地下水多层含水层系统的动态数值仿真

建立地下水多层含水层系统的动态数值仿真模型，对郑州市地下水流场进行预报和评价。以非均质各向同性渗流模型仿真地下水流，用不规则三角网格有限差分法求解三维数值仿真模型。先解逆问题反求参数，再解正问题计算地下水各项资源量，数值仿真预报地下水渗流场至１９９８年。通过地下水渗流场的优化调控，使研究区内不合理开采地下水资源所引发的环境问题减小到最低程度，为郑州市水资源管理提供科学依据     

交流电磁场缺陷检测系统建模与仿真

结合交流电磁场检测(ACFM)原理和数值分析技术,针对海洋平台水下裂纹缺陷智能可视化检测样机开发的需要,引入有限元分析方法,建立了3种不同的ACFM有限元分析模型:激励仿真模型、计算模型和探头运动仿真模型.激励模型可以准确模拟检测中感应电磁场的分布规律,为探头设计和优化提供理论依据;计算模型能够完成稳定检测状态下缺陷上方磁通密度分布的分析和数值计算;探头运动仿真模型主要用于探头运动检测或大缺陷检测情况下磁场分布的分析和计算.以上3种专用的参数化仿真模型的建立,简化了ACFM数学模型中缺陷附近电磁场分布的仿真分析和求解,为老龄平台的缺陷检测和延寿技术研究提供了技术支持,具有较强的理论价值和实用价值.     

基于Tikhonov正则化理论的时差定位新算法研究

提出了基于Tikhonov正则化理论的多站时差定位新方法.将基于拟最优原则的Tikhonov正则化方法应用于经过线性化处理后的定位方程组的求解,这种方法的优势之一在于它不需要任何关于噪声分布的信息.给出了有关正则解收敛性的理论结果,并介绍了正则化定位的计算方法.在计算机仿真部分,以普通最小二乘定位算法为参照,给出了在不同误差条件下两种算法的定位结果.数据结果显示,正则化定位算法的定位精度相对较高,且抗噪声干扰的能力也较强,这证明了正则化定位算法的可行性.     

高分辨雷达-维距离像稀疏表示技术

高分辨雷达回波信号处理和特征提取技术受到广泛的关注.针对雷达目标几何绕射参数化模型,采用稀疏成份分析方法研究了高分辨距离像的超分辨重构和特征提取问题,分析了正则化函数的指标参数对信号重构性能和计算复杂性的影响,在此基础上提出了一种具有稀疏表示能力的正则化函数,实现了目标散射中心的有效分离.数值结果也验证了该方法的合理性和有效性.     

基于Sallen-Key滤波器的数字高斯成形方法的仿真

详细阐述了一种指数信号数字高斯成形技术的计算机仿真方法.首先,以Sallen-Key滤波器为基础,建立了指教输入信号和高斯输出信号之间的数学关系模型.该模型是一个二阶微分方程.其次,模型解算过程中利用数值微分算法得到一个数值递推解通过计算机仿真该数值递推解实现了指数信号的数字高斯成形.最后,将成形模型应用于实际核脉冲信号分析系统中,通过计算机仿真确定了成形参数.     

支持向量回归机元参数优化方法

为了优化ε不敏感支持向量回归机（ε-support vector regression, ε-SVR）的三类元参数,根据其耦合程度将其优化问题分解为核参数优化和结构参数（即不敏感参数和正则化参数）优化两个子问题,并提出了相应的优化方法。首先,提出了一种新的核校准系数以优化核参数;其次,提出了一种基于期望训练误差的结构参数优化方法;最后,为准确估算ε-SVR的期望训练误差,还提出了一种根据实际训练误差分布特征评估和校正期望误差的方法。仿真结果表明,该文方法具有与交叉检验法近似的优化效果,且时间效率更高。     

电力备用市场资源优化配置的模型与求解方法

对于发电公司在电力备用市场中的资源优化配置问题,建立一种均值一方差模型,同时允许发电公司从市场购买某种产品以满足其它产品的需求.针对模型中出现的非光滑问题,引入极大熵函数将其光滑化,并采用非线性互补方法求解.该方法利用Karush-Kuhn-Tuchker(KKT)条件得到一个非线性互补问题,然后利用非线性互补函数将其转化为非光滑方程组,并引入参数再次进行光滑化,最终通过求解一组光滑方程组以逼近原问题的最优解.数值分析验证了该方法的有效性.     

振动二阶Sylvester矩阵方程鲁棒解法及仿真分析

考虑了具有参数不确定的振动二阶Sylvester矩阵方程求解问题.基于二阶Sylvester矩阵方程解的参数化表达式,将具有参数不确定的振动二阶Sylvester矩阵方程求解问题转化为误差性能指标极小化问题.提出了求解具有参数不确定的振动二阶Sylvester矩阵方程问题的算法.数值算例及仿真分析验证了所提算法的有效性.     

一种求解最优控制问题的混合WNN-PSO算法

针对最优控制问题的数值求解,提出了一种混合小波神经网络粒子群(WNN-PSO)算法,算法首先利用小波神经网络的非线性逼近能力参数化最优控制轨迹,将最优控制问题转化为非线性规划(NLP)问题,其决策变量为小波神经网络的参数,然后采用粒子群(PSO)算法优化小波神经网络参数,获得NLP问题的全局最优解.针对Bang-Bang最优控制问题和一个经典的化工过程最优控制问题进行仿真研究,验证了所提出算法的可行性和有效性.     

裂隙-岩溶介质空间水流数值仿真与流场优化

裂隙-溶隙水流系统的数值仿真具有明显的优点，数值仿真试验可以通过多种数值方法，识别流场特征，刻画流场时空演化规律，本文基于研究区地下水系统概念模型。以非均质各向异性渗流模型仿真裂隙-岩溶水流，用有限元法求数值解，先解逆问题反演求参，再解正问题计算地下水开采资源量，耦合地下水数值仿真模型与线性规划，建立地下水优化管理模型。通过设计地下水降深分布求最优开采量的方法，实现对地下水渗流场的优化调控。     

辐射热传导问题的SFVE格式与数值仿真

在柱坐标系下,首先为多介质的输运管单温辐射热传导和多介质的三温辐射热传导两类模型问题,构造了一种针对非混合网格的保对称有限体元(SFVE-I)格式;接着针对一种特殊混合网格,分别为定常扩散和三温辐射热传导模型问题,构造了一种有限体元(FVE-II)格式;进行了数值实验与数值仿真,其结果表明:对定常问题,在一致网格上有限体元解函数关于真解函数和流函数的逼近分别具有二阶、一阶精度;对上述两种模型问题,数值仿真得到与实际物理现象基本相符的热传导过程和温度分布,且能量守恒误差均小于5%。     

薄壁蓄热器周期传热仿真系统的开发

基于渐近分析法开发蜂窝蓄热器传热数字仿真软件。建立薄壁蓄热器周期传热的数学模型,求取针对沿气流流动方向弱固体导热条件下的蓄热器温度分布近似表达式,并设计了求取其解析—数值解的算法。运用Matlab的符号运算、数值积分和卷积功能,开发出薄壁蓄热器周期传热仿真系统。热态实验证实了解析精度和可靠性。用等效气固传热系数,可减少由简化通道内热辐射和忽略入口效应引起的解析误差。有效地提高了低氧弥散燃烧设计和操控优化的经济性、准确性和效率。     

序列蒙特卡洛滤波在卫星传热反问题中的应用

为了解决卫星在轨外热流辨识与实时温度预测问题,提出采用序列蒙特卡洛SMC(Sequential Monte Carlo)算法实时辨识卫星轨道外热流变化,结合双层集总参数模型,快速准确地预测星载仪器温度变化.SMC算法采用构造温度的后验概率密度函数PPDF的方法进行滤波和预测,使得外热流的在线辨识和温度预测性能得到较大提高.仿真结果表明序列蒙特卡洛滤波方法可以实现卫星热系统动态特性辨识,保证了低维模型参数的自适应辨识的可靠性,实现受控对象温度变化的在线预测技术.     

发汗冷却控制系统的参数辨识

本文针对飞行器再入全程热环境的地面模拟试验和飞行实测研究，应用发汗冷却控制技术，通过热层内点温度测量，引入敏感系数，给出热层加热面表面热流的参数辨识方法，解决了这一参数辨识定解问题的不适定性。由于应用了发汗冷却控制技术，避免了热层表面出现烧蚀，内点测温可以获得全程信息，因此为再入热环境的全程实验研究提供了实现的途径。本文参数辨识的计算结果与正问题的数值模拟结果吻合得很好。     

利用贝叶斯模型进行热参数估计

对利用Bayesian模型分析热传导反问题中的导热系数预测问题的方法进行了研究。导热系数反问题的解是其后验概率密度的数学期望,用MarkovchainMonteCarlo算法计算后验状态空间以得到未知导热系数的统计估计。方法中取导热系数的先验分布满足正态分布,似然函数中的温度数据满足稳态零均值白噪声,先验分布与似然函数相乘得到后验概率密度函数。采用Metropolis-Hasting算法进行数据采样构造Markovchain,并截取收敛后的样本进行分析。     

切向加速度与弦误差约束的CNC系统时间最优轨迹规划

针对计算机数控(CNC)系统给定参数化路径, 给出了一种求解时间最优轨迹规划问题的凸优化方法. 轨迹规划问题考虑切向加速度约束与弦误差约束. 通过建立两种约束下的状态容许空间, 分析约束对时间最优轨迹的影响. 通过非线性变量代换, 时间最优轨迹规划问题被表述为一个与时间无关的凸最优控制问题. 基于控制向量参数化(CVP)方法, 问题被进一步转化为易于求解的凸优化问题. 以路径参数对时间的二阶导数(参数加速度)为优化变量, 序列二次规划(SQP)方法获得问题数值解. 文末通过求解两个测试路径的时间最优轨迹规划问题, 验证方法的有效性.     

THE MODIFIED METHOD OF CHARACTERISTICS WITH FINITE ELEMENT OPERATOR—SPLITTING PROCEDURES FOR COMPRESSIBLE MULTICOMPONENT DISPLACEMENT PROBLEM

For the three-dimensional compressible multicomponent displacement problem we put forward the modified method of characteristics with finite element operator-splitting procedures and make use of operator-splitting,characteristic method,calculus of variations,energy method,negative norm estimate,two kinds of test functions and the theory of prior estimates and techniques.Optimal order estimates in L^2 norm are derived for the error in the approximate solution.These methods have been successfully used in oil-gas resources estimation,enhanced oil recovery simulation and seawater intrusion numerical simulation.     

Rao-Blackwellised粒子滤波SLAM的一致性研究

Rao-Blackwellised粒子滤波SLAM(RBPF SLAM)算法的复杂度与特征个数呈线性关系,对于大规模SLAM有明显的计算优势,但是该算法不能长时间满足一致性要求,必须进行改进。采用归一化估计方差NEES对算法的一致性进行了分析,得出粒子耗尽是造成算法不一致的原因,并分别采用辅助粒子滤波及正则粒子滤波对算法进行改进,以得到一致的RBPF SLAM。最后,通过大量的Monte-Carlo仿真实验,验证了方法的有效性。     

Adaptive Numerical Approach for Optimal Control of a Single Train

This paper considers the optimal control problem of a single train, which is formulated as an optimal control problem of nonlinear systems with switching controller. The switching sequence and the switching time are decision variables to be chosen optimally. Generally speaking, it is very difficult to solve this problem analytically due to its nonlinear nature, the complexity of the controller,and the existence of system state and control input constraints. To obtain the numerical solution, by introducing binary functions for every value of the control input, relaxing the binary functions, and imposing a penalty function on the relaxation, the problem is transformed into a parameter optimization problem, which can be efficiently solved by using any gradient-based numerical approach. Then, the authors propose an adaptive numerical approach to solve this problem. Convergence results indicate that any optimal solution of the parameter optimization problem is also an optimal solution of the original problem. Finally, an optimal control problem of a single train illustrates that the adaptive numerical approach proposed by us is less time-consuming and obtains a better cost function value than the existing approaches.     

Parallel Digital Simulation for the Control Problem in Differential Algebraic System

Ｐａｒａｌｌｅｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｂｌｅｍ　ｉｎ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ａｌｇｅｂｒａｉｃ　ＳｙｓｔｅｍＣｈｅｎＬｉｒｏｎｇ＆ＬｉｕＤｅｇｕｉ（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍ...