“一带一路”倡议对沿线国家集装箱海运连通性的影响研究

为研究“一带一路”倡议(BRI)对沿线国家集装箱海运连通性的影响,基于2010~2020年127个国家的面板数据,运用渐进双重差分法对该影响效应进行研究。研究表明,“一带一路”倡议显著地促进了中国同沿线国家之间的集装箱海运连通性,并且这种促进作用呈逐年递增的趋势。在经过平行趋势检验和一系列的稳健性检验后该结果依然是稳健的。异质性分析结果显示,“一带一路”倡议主要促进了中国同欧洲和大洋洲国家之间的集装箱海运连通性;对发展中国家的连通性具有显著的促进作用。

全方位机器人的重心位置预测与轨迹跟踪控制

针对全方向移动机器人存在非线性动态强耦合、实时重心偏移及难以实现高精度跟踪控制的问题,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的重心位置在线预测的轨迹跟踪控制法.首先,建立考虑重心偏移的动力学模型并基于LSTM神经网络训练构建其对比模型;其次,基于模型对比法实时估计重心偏移参数,再基于张神经网络(ZNN)对估计的重心偏移参数进行预测以减小估计过程引起的滞后;最后,基于非线性动态反馈解耦法设计数值加速度控制算法,且基于离散系统极点配置法分析了系统的稳定性.仿真结果验证了所提方法相对于数值加速度控制器与自适应控制器因能在线预测重心偏移参数完成高精度动态解耦实现控制精度的提高.实际实验中,所提控制算法相比数值加速度控制及模型预测控制,其跟踪精度明显提高,这表明所提控制算法可显著减小重心偏移对跟踪控制精度的影响.

考虑工作点时变特性的并网变流器全工作区间稳定性分析

现有工程运行数据显示,并网变流器(grid-connected converter,GCC)的动态特性与工作点密切相关。受新能源出力波动、负载投切等外部因素的影响,变流器工作点呈现随机时变特性。因此,分析整个工作区间中所有工作点的系统稳定性具有重要意义。传统阻抗/导纳分析方法可以有效分析GCC运行于特定工作点时的稳定性,但考虑系统所有可能工作点时则需重复分析,工作量大且难度较高。为解决这一难题,提出一种考虑工作点变量的多元建模方法。将工作点变量引入导纳模型,通过控制环路重构,建立GCC的多变量单输入单输出(single input single output,SISO)模型。所提模型直接包含工作点变量,因此可以有效分析变流器全工作区间动态特性。此外,综合考虑变流器最大传输限制和动态特性,提出一种基于安全运行域的稳定性分析方法,以实现多维工作区间中系统稳定性的直观表征。仿真和实验验证了所提多变量SISO模型和基于安全运行域的分析方法的正确性。所提模型和方法在分析电力电子装置运行极限、指导变流器设计和辅助功率器件发挥极限性能等工程场景中具有广泛应用潜力。

GNSS/SINS组合导航系统的改进变分贝叶斯自适应滤波算法

针对系统噪声及测量噪声统计量不准确的组合导航系统线性高斯状态模型,提出一种组合导航系统的改进变分贝叶斯自适应滤波算法(modified variational Bayesian adaptive filter,MVBAKF)。首先,选择Wishart分布作为已知均值的高斯分布协方差矩阵的共轭先验,并给出测量噪声方差、状态向量及其预测误差协方差矩阵的联合概率分布函数;然后,利用变分贝叶斯方法给出测量噪声方差及状态向量预测误差协方差矩阵的计算公式,进而提出具有迭代性质的MVBAKF算法;最后,进行基于MVBAKF算法的GNSS/SINS组合导航系统仿真实验。结果表明,相对于传统VBAKF算法,MVBAKF算法可较准确地估计测量噪声方差,有效克服系统噪声统计量不准确对滤波精度的影响,进而提高组合导航系统的滤波精度。

基于时变价格弹性矩阵的深谷电价多目标定价策略

随着碳中和、碳达峰目标的提出,构建高比例新能源的新型电力系统已成为未来能源电力的发展形态,由此导致的高比例新能源渗透使系统净负荷曲线呈现剧烈的波动性和显著的深谷特征,对电力系统安全运行以及供需平衡提出了新挑战。为此,提出了一种基于时变价格弹性矩阵的需求侧深谷电价多目标定价模型。首先,确立基于模糊隶属度的深谷时段划分方法,并利用贝叶斯判别法对时段划分结果进行合理性评估。其次,针对用户需求响应的动态性,建立具有时变特征的价格弹性矩阵模型衡量用户的响应程度。最后,以用户满意度和系统峰谷差作为待优化的两个目标,建立多目标混合整数规划的深谷电价定价模型,并用非支配排序遗传算法求解模型并得到其Pareto最优解。为了检验所提模型的有效性,将其应用于中国华东地区某省的实际场景进行仿真分析。结果表明,上述模型可在高比例新能源渗透情景下降低峰谷差,促进用户用电行为向深谷时段转移,缓解电力系统在深谷时段的运行压力。

一类区间时滞忆阻神经网络的稳定性控制

鉴于忆阻神经网络(memristive neural network,MNN)的数学模型是一种右端不连续的微分方程,经典的微分方程理论不再适用。借助微分包含理论和Filippov解的框架,将这一神经网络系统转化为通常的神经网络系统,并建立了时滞一次函数形式的新型李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函(Lyapunov-Krasovskii functional,LKF),运用积分不等式和倒数凸组合不等式估计其导数,得到了该系统渐近稳定的充分条件并以线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMIs)形式给出,便于用MATLAB软件验证。数值仿真结果表明,所得到结论正确且可实现。

人口流动影响区域经济高质量发展的时空收敛机制与效应研究

基于人口普查和抽样调查数据构建具有方向性的时变人口流动权重矩阵与空间马尔科夫链,实证分析人口流动对中国区域经济高质量发展的影响及其动态演进.研究表明:人口流动对高质量发展具有显著性正向影响;人力资本发挥显著性中间作用;各区域内部存在显著性俱乐部收敛;按水平分组内流动人口作用显著,地域分组内不显著.

Wide-Area Delay-Dependent Adaptive Supervisory Control of Multi-machine Power System Based on Improve Free Weighting Matrix Approach

The paper demonstrates the possibility to enhance the damping of inter-area oscillations using Wide Area Measurement (WAM) based adaptive supervisory controller (ASC) which considers the wide-area signal transmission delays. The paper uses an LMI-based iterative nonlinear optimization algorithm to establish a method of designing state-feedback controllers for power systems with a time-varying delay. This method is based on the delay-dependent stabilization conditions obtained by the improved free weighting matrix (IFWM) approach. In the stabilization conditions, the upper bound of feedback signal’s transmission delays is taken into consideration. Combining theoriesof state feedback control and state observer, the ASC is designed and time-delay output feedback robust controller is realized for power system. The ASC uses the input information from Phase Measurement Units (PMUs) in the system and dispatches supplementary control signals to the available local controllers. The design of the ASC is explained in detail and its performance validated by time domain simulations on a New England test power system (NETPS).

基于新积分不等式的时滞负荷频率控制系统稳定性分析

该文研究了具有时变时滞和负荷扰动的负荷频率控制系统的稳定性问题。首先,构造新的增广向量和具有多重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,建立不同变量间的耦合关系;其次,为了与所构造的泛函紧密配合,提出基于时滞相关矩阵和自由矩阵的积分不等式及基于时滞相关矩阵的反凸组合不等式,对泛函导数进行更精确的估计,从而得到具有较小保守性的负荷频率控制系统的稳定性判据;最后,通过对典型二阶时滞系统和单区域时滞负荷频率控制系统进行仿真分析,验证了所得的稳定性判据具有较小保守性,并分析了负荷扰动和控制器参数对系统时滞上界的影响。

双线性奇异摄动系统的无源控制器设计

研究了1类不确定变时滞双线性奇异摄动系统的无源控制。通过构造依赖于奇异摄动参数ε的Lyapunov函数,采取线性矩阵不等式和范数有界的方法,获得了使系统渐近稳定和严格无源的时滞依赖的充分条件,进而利用线性矩阵不等式的解给出了无源控制器的设计方法。考虑到系统模型的复杂性,给出了时滞独立的充分条件,从而降低了线性矩阵不等式的阶数。提出了一种奇异摄动参数ε允许上界的估计方法。通过数值仿真验证了以上方法的有效性。

基于时变特征矩阵的相似流域识别方法研究

为了提升无径流资料区水文预报相似流域识别的可靠性,提出了一种相似流域识别方法,该方法通过引入流域时变特征信息,构建流域时变特征矩阵及其展布方法获取流域特征向量,并利用经典K-means聚类方法实现相似流域识别,并以江西省17个天然闭合流域为例,结合新安江模型,开展特征向量/矩阵构建、相似流域聚类识别、模型参数移用、水文预报结果对比分析等一系列研究。结果表明,提出的时变特征矩阵用于无径流资料区水文预报能取得较好的应用效果,与传统的仅基于时不变下垫面信息的相似流域识别方法相比,预报精度得到提升;基于时变综合要素获得的相似分组取得了最高的预报精度,基于时变气象要素获得的相似分组预报精度优于仅基于时不变下垫面要素获得的相似分组;与基于单一要素相似流域识别方法相比,基于综合要素获得的相似分组改善了参数移用的方向性问题,但尚不能完全消除方向性影响。

基于增广Lyapunov泛函的时变时滞T-S模糊系统稳定性分析

针对含有时变时滞的T-S模糊系统进行稳定性分析。首先,利用线积分李雅普诺夫函数和增广李雅普诺夫泛函方法,构造一个包含更多有效信息的李雅普诺夫泛函,使增广向量中不仅包含了双重积分,还包括含时滞乘积项的双重积分。然后,采用一种估计精度更高的广义自由权矩阵不等式方法对泛函导数中的积分项进行界定,从而得到了保守性更小的稳定性判据。接着,对所得到的稳定性条件通过三阶矩阵不等式判定方法转化为线性矩阵不等式的形式。最后,采用两个数值算例验证所提出的稳定性判据的优势。

基于接触有限元的跨接齿轮啮合刚度计算及激励特性分析

针对齿轮内部激励及齿轮副激励力特性问题,建立跨接齿轮三维有限元模型,基于接触有限元方法对跨接齿轮开展时变啮合刚度的计算;在此基础上建立跨接齿轮-轴-轴承模型,基于有限元软件隐式动力学计算方法,进行动态响应及激励力的计算。结果表明,采用接触有限元方法能够得到跨接齿轮的考虑初始啮合相位的时变啮合刚度,动态激励力以啮合频率为主,伴随有以转动频率为调制频率的边频带。

基于滑动窗邻域保留投影的工作模态分析

为了识别线性慢时变结构的工作模态参数,提出一种基于滑动窗邻域保留投影(MWNPE)的工作模态参数识别方法。该方法基于“时间冻结”理论,利用固定长度的窗口,将每个窗口内的非平稳信号看作平稳的随机序列,从而将线性时变结构离散成有限个线性时不变结构。在每个窗口内,利用邻域保留投影算法寻找窗口内位移响应数据的低维嵌入,低维嵌入与模态坐标响应矩阵相对应;再利用单自由度识别技术从模态响应矩阵中识别出窗口的模态固有频率;最后,利用最小二乘广义逆估计出变换矩阵,变换矩阵与模态振型矩阵相对应。通过质量慢时变三自由度(DOF)的仿真结构验证表明,所提方法能有效识别出线性慢时变结构的工作模态参数,且识别精度优于滑动窗主成分分析方法和滑动窗等变自适应源分离(EASI)方法。

线性常时滞时变系统的有限时间稳定性分析

本文研究了一类线性常时滞时变系统的有限时间有界与输入-输出有限时间稳定性问题,通过构造Lyapunov泛函,并利用时变的矩阵不等式,分别获得了线性常时滞时变系统的有限时间有界和输入-输出有限时间稳定的充分条件。同时,设计了状态反馈控制器,使得闭环系统有限时间有界且输入-输出有限时间稳定,并通过仿真算例验证了本文方法的有效性。

时变通信时延下的多无人机系统编队追踪控制

针对存在时变通信时延的情形,研究了多无人机系统的编队追踪控制问题,使得系统中的领导者能够追踪期望轨迹,跟随者能够追踪领导者轨迹并形成期望编队。对系统中的无人机建立其动力学模型,对于所描述的情形作出一些基本假设和说明。基于一致性理论对领导者和跟随者设计相应的控制器,通过变量代换和数学变形,将原系统的编队追踪控制问题变为低阶系统的渐近稳定问题。设计合适的Lyapunov-Krasovskii函数,运用线性矩阵不等式的相关定理,推导出新系统渐近稳定的充分条件。在Matlab环境中对系统进行飞行仿真实验,实验结果表明:在满足所给条件时,系统在时变通信时延条件下能够实现编队追踪控制。

船舶动力定位系统的复合抗干扰控制

针对带有未知时变干扰和推进器故障的动力定位船舶,本文提出一种复合抗干扰控制方法。通过设计随机干扰观测器和故障诊断观测器估计未知干扰和故障,利用线性矩阵不等式证明了船舶的位置和航向保持期望值,且动力定位系统的所有信号都是依均方渐近有界的。最后,以比例模型船进行仿真,验证所提策略的有效性。

基于啤酒发酵过程的时变轨迹输出反馈鲁棒模糊预测控制

考虑到实际生产中状态不易测量和设定值变化的情况以及系统本身的非线性特性,针对啤酒发酵过程温度控制系统提出了一种时变轨迹下输出反馈鲁棒模糊预测控制方法;在啤酒发酵罐温度系统的机理模型的基础上,建立包括不确定性和未知干扰的状态空间模型;通过设计模糊集,建立为具有加权系数的T-S模糊状态空间模型;并在状态变量的中引入输出跟踪误差,建立新型多自由度状态空间模型;并运用鲁棒模型预测控制方法优化参数不确定性问题,结合李雅普诺夫稳定性理论推导出线性矩阵不等式形式的稳定性条件,通过求解线性矩阵不等式中参数来计算对应子模型控制律,并对所设计的输出反馈控制器给定权值;通过仿真结果验证了提出方法的有效性和可行性。

分数阶时变切换系统有限时间异步控制

针对一类时变切换系统,当考虑子系统具有分数阶(Fractional Order)特性时,提出了一种基于模型依赖平均驻留时间方法的有限时间稳定性条件及异步切换控制策略.借助Caputo分数阶导数引理和切换Lyapunov函数,利用矩阵不等式技术提出了分数阶时变切换系统有限时间稳定的充分条件.将有限时间稳定的结果进一步推广到有限时间有界的情形,利用平均驻留时间思想提出了分数阶时变切换系统有限时间有界的充分条件,基于该条件设计了系统的异步切换控制器.所给出的设计方法将系统异步切换控制问题转化为矩阵不等式组的求解问题.通过数值仿真验证了所提控制方法的有效性.

论四维弯曲时空中的正则方程及量子力学原理

根据哈密顿原理,利用等时变分法推导出四维弯曲时空中的测地线方程﹑拉格朗日方程﹑哈密顿正则方程以及拉格朗日函数与哈密顿函数。这些推论与广义相对论相对应的结论一致;过渡到非相对论时,其结论与经典力学一致。同时,根据哈密顿正则方程及相对论性矩阵力学,推导出四维弯曲时空中的矩阵力学方程。