用于控制系统研究的300MW机组锅炉动态模型

依据系统机理推导了300MW机组锅炉的动态模型.模型的输入为给水阀开度、汽机调门开度、燃料量、给水温度;输出为汽包压力、汽包水位、蒸汽流量.模型中各系数与运行工况有关,可根据当前的汽包压力、锅炉物理结构数据及水蒸汽性质得到.该模型反映了实际系统的时变性及非线性,可用于基于模型的锅炉控制算法的研究,也可用于火电站实时仿真机上.     

舰船喷水推进系统数学建模及动态工况仿真研究

对舰船喷水推进系统而言，动态工况下喷水推进泵的工作安全性是一个十分重要的研究课题，而控制系统参数设定的正确与否将在很大程度上决定动态工况下喷水推进泵能否安全可靠工作。首先建立了适用于系统动态工况仿真的舰船喷水推进系统数学模型及仿真模型，然后从避免喷水推进泵在动态工况过程中工作曲线进入使用限制区域的角度出发，重点对舰船加速和回转两类动态工况进行了仿真研究，并依据仿真结果对相应控制参数的正确设定提供指导。     

船舶轴带发电机系统的仿真设计与建模

介绍了WMS2000型轮机仿真器中轴带发电机的工作原理、仿真系统设计及数学建模方法，并给出了部分具体数学模型。仿真轴带发电机采用西门子轴带发电机系统作为仿真母型。经简化设计，仿真轴带发电机系统包括休控室的操作屏、机舱的整流／逆变屏和电站监控计算机中的模拟检测系统。建立了能量系统模型、电力回路系统模型和控制系统模型。能量系统模型遵循能量守衡定律，电力回路模型估算了电流、电压及频率等参数，控制系统模型依据特性曲线得到。所建立的数学模型可仿真轴带发电机系统的正常及非正常工况，达到了较高的稳成和动态仿真精度。     

螺旋桨特性四象限Chebyshev拟合式的建立与深潜艇直航全工况运动仿真的实现

具体给出了深潜艇螺旋桨四象限特性的Chebyshev多项式拟合表达式,并转换为普通多项式表达式。给出了螺旋桨四象限动态工作情况下的仿真模型。这使明确表达深潜艇推进电机负载的静、动态特性成为可能。据此建立了适用于四象限动态工况的深潜艇推进模型。运用以上结果对深潜艇进行了多方面的仿真,仿真结果与实艇试验数据有很好的一致性,证明了以上结果在用于四象限动态工况研究和仿真时的正确性和有效性。     

直接空冷凝汽器的数学模型研究和仿真分析

在深入了解直接空冷凝汽器系统内部结构、系统构成及凝结换热计算原理的基础上,充分考虑凝汽器结构参数和工质物性参数对传热过程的影响,运用工程模块化建模方法,建立了直接空冷凝汽器各冷却单元凝结换热及空冷凝汽器整体压力计算的动态仿真模型.基于STAR-90仿真支撑平台开发了相应的模型算法.以某200MW直接空冷机组凝汽器系统为对象建立了该系统的整体仿真模型,对模型在不同负荷下的静态精度以及各种扰动下的动态特性进行验证,表明本模型能满足工程应用要求,可用于仿真培训、空冷凝汽器变工况特性分析等,具有较好的工程实用性.     

液压伺服阀的热力学模型研究及数字仿真

以能量守恒原理为基础推导了控制体内温度变化的计算公式,结合伺服阀的压力流量特性,提出了建立伺服阀热力学模型的方法.对包含一个四通滑阀的液压系统进行建模和仿真,仿真结果表明,模型可以很好的反映阀在各种工况下的动态热力特性,对提高液压系统热力学建模及仿真的精度具有较好的参考意义.     

燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型

采用模块化建模方法开发了燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型.根据联合循环机组工作机理和特性,以质量、能量、动量平衡原理为基础,结合相关专业基础知识,论述了燃气顶循环和蒸汽底循环系统中主要设备和过程仿真模块的数学模型及建模思路,与热力系统中其它辅助设备仿真模块相结合,以深圳广前电力有限公司M701型燃气-蒸汽联合循环机组为对象,建立了完整的联合循环机组热力系统机理性实时仿真模型.仿真试验表明所建模型能够正确反映参照机组热力系统的动态特性和全工况运行过程,整体模型运算稳定可靠,不仅可用于机组运行人员的仿真培训,还可为联合循环机组控制系统设计与分析提供良好的非线性对象模型.     

履带车辆动力传动与推进系统集成化建模扭转载荷的时域仿真

利用虚拟样机技术,采用模块化原理,分别建立了发动机、液力变矩器、行星变速箱、液压操纵系统、行动系统等整车各个子系统的模型,通过软件之间的接口,实现了集成化,仿真了车辆在一档工况下爬坡时,车辆动力传动及行动系统的载荷情况,为设计提供了可靠的动态载荷,为试验数据校验仿真模型打下了基础.还可实现对整车在换档、转向、加速等方面的仿真,为传动系统和整车其它系统之间的性能匹配提供了可靠的分析优化模型.     

风电机组运行动态数字孪生建模及半物理仿真

面向数字孪生技术所提出的精准映射与实时仿真需求,针对大型风电机组复杂非线性运行特性,提出了一种多输入-多输出(multi-input multi-output, MIMO)有限差分域-混合半机理(finite difference domain-hybrid semi-mechanical, FDD-HSM)数字孪生建模方法,建立了含物理控制器的风电机组数字孪生半物理仿真系统。推导机组集成动态MIMO-FDD-HSM模型结构;定义可表征机组运行工况的有限差分回归向量,完成全工况下有限差分空间紧致凸划分、参数模型辨识以及非参数模型训练;联合物理控制器搭建风电机组数字孪生仿真系统,开展硬件在环实时仿真。结果表明：该仿真系统具有高精度、实时逼近能力。     

水电站水力系统非线性动态模型仿真

针对水电站水轮机水力系统不同结构形式,应用牛顿运动定律,建立了单压力引水管水力系统非线性动态模型、调压室-压力引水管水力系统非线性动态模型、一管多机水轮机水力系统非线性动态模型,模型考虑了压力引水管水体摩擦损失、调压室特性等因素对系统模型的影响。基于MATLAB仿真环境建立了水电站水力系统非线性动态仿真模型,仿真模型动态仿真了不同水力系统结构的非线性动态模型对水轮机输出功率及机组水头的影响,仿真结果表明:调压室-压力引水管系统非线性动态模型比单压力引水管系统非线性动态模型对水轮机输出功率影响大、输出功率震荡调节时间长;单压力引水管系统非线性动态模型可以近似看作一阶系统,调压室-压力引水管系统非线性动态模型可以近似看作二阶系统。一管多机系统中,机组输出功率、机组水头存在耦合影响,影响程度与机组水门相对开度有关。     

工程飞行仿真实时管理调度模型的研究与实现

结合某大型工程飞行模拟器的开发,为实现复杂飞行仿真系统的快速构造和实时调度,基于客户/服务模型,建立了一种面向分系统服务对象的管理调度模型。本文首先介绍了该工程模拟器的结构与功能,然后对这种管理调度模型进行了详尽阐述,并给出了该模型在工程中的具体实现。     

Hull-White模型和二叉树模型在预测油价及油价波动风险上的应用

油价的预测向来是一项具有重要意义而又艰巨的课题. 利用Hull-White模型对油价波动进行预测是一种有意义的尝试, 在尝试过程中, 发现其在实际应用中的缺陷, 之后利用二叉树模型对Hull-White模型做了改进, 并以1986年1月3日至2010年2月12日共一千两百多周的周油价数据作为参考值, 用定量的方法分析了改进模型的应用, 从结果可以看出, Hull-White模型和改进模型都能够有效预测油价的波动范围, 但是, 改进模型在预测油价波动范围上与原先的Hull-White模型相比有更好的效果, 并且具有优势.     

500MW机组模糊多模型协调控制系统仿真研究

针对一个500MW单元机组协调控制系统的仿真模型，首先依据滑压曲线对模型线性化得到其典型平衡工作点的线性化模型，并用隶属度函数连结成T-S模糊模型；然后针对各线性化模型设计了多变量内模控制器；最后，设计了以多变量内模控制器作为局部模型控制器的模糊多模型协调控制系统。它既可以克服模型工作点变化所带来的非线性问题，同时又可以保证控制回路间的有效解耦。仿真研究证明了控制系统设计的有效性。     

舰艇摇摆作用下火炮射击诸元求解模型分析

通过研究摇摆运动作用下目标相对运动规律的变化,分析了摇摆运动对射击诸元精度产生影响的机理,指出了主要原因在于目标运动模型误差增加、提前点偏差增加。在研究弹丸膛外运动模型的基础上,分析并建立了基于迭代方法的射击诸元求解模型,并在此基础上建立了摇摆运动补偿模型,实现了对舰艇和甲板摇摆运动的有效补偿;建立了仿真模型,并设计了仿真实例对模型的有效性进行了验证,同时也通过实例验证了摇摆运动对于射击精度的影响原理分析的合理性。研究的结论和设计的模型对于进一步改进射击理论、研究射击技术提供了理论参考。     

基于贝叶斯CAViaR模型的油价风险研究

CAViaR模型是常用的VaR估计方法之一, 但通常面临参数估计和模型检验的困难. 本文发展了贝叶斯CAViaR模型用于分析油价风险, 并考察该模型在参数估计、模型选择、VaR预测等方面的作用. 采用布伦特原油价格日数据, 研究显示贝叶斯CAViaR模型有效控制了估计风险和模型风险, 且具有较好的VaR预测绩效, 优于传统CAViaR模型. 本文同时指出, 油价VaR存在自回归特征并受前期正负收益率的不对称影响. 不对称斜率CAViaR模型有效刻画了油价VaR的动态变化模式.     

基于RBF神经网络的加热炉钢温预报模型

本文针对加热炉钢温预报模型存在的缺陷，研究用ＲＢＦ神经网络建立和加热炉钢温预报模型仿真结果表明所建立的模型简单，精度高，满足工程要求。     

基于数据库的神经网络轧制力建模

冷连轧过程控制的轧制力模型对于提高轧制精度和降低生产成本具有重要的意义，而传统的轧制力模型结构简单，精度较低，即使在实际生产中采用自适应技术，也无法满足高精度轧制的需要。为此针对5机架冷连轧机，提出并联结构的BP神经网络模型；采用Levenberg-Marquardt算法进行训练，确定网络的结构和参数；在数据库中建立钢种与神经网络的结构和参数一一对应的关系表，保存网络训练结果。对神经网络模型的仿真测试表明该神经网络轧制力模型有较强的泛化能力，收敛速度快，不易陷入局部最优，精度明显高于传统的轧制力模型。     

基于动态混沌神经网络的预测研究——以马铃薯时间序列价格为例

针对农产品价格波动的非线性特征明显、传统时间序列方法在预测农产品价格短期波动存在不足等状况,本文将混沌理论和神经网络技术应用到农产品价格短期预测研究中,充分利用相关技术优势,设计了动态混沌神经网络时间序列预测模型.在此基础上,选取2008年1月21日-2012年7月1日的中国马铃薯日度价格为研究对象,对所构建的动态混沌神经网络时间序列预测模型进行学习、训练和测试,并用统计分析方法对模型性能进行评价与分析,最后,将所构建模型的预测结果与传统预测方法预测出的结果进行比较研究.结果显示:整个动态混沌神经网络结构为27-12-1,所设计的基于动态混沌神经网络的马铃薯价格时间序列预测模型在预测精度和性能上较ARMA模型均具有明显优势,这一预测模型在农产品价格时间序列短期预测研究上将具有广阔的应用前景.     

基于有理插值函数的利率期限结构模型

本文基于重心权有理插值函数,提出了一种新的利率期限结构静态估计模型,并给出一整套建模过程(包括基函数的构造、参数估计、节点选择、模型预测等).与传统的样条方法相比,本文提出的模型具有以下四个方面的优势:拟合的利率曲线光滑性更好;模型计算复杂度较低;参数估计存在明确的经济意义;模型的预测精度更高.最后,将该模型应用于上海证券交易所交易的国债利率期限结构研究,结果显示:模型在结构分析、计算复杂度、预测能力及经济内涵等方面均优于传统模型,能够有效提高国债利率期限结构拟合与定价的准确性.     

无模型控制方法的抗干扰能力分析

无模型控制方法在实际应用中收到了良好的效果,这是因为无模型控制方法有一系列优秀的性能.实践表明在这些性能中,克服强干扰的能力是最重要的.分析了无模型控制方法的抗干扰能力,并通过与PID调节器抗干扰能力的仿真比较,进一步说明了无模型控制方法具有很强的抗干扰能力.