应在今后的分析中考虑数据处理和线路不平顺的差异性,使仿真更好地反应实际。

多操纵面布局飞机隐模型跟踪控制设计

采用隐模型跟踪算法 ,针对多操纵面布局的飞机 ,进行控制增稳设计 ,要求具有满意的飞行品质 .因而按照飞行品质规范和飞机动力学特性 ,对理想模型的选取做了深入分析 ;并对控制方案从指令跟踪精度、大气紊流响应和对其它扰动的抑制特性等方面进行了评估 ,其中用结构奇异值对增稳系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能进行了分析 .结果表明设计方案能有效抑制扰动 。

操作机器人的行为动力学避障路径规划

将移动机器人行为动力学理论扩展到操作机器人三维空间,并应用到机器人路径规划中。在机器人动力系统中,将操作机器人末端执行器到达的目标位置作为吸引子,将所需绕过的障碍物作为排斥子,分别建立了趋向目标点和避障的行为动力学模型,并将两种行为耦合构成机器人整体的竞争动力学模型。仿真和实验结果表明:在行为动力学方程的控制下,末端执行器在避开障碍物的同时,安全有效的到达了目标点,证明了文中方法的有效性。

基于条件粒子滤波的高动态高灵敏度GNSS信号跟踪算法

随着北斗全球定位卫星系统的逐步完善和GPS等卫星系统的更新换代,卫星接收机的灵敏度需求也逐渐提高,而导航信号的微弱性和卫星与接收机之间的相对运动导致现有的卫星接收机高灵敏度跟踪算法的精度无法满足需求。针对这种情况,提出了一种基于粒子滤波的高灵敏度高动态跟踪算法。该算法利用粒子滤波对跟踪环路的各个因子进行修正,并在信号强度和动态应力自适应辅助调节下,实现高精度的接收机高灵敏度跟踪。该算法可以有效降低加加速度对跟踪环路的影响,对突发动态性改变具有较好的跟踪性能。将文中所提出的方法与现有的多种跟踪算法从估计准确度、动态性能和载噪比影响三方面进行分析对比,结果表明新算法相比于现有的跟踪算法能有效提高了接收机的估计准确度和动态性能,并降低载噪比的影响。

强干扰条件下超磁致伸缩致动器的模糊滑模动态控制

针对强干扰条件下,超磁致伸缩致动器位移动态控制存在的不足,建立了强干扰下超磁致伸缩致动器动态线性化模型,设计了基于模糊切换增益调节的滑模控制器,实现了致动器的动态跟踪控制。提出的模糊滑模控制器能有效实现了致动器的动态控制,位移跟踪误差在5%以内,取得了良好的控制效果。

排爆机器人四履带底盘转向驱动力计算及特性分析

针对排爆机器人四履带底盘的特点,提出了排爆机器人四履带底盘履带接地比压呈梯形分布的边界条件,建立了四履带底盘稳态滑移转向的数学模型,并采用拟牛顿法进行了数值求解,通过对求解结果的分析,得出了转向半径、转向极距、整机质心横向偏移对履带驱动力影响关系及整机质心纵向偏移对转向极距的影响关系,为排爆机器人底盘的驱动选型设计提供了理论依据。

高速磁浮动态轨道检测系统数据处理流程研究

为保障高速磁浮列车运营安全,必须对轨道进行周期性检测和维护,传统的以人工、轨检车巡检的检测方式会影响车辆正常运营且检测效率低。在分析轨道和转向架特点基础上,设计了搭载式的动态轨道检测系统。该系统具有可移植性强、检测效率高的特点。提出了检测系统的离线数学检测模型,并以仿真数据验证了模型的有效性,通过试验证明系统检测误差在±0.2 mm以内。