基于火积的乏风催化装置换热器网络优化

以自主设计组装的乏风瓦斯预热直流催化装置预热系统为研究对象，基于热力学定律与火积分析理论，建立系统换热器网络热导系数模型，研究特定参数范围内最高运行温度、循环温差变化对换热器网络热导系数的影响。结果表明：当总热导系数大于某值时，随着最高运行温度的升高和循环温差的降低，总热导系数大幅下降；当总热导系数小于该值时，参数变化对其影响不再明显。鉴于此提出阈值优化概念，以一级预热系统为例，对比原设计值，采用阈值优化值作为设计参数时系统换热器网络对应总热导系数下降20.2%，热容流下降23.9%；对比以最小总热导系数为目标的优化，阈值优化能结合系统实际运行需求，以增加12.5%总热导系数换取热容流下降39.1%。     

一种紫色土图像的分割与提取方法

【目的】研究紫色土的图像分割与提取，为将来实现机器视觉识别紫色土打下基础。【方法】利用在RGB颜色空间的像素值分布特点，计算多变量条件概率，通过建立优化模型提取颜色特征值的边界，结合分段函数构建分割测度；然后，使用构建的分割测度建立基于密度峰值思想的优化模型，按照两次迭代差异最小化原则，优化局部分割阈值，从多个局部分割阈值中利用类内方差最小化模型获得优化的分割阈值，实现紫色土的图像分割；最后，以像素四邻域连通标记递归算法标记包含空洞的紫色土区域图像的连通区域以消除分割结果中的背景离散区域。同理，标记背景连通区域以填充紫色土区域图像空洞实现图像中紫色土区域的提取。【结果】计算综合评价指标F1、调整的兰德系数ARI和归一化互信息NMI来评价分割提取的结果。试验表明，提出的方法平均分割准确率达96.01%,97.16%和82.02%；与对比方法比较，提出的算法可以更加准确完整地分割与提取紫色土区域图像，最终实现紫色土图像土壤区域的完整分割。【结论】提出的算法是有效的。     

雷诺数对不同圆角率3∶1二维矩形柱体气动力的影响

在低紊流度的均匀流场中对4种圆角率(R/D=0,5%,10%,15%)的3∶1二维矩形柱体模型进行了刚性模型测压试验.试验雷诺数的变化范围为1.1×105~6.8×105,通过风压时程积分的方法获得了模型的气动力系数时程.研究了4个模型的气动力系数及其功率谱随雷诺数的变化规律.研究表明,圆角率为R/D=0和5%的模型的平均阻力系数随雷诺数的增大而增大,而圆角率为10%和15%的模型的平均阻力系数、均方根阻力系数和均方根升力系数随雷诺数地增大出现了明显地跳跃.圆角率为R/D=0和5%的模型的气动力系数功率谱曲线随雷诺数的变化较小,但圆角率为10%和15%的模型的气动力系数功率谱曲线呈现了明显的雷诺数效应.此外,3∶1二维矩形柱体模型的Strouhal数随着圆角率的增大而增大.     

基于小波变换的离子迁移谱信号处理技术

针对离子迁移谱信号受到噪声干扰的现状,本文提出利用小波阈值降噪的方法对离子迁移谱原始信号进行降噪处理.建立了基于小波变换的阈值降噪模型,以图谱中的1ng TNT信号为实验对象,对阈值计算原则、阈值处理方法以及小波基的选择进行了优化.结果表明：采用sym5小波,将原始信号进行3层分解后,根据固定阈值原则（Universal）获得的阈值,按照软阈值方法对小波系数进行处理并重构,原始信号中的噪声可以得到有效抑制.     

基于WASP模型城市人工景观水体水质的模拟

结合城市人工景观水体的水污染状况,基于WASP模型建立了城市人工景观水体富营养模型,并对模型中的参数进行了率定和验证,模型的主要参数率定结果为:复氧系数k2=0.13d-1,20℃时硝化速度系数k12=0.1 d-1,20℃时CBOD衰减速度系数kd=0.12 d-1,氧碳比aOC=32/12;非捕食性的浮游植物死亡速率k1D=0.005 d-1,氧限制的cBOD半饱和常数kBOD=0.5 mg.L-1,氧限制的NO3-N半饱和常数kNO3-N=0.1 mg.L-1,浮游植物生长系数GP1=0.5 d-1,浮游植物呼吸速度系数K1R=0.13 d-1.通过芙蓉湖2007年10月份水质参数DO,TN,TP和Ch1-a的模拟结果和实测数据的对比,得到相应的平均相对误差分别为2%,6%,15%和13%,表明模型达到精度要求,可以作为芙蓉湖水系的保护和管理工具.     

基于改进Dijkstra算法的最短路径搜索仿真

提出基于Dijkstra算法的最短路径搜索改进算法,通过设置高效的优先目标搜索区域,减少大量无意义运算,达到提高搜索效率的目的.以淄博市交通道路图(局部)为例建立系统仿真模型,分别以两点间距离系数和拥堵系数作为权值进行系统仿真,得出了基于不同权值的最短路径求解结果,并对算法改进前后测试数据进行对比分析.结果表明,基于改进Dijkstra算法实际运行时间均值仅占Dijkstra算法运行时间均值的23%以下.     

基于响应面法的平缝机刺布挑线机构动平衡优化

为改善高速工业平缝机的动态性能,降低其振动响应,对其关键机构——刺布挑线机构进行动平衡优化.建立了该机构的动力学模型,以振动力和振动力矩的均方根值为分析目标,考察设计变量对分析目标的灵敏度.基于最优拉丁超立方的试验设计建立分析目标的响应面模型并进行可靠性验证,选择合适的权重系数,建立优化数学模型.采用多岛遗传算法,通过改变构件的质心坐标位置及质量等参数对机构进行优化.优化后机构振动力和振动力矩等有明显改善,表明该方法具有较高的精确性与有效性,对改善如高速平缝机等复杂机械系统的动态特性有一定的参考价值.     

输电线路导地线和金具极限状态设计参数研究

考虑到安全系数设计法存在的许多问题,为了保持设计的统一性,同时与国际接轨,采用可靠度设计法对输电线路的导地线和金具进行设计。通过对按现行国家标准GB50545—2010和行业标准DL／T5154—2012设计的导地线和金具进行可靠度校准,选取目标可靠指标计算得到导地线和金具极限状态的荷载和抗力分项系数。研究结果表明,对于导地线,当恒荷载与风荷载组合时,弧垂最低点和悬挂点的平均可靠指标分别为4372和3968;当恒荷载、风荷载和覆冰荷载组合时,弧垂最低点和悬挂点的平均可靠指标分别为3157和2898。金具的平均可靠指标为399。导地线抗力分项系数γR的均值为1084,恒荷载分项系数γG的均值为1072,风荷载分项系数γW的均值为1828;金具抗力分项系数γR′的均值为1165,导地线竖向荷载分项系数γQ3的均值为1062,导地线风荷载分项系数γQ5的均值为1797。若采用基于可靠度理论的设计方法,建议导地线各分项系数取γR=11、γG=12、γW=18,金具各分项系数取γR′=12、γQ3=12、γQ5=18。     

基于静态与动态神经网络的运河水位预报

以杭州市上塘河运河为例,分别建立自回归、静态时延神经网络及动态反馈神经网络模型预报受闸门及泵站影响的城市河道未来1~3,h的水位变化,并对模型预报误差、不同水位区间下的误差-频数关系及训练数据的不确定性进行分析.研究结果表明:在预见期1~3,h内,时延神经网络预报效率系数均达到0.9以上,比自回归模型分别提高1.34%,、5.57%,和6.86%,,比动态反馈网络分别提高0.21%,、1.97%,和1.98%,;动态网络模型在人为调控的影响下仍能通过训练模拟出降雨径流关系,对数据具有更好的自学习与调适能力;时延神经网络模型随数据减少预测精度也减少,在仅保留1个洪水场次下效率系数最大降低8.05%,,而动态反馈网络效率系数随训练数据量变化基本在0.11%,内波动,因此在数据量较少的情况下宜建构动态模型.     

低RCS目标检测的制导雷达波形优化方法

提出了一种基于局部最大势-相对熵(LMP-KLD)的制导雷达波形设计方法.该方法基于低雷达散射截面积(RCS)目标特性和压制干扰等条件,构建了局部最大势(LMP)检测器,推导了影响检测器性能的偏移系数,从相对熵(KLD)的角度分析了偏移系数,建立偏移系数与KLD间的关系模型,然后利用极值点法在频域分配信号能量并确定发射信号频域表达式.仿真实验结果表明:当虚警概率为1×10-3时,通过波形优化算法设计的波形获得的检测概率比传统方法设计的波形提高了0.38.     

基于多网络模型的工程机械液压系统故障诊断研究

提出一种针对工程机械液压系统的多网络模型的故障诊断方法。该网络模型以广义回归神经网络(General regression neural network,GRNN)为基础,引入全局递归的反馈机制,构建动态GRNN模型。该方法首先为多个目标故障建立同等数量的动态GRNN目标故障模型,计算每个目标故障模型的检测阈值;然后,将测试故障样本代入每个目标故障模型中,当其残差平方和在对应阈值范围内即可确定故障类型。实验结果表明:多网络模型的故障诊断方法准确地诊断出95%以上的系统故障。     

基于稀疏混合模型的粒子滤波目标跟踪算法

本文针对在视频追踪过程中出现的目标遮挡问题,提出了一种基于稀疏表达的混合模型的粒子滤波跟踪算法.这种混合模型采用了基于全局模板和基于局部的描述方式,在全局模板的描述方式中,将目标模板由目标候选表示出来,线性表示的系数满足稀疏性约束条件,其系数作为目标候选的权重.同时在局部描述模型中,构造SIFT特征的完备字典,将局部模型稀疏表示成直方图形式,然后对遮挡部分进行处理,设置目标被遮挡部分的直方图权重,得到最终的局部模型直方图表示.最后本文将两种模型合理的融合到一块,得到一种联合的新的模型应用于目标跟踪,实验证明该方法有效的完成了视频中的目标跟踪.     

热轧轧制计划的多目标优化模型及算法

针对热轧轧制计划优化问题,建立基于奖金收集车辆路径问题（PCVRP）的多目标优化模型,其中包含两个目标：目标1为最小化相邻板坯的宽度、厚度与硬度的跳跃惩罚;目标2为最大化收集的奖金,即使得尽可能多的板坯编入轧制计划。在此基础上,提出一种基于Pareto最优的多目标蚁群系统算法（MOACS）,避免了传统加权法需要确定目标权重系数的缺点,一次运行可产生多个Pareto最优解,给决策者带来了更大的决策自由度。现场数据测试表明该算法具有良好的优化性能和实用性。     

基于效率优化的四轮独立驱动电动车转矩分配

对某款四轮独立驱动电动汽车转矩分配控制策略对车辆经济性影响进行研究,基于理论与试验数据,建立关键零部件数学模型及整车能耗的MATLAB/Simulink仿真计算模型.以降低系统能耗为目标,提出一种基于驱传动系统效率优化的转矩分配控制策略,得到转矩分配系数MAP图,从而避免了在线计算的时效性问题.不同行驶工况下的仿真结果表明,与固定比例的转矩分配方法相比,基于转矩分配优化算法的系统能耗可降低约5%.     

基于模糊理论的设备多目标预防性维护策略研究

[目的]针对当前生产设备多为单一目标维护决策的不足,同时考虑维护成本率和设备可用度,提出了一种基于模糊理论的多目标预防性维护策略模型.[方法]针对设备的衰退过程,结合役龄递减因子和故障率递增因子的混合故障率来描述设备的衰退特性;在此基础上,以可靠性阈值和预防维护次数为决策变量、设备维护成本率和设备可用度为目标函数建立设备多目标预防维护策略模型,基于模糊加权平均算法求解多目标维护决策模型.[结果]在仅以维护成本率为决策目标时,最优可靠性阈值为0.7,最优维护次数为5;在仅以设备可用度为决策目标时,最优可靠性阈值为0.7,最优维护次数为2;在多目标情况下偏重维护成本率时,最优可靠性阈值为0.7,最优维护次数为4;在多目标情况下偏重设备可用度时,最优可靠性阈值为0.7,最优维护次数为3.[结论]设备多目标预防维护策略模型更具灵活性,更加符合实际情况.     

面向级联失效的复杂层次网络可靠性

为深入研究现代军事复杂网络在级联失效下的可靠性,基于复杂网络的小世界效应、无标度特性和层次模块性,通过网络模块复制迭代方式,构建复杂层次网络模型;在不完全信息条件下,提出一种失效节点负荷局部再分配模型,利用网络连通熵作为网络连通性指标,建立复杂层次网络级联失效模型.研究结果表明:存在一个容限系数的最小阈值,当网络中的容限系数大于该阈值时,任意一个底层叶节点失效均不会导致网络发生级联失效,同时可以通过增加网络模块内部连接程度的方式提高网络可靠性.     

考虑应力梯度及附加强化的多轴疲劳寿命预测

以多轴缺口件为研究对象,考虑应力梯度和非比例附加强化对疲劳寿命的影响,建立一种适用于多轴缺口件的疲劳寿命预估模型.首先,以最大剪切应变幅作为损伤参量,借助坐标变换原理确定临界面位置,研究了裂纹萌生和扩展的物理机制;其次,利用有限元方法获得临界面上非均匀应力场,提取特定路径上的应力分布并进行归一化处理,给出多轴加载时的等效应力梯度因子;最后,考虑相位差的影响提出一种新的非比例附加强化因子,基于Manson-Coffin方程提出了一种多轴疲劳寿命预测方法.将本文模型、Smith-Watson-Toper(SWT)模型和Manson-Coffin方程的计算结果与实验寿命进行对比,结果表明本文方法的预测精度高于SWT模型和MansonCoffin方程.     

基于背景消除的小波域视频质量评价模型

为降低视频质量评价的复杂度并提高准确度,提出一种基于背景消除的小波域视频质量评价模型(BSWQ).首先,利用小波分解计算边缘系数相似性来获取全局质量;其次,以背景消除法提取视频帧组的失真和运动信息来构建时空域视频块,通过对视频块的边缘系数相似性加权获取每个帧组的质量,然后利用最差质量汇聚策略获取视频序列的局部质量;最后,将全局质量和局部质量求均值开方的倒数得到总体的客观质量.分别在LIVE和CSIQ视频库上对所提算法进行测试,与经典的评价方法 MOVIE相比,BSWQ的SROCC值平均提高了4.2%,,并且复杂度是MOVIE的0.77%,.     

面向离合器接合过程的比例电磁阀动态特性模型与设计

为提高离合器接合过程控制油压响应性能和精准度,提出了一种比例电磁阀动态特性模型与设计方法。首先,建立比例电磁阀二维有限元模型并通过试验验证了模型的准确性,借助试验设计和响应面方法建立电磁力的电磁铁结构参数模型,为电磁力与电流映射关系精准设计提供了参数化表达。其次,以比例电磁阀阀芯质量、弹簧刚度及其预紧力、黏性阻尼系数为设计变量,以压力上升时间及其超调量相结合的归一化综合函数最小值为优化目标,对其进行优化设计并分析其稳健性,试验结果表明输出油压动态响应时间减少18%、油压超调降低31%,能有效地满足其动态响应特性要求。最后,对比例电磁阀电流油压稳态输出特性进行试验验证,所建模型的仿真数据与试验结果相关性为0.998 3。该方法有效地提高了离合器接合过程控制油压的综合性能,且所提出的比例电磁阀动态特性模型与设计方法对分析同类控制油压问题具有工程性借鉴价值。     

刚柔耦合在仿猫腿跳跃机器人中的功率放大作用

针对一种仿猫腿机器人机构的跳跃能力进行分析,以研究弹性蓄能原件在机构中形成的刚柔耦合作用对机构跳跃能力的影响.建立了机构的运动学模型,利用ADAMS软件对机构进行了跳跃仿真.对其分析表明,弹性蓄能原件在起跳时对机构可以形成较大的功率放大作用,显著提高机构的跳跃能力,不同部位的蓄能原件对跳跃能力的影响不同.对机构各关节的阻尼和刚度配置对跳跃能力的影响也做了仿真和分析.