污水处理过程的奇异摄动模型仿真研究

活性污泥污水处理过程是一个多时间尺度的大规模非线性系统。其数学模型非常复杂,不便于进行控制系统的设计。为了从控制和优化的角度促进活性污泥数学模型的应用,以活性污泥一号模型（ASM1）为基础,COST 624 benchmark为平台,采用奇异摄动法并结合灵敏度分析法使系统降维。建立了活性污泥奇异摄动模型。简化后的模型组分、反应过程和参数的数量都少于ASM1。仿真结果表明简化模型与原有模型的动态特性基本一致,证明了该算法的有效性。     

活性污泥吸附和稳定过程的细胞自动机建模与仿真

从活性污泥法污水处理过程的复杂性和丰富的动力学行为出发,结合活性污泥去污机理及其生长规律,建立了活性污泥吸附和稳定过程的细胞自动机模型,并利用实际参数进行仿真实验。结果表明,该细胞自动机模型能复现活性污泥的吸附和稳定过程,反映BOD(生化需氧量)的去除情况和活性污泥的生长状况,实现活性污泥系统曝气池内污水处理过程的动态可视化模拟,展现了细胞自动机模拟污水处理过程的优势,并为类似复杂系统建模提供基本思路。     

活性污泥法污水处理过程动态仿真研究

根据污水处理过程的实际需要,在国际公认的活性污泥模型ASM1模型的基础上,获得了能够反映污水处理系统出水水质的简化模型.利用LabVIEW软件平台,开发出了基于该模型的污水处理过程动态特性的仿真系统.系统具有反映污水处理过程动态信息量大、直观性好、人机交互方便等特点.通过对污水关键水质参数COD、BOD5、SS进行仿真,证明了该仿真系统的有效性.     

传统活性污泥法曝气池的细胞自动机模型

从活性污泥系统的复杂性及其生物学信息出发,结合传统活性污泥法的工艺特点,利用二维细胞自动机模拟曝气池内一个竖截面沿池长方向的演化过程,从而模拟出传统活性污泥法曝气池的污水处理过程。利用实际参数进行仿真实验,结果表明该细胞自动机模型能复现曝气池微生物复杂的生长代谢过程,描绘出有机物的降解过程和活性污泥的生长状况,实现了传统活性污泥法曝气池内污水处理过程的动态可视化,直观刻画了活性污泥系统的多样性、随机性、不确定性、强非线性等复杂系统的特征。最后,对所建模型的应用进行了分析。     

活性污泥污水处理系统的模糊神经网络控制

针对中、小型污水处理厂的实际情况，在对活性污泥污水处理系统机理模型研究的基础上提出一种控制模型。在对系统进行性能分析与综合的基础上，提出了应用于该控制模型的模糊神经网络控制器。通过仿真实验表明，该控制器能够自动调整隶属度函数、动态优化控制规则，将其应用于活性污泥污水系统具有快速性与有效性，比基于规则的传统模糊控制具有更强的鲁棒性，可以获得良好的控制性能。     

序批式活性污泥法反应池的细胞自动机模型

根据活性污泥法的去污机理和细胞自动机的特征,结合序批式反应池的特点,建立了序批式反应池的细胞自动机模型,并利用实际参数进行仿真实验.结果表明该模型能够描述出污水中有机物被吸附再被降解的过程和微生物的生长、繁殖及死亡等过程,从而描绘了有机物的去除过程和活性污泥的生长过程曲线,实现了污水处理过程的可视化,为复杂系统控制奠定基础.最后,分析了该模型的应用情况.     

双稳系统数值仿真模型的稳定性分析

数值仿真方法是双稳系统输出特性研究中经常使用的方法。双稳系统离散模型的稳定性分析是对其进行数值仿真研究的基础．以前的研究未能给出模型的稳定性条件。通过理论推导，分析并得到了双稳系统数值仿真模型在不同参数取值下的稳定性条件．在此基础上进行了数值仿真试验，数值仿真结果与理论分析结果相一致，为双稳系统数值仿真研究时的参数选择提供了依据。     

一维流体相变过程的统一分布参数模型及数值仿真方法

流体流动相变系统在工程领域具有十分广泛的应用。针对流体相变系统动态过程仿真模型所存在的几个主要问题，建立了一维流体相变系统动态过程的统一分布参数模型。给出了一种基于流体质点追踪思想的解析．数值混合仿真方法，有效地解决了此类系统现有动态仿真模型中难以避免的数值稳定性问题、仿真模块频繁切换问题和工质相变点瞬态位置难以准确确定等问题，从而为一维流体相变系统提供了一种十分有效的建模及数值仿真方法。     

复杂系统的遗传-模糊建模方法

针对复杂系统的模糊建模问题，提出了一种遗传．模糊建模新方法。首先，利用竞争学习算法对输入空间进行自适应聚类，基于聚类结果提取模糊模型的规则前件隶属函数参数，采用局部最小二乘法求得规则后件参数，从而初步建立起系统的T-S模糊模型。然后，对规则前、后件参数进行编码，借助于实值编码遗传算法优化模糊系统。最后，数字仿真结果验证了算法的可行性和有效性。     

一种改进的紊流风模型及其仿真算法

从提高飞机飞行动力学系统仿真的逼真性出发，提出了一种新的大气紊流模型，并研究了模型的仿真实现技术。该模型是在Dryden模型的基础上改进的。通过比较．Dryden模型与Von Karman模型的功率谱，提出了改进的紊流风模型的形式，采用参数优化方法对模型参数进行优化，得到了一种更为接近Von Karman频谱的紊流风模型。在此基础上推导出该模型仿真实现的计算公式，从而形成对该模型的仿真算法。通过在频域的分析比较和时域的仿真计算验证了模型的合理性和算法的正确性。本文给出的紊流风模型及其仿真实现算法，可用于飞行模拟器的实时仿真，也能用于飞行动力学系统的非实时数字仿真计算。     

信息更新频率对供应链稳定性的影响

将信息更新频率作为影响供应链系统稳定性的系统参数之一,建立了可延期交货与不可延期交货两种情况的供应链库存控制系统模型。通过仿真实验确定了不同条件下供应链库存控制系统的稳定域。分析了信息更新频率对系统稳定性及对系统订货量和库存量波动的影响。研究结果证明通过提高信息更新频率,可延期交货库存控制系统的快速响应特性和稳定性都能得到明显的改善。而对于不可延期交货库存控制系统,由于不能延期交货,提高信息更新频率对系统特性的改进并不明显。根据研究结果提出了供应链成员决策的管理学建议。     

液压系统半实物仿真平台设计

结合液压系统仿真计算技术和自动化试验技术,构建了液压系统半实物仿真平台,通过仿真计算模拟液压系统的环境参数和控制规律,利用实物模型模拟难以建立数学模型的液压元件。重点介绍了液压系统半实物仿真平台布局结构、仿真模型建立过程以及仿真过程控制系统,并针对某液压起竖系统进行了应用分析。     

隧洞施工过程的Petri网络模拟方法

Petri网络模拟方法是通过应用Petri网的基本特性对施工系统进行建模，描述模型中资源等施工参数随施工进度的变化，其网络模型能够较好地描述实际施工系统的动态变化情况，优选施工组织方案和施工机械设备的配置。本文系统分析隧洞施工过程及其程序，建立了基于Petri网络的施工过程模拟模型以及可行施工方案的多目标决策模型。实例分析说明了模拟方法、模拟模型和决策模型是有效的、可行的。     

大坝混凝土施工过程赋时Petri网络模拟方法

赋时Petri网络模拟方法是通过应用赋时Petri网的基本理论对施工系统进行建模，描述模型中资源等施工参数随施工进度的变化，其网络模型能够较好地描述实际施工系统的动态变化情况。系统分析大坝混凝土施工过程及其程序，建立了基于赋时Petri网络的施工过程模拟模型以及可行施工方案的多目标决策模型。实例分析说明了建模方法、仿真模型和决策模型是有效的、可行的。     

高速公路交通仿真软件开发

为能对汽车控制系统进行有效的实地测试,从而设计开发了基于英国典型高速公路路段的交通模型。该模型提供了对英国高速公路交通流量模拟、路面状况模拟、交通规则模拟及路面用户的微观行为模拟。驾驶员模型包括道路汽车跟随模拟和汽车超车模拟。通过对本交通模型微观参数的优化,使所开发的交通模型能与实地测试数据相符合,从而能更真实地仿真实际高速公路的环境。基于该模型所开发出的具有图形用户界面的能为汽车控制系统的测试与评估提供有效的支持。