复杂电磁环境仿真试验体系的模型验证方法研究

依据无人飞行器复杂电磁环境适应性能力试验验证评估需求,提出了"一条主线、两级仿真、三个层次、分层仿真、综合评估"的复杂电磁环境抗干扰仿真试验体系。其中"一条主线"是指紧扣应用需求,坚持仿真全过程的模型校核、验证和确认(VV&A)开展仿真;"两级仿真"是从建模与仿真的角度出发,建立交战级(系统级)和工程级(部件级)两级仿真,向上可以支撑任务级(体系级)仿真系统仿真模型的建模与验模;"三个层次"是指探测设备的仿真模型粒度分为信号级仿真模型、介于信号模型与功能仿真模型之间的模型、功能仿真模型三个层级;"综合评估"是对"两级三层次"试验得到的关于对抗进程和结果的数据进行综合处理,对复杂环境下某型装备抗干扰能力进行综合性评估。在此基础上,详细阐述了复杂电磁环境仿真试验体系的模型验证方案,并且提出了信号级、功能级仿真系统的模型验证方法及其实施步骤,为复杂电磁环境下仿真试验体系的模型验证工作提供有效的技术支撑。     

基于遗传算法的交通信号动态优化方法

针对典型的城市多车道双向交叉路口的交通流分布，以四相位信号控制为例，建立了以控制周期内路口的总延误车辆数最小为控制目标、以信号相位绿灯持续时间和信号周期时长为控制变量的交通信号动态配时模型。并用基于实数编码的遗传算法对信号周期和相位4绿信号时间等控制变量同时进行优化。为检验算法的优化效果，针对实际交叉路口高峰小时的实测交通流量数据，进行了大量次数的仿真计算，并对仿真结果进行了分析。     

航天器抗辐射等效试验评估建模

针对当前多组源X射线辐射地面模拟试验无法进行的问题, 提出一种单组源X射线辐射等效优化方法, 用来指导等效单组源X射线辐射地面模拟试验中多因素值的确定。首先, 利用克里金模型和层次高斯过程模型等两种数据融合建模方法, 分别构建对应的单组源X射线辐射地面模拟试验数据融合模型。然后, 分别在克里金模型和层次高斯过程模型的基础上, 提出期望提高等效优化算法和层次期望提高等效优化算法。通过对两种优化算法的对比分析可知, 层次期望提高等效优化算法在搜索中包含更多不确定性, 全局搜索效果更佳。仿真结果表明，所提方法可为后续进行等效单组源X射线辐射地面模拟试验提供目标指导。     

网中水塔树状给水管网优化设计

在考虑了二级泵站分级供水的基础上，把整个管网系统作为一个整体，根据水塔在管网中的位置，分别建立了两类网中水塔树状给水管网优化设计的数学模型。应用所提出的优化模型，在保证管网各节点流量压力条件下，可确定管段尺寸，水塔高度及泵站扬程最优值，使管网系统年费用最低。由于优化模型为线性规划模型，便于计算机求解。这一方法也可推广应用到网前和对置水塔树状给水管网系统的优化设计中去.     

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。     

单个压差式矢量水听器MVDR波束形成的优化研究

从矢量水听器和声压阵两个角度,研究了单个二维压差式矢量水听器的最小方差无失真响应（minimum variance distortionless response, MVDR）波束形成的优化技术。针对压差式矢量水听器半径波长比大于0.1时,利用它进行方位估计性能恶化的问题,提出了一种修正的单个压差式矢量水听器MVDR波束形成处理方法。仿真和湖上试验的结果表明：修正的压差式矢量水听器MVDR处理方法对阵元间距的变化具有更好的稳健性;在半径波长比小于0.1时具有更好的估计性能,在半径波长比大于0.1的一定范围内依然具有良好的方位估计能力。     

高压注水泵动力学仿真分析

简要地分析了中国石油机械设备的发展现状，提出了在我国石油机械装备企业运用现代设计方法的必要性。简要地介绍了动力学仿真及其相关技术。并选取典型的3H-8/450型高压注水泵作为研究对象，完成了泵仿真模型的建立；对泵进行运动学和动力学仿真分析，系统所需电机驱动力矩计算；并用理论解对仿真模型和仿真结果进行了验证；对仿真结果进行分析，提出了改进意见，并对改进设计进行仿真实验，仿真结果表明改进设计显著地改善了泵的受力状况。     

管状直接甲醇燃料电池的建模和仿真

通过对管状DMFC的电化学反应机理分析，采用活塞流反应模型建立了甲醇、氧气和气态水的浓度分布模型；依据列管式换热器原理，建立了甲醇溶液、膜电极和空气的温度分布模型，并对电流密度、进料参数对浓度分布以及电池温度影响进行仿真，为管状直接燃料电池选择合理的控制变量和控制策略提供佑据；仿真结果表明，对于液相进料的DMFC，甲醇溶液的温度是影响整个电池温度的主要因素；根据燃料电池的热力学数据，对电池的效率进行了分析。     

增量模型控制压力恒定的多源供水实时调度

针对多水源供水管网系统参数多及变量间存在耦合,难以实现合理实时调度而导致水压多变等问题,提出一种基于增量模型控制压力恒定的多源供水管网系统优化调度策略. 依据用户流量参数预测建立增量模型,以分界监控点压力参数恒定为目标函数推导多水源调度策略,并调节机泵输出压力,机泵启停状态及变频机泵转速为优化决策变量. 鉴于供水系统模型的非线性和混合变量的耦合性,采用蚁群算法进行优化,引进扰动因子并修正搜索转移步长和动态挥发系数来提高全局寻优能力. 算例仿真表明,该模型和方法可快速找到优化调度的最优解,跟踪流量变化和保持监测控制节点实时压力恒定的效果好,为多水源的实时协调调度提供了好的基础.     

公共建筑空调温度设定值的动态优化控制研究

近年来,通过优化室内空调温度设定值以达到节能目的已成为一种趋势.采用热平衡的方法,构建了室内温度与室外温度和室内舒适度的数学模型.在保证舒适度指标-1＜PMV＜+1的基础上,以系统能耗最小为目标,建立了室内温度设定值动态轨迹优化模型.针对一栋典型办公建筑进行仿真,结果表明,该动态优化方法与26℃固定温度设定值控制方法相比,整体系统能耗不仅可以节省2.3％,而且还能改善室内舒适度指标.     

中央空调水系统传感器在线故障诊断研究

针对中央空调冷媒水系统中的温度传感器，本文提出了一种基于数理统计的在线故障诊断方法，以实现在线检测并修正传感器的突发漂移故障。首先建立控制体的能量守恒方程式，然后利用其残差值判断是否出现传感器漂移故障，根据残差方程的数字特征运用数理统计的方法建立诊断方程组，通过采集有效的系统运行数据求解诊断方程组以修正传感器的故障。该方法在已经建立的中央空调水系统仿真器上进行了验证，结果表明它能够较快地解决传感器突发漂移故障，将其嵌入到楼宇智能控制系统中将使系统更可靠，更智能。     

基于多种群遗传算法的城轨列车节能运行优化研究

通过建立定时约束条件下的最小能量控制模型,采用Pontryagain极小值原理推导了城市轨道列车节能操纵策略的组成。提出一种变长实矩阵编码的多种群遗传算法进行列车节能运行优化:采用多质点的列车牵引仿真器模拟列车运行;对列车运行控制序列采用变长实数矩阵编码;引入基于退火选择的变长算子以增强算法的全局搜索能力;适应值共享保持种群的多样性;多种群并行寻优提高收敛速度,增强寻优过程的稳定性。实例计算结果证实了该方法的有效性和先进性。     

基于动态温度调控的空调系统能耗预测

针对动态温度调控的空调系统能耗预测问题,设计了动态温度调控策略并通过EnergyPlus仿真得到空调系统逐时能耗数据集.在采用集成方法分析能耗的基础上,建立改进PSO算法优化BP神经网络(improved particle swarm optimization-back propagation neural netwo...     

Coverage of communication-based sensor nodes deployed location and energy efficient clustering algorithm in WSN

An effective algorithm based on signal coverage of effective communication and local energy-consumption saving strategy is proposed for the application in wireless sensor networks. This algorithm consists of two sub algorithms. One is the multi-hop partition subspaces clustering algorithm for ensuring local energybalanced consumption ascribed to the deployment from another algorithm of distributed locating deployment based on efficient communication coverage probability (DLD-ECCP). DLD-ECCP makes use of the characteristics of Markov chain and probabilistic optimization to obtain the optimum topology and number of sensor nodes. Through simulation, the relative data demonstrate the advantages of the proposed approaches on saving hardware resources and energy consumption of networks.     

一类混合动态系统的仿真方法

结合现有的连续变量动态系统及离散事件动态系统的仿真模型和仿真算法，分别给出了交互型和监控型两种混合动态系统的仿真模型及仿真算法     

时滞系统的最优PID控制与仿真

对过程控制领域中两类典型时滞系统在控制能量存在约束时的最优控制问题作了探讨。定义了一个包含跟踪误差和控制能量在内的积分平方性能指标，针对不同系统运用谱分解的方法最小化该性能指标，从而导出相应的PID控制器的参数整定方法，可使系统在控制能量约束条件下具有最优的控制性能。仿真研究进一步说明了所给方法的有效性。     

面向绿色云计算数据中心的动态数据聚集算法

在分析目前云数据中心设备能耗和数据访问规律的基础上,创建了云计算数据模型,研究了云计算系统任务调度和数据部署层面的节能机制,提出一种面向绿色云计算数据中心的动态数据聚集算法。算法分为数据聚集与节点聚集两个层次,在兼顾系统服务质量的同时,按照节点和数据在不同时段的使用情况有效聚集数据,实现原本随机部署的数据与节点的有序化聚集和重新部署,从而使计算存储节点能够轮流运转,部署于云数据中心各区域的温控设备可以更加精确地实施定点环境温度控制。算法达到既充分利用资源,满足用户的服务需求,同时降低系统的整体能耗的目标。通过仿真实验进行了实验验证和性能分析,结果表明算法能够保障云数据中心的服务质量,提高设备稳定性,达到了“绿色”节能目标。     

Distributed power control algorithm based on game theory for wireless sensor networks

Energy saving is the most important issue in research and development for wireless sensor networks. A power control mechanism can reduce the power consumption of the whole network.Because the character of wireless sensor networks is restrictive energy,this paper proposes a distributed power control algorithm based on game theory for wireless sensor networks which objects of which are reducing power consumption and decreasing overhead and increasing network lifetime.The game theory and OPNET simulation shows that the power control algorithm converges to a Nash Equilibrium when decisions are updated according to a better response dynamic.     

无线网卡能耗建模及在GloMoSim中的实现

参照笔记本电脑无线网卡各工作模式下功率消耗实测结果，建立了ad hoc网络结点无线网卡能耗模型，并介绍了如何在GloMoSim仿真环境中进行实现。此模型可广泛用于ad hoc网络无线结点能量消耗的研究中。运用新模型对IEEE 802．11节能模式的仿真表明：在流数目较多网络负荷较大时802．11节能模式并不能有效节省结点能耗，协议还需进一步改进。     

具有时间约束的电梯节能调度算法

针对电梯节能问题, 提出电梯能耗损失计算方法, 构建具有时间约束的电梯节能调度模型, 应用粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)分别对已知目标楼层和预测目标楼层两种情况的电梯节能调度问题进行建模和求解. 通过数值仿真分析, 从等待时间和能耗两方面比较了三种算法(最近服务原则(nearest car, NC)、已知目标楼层的粒子群算法和预测目标楼层的粒子群算法)的性能. 研究结果表明, 与NC算法相比, 在保证80%以上 乘客等待时间小于60s的情况下, 已知目标楼层的PSO算法可以实现系统节能18.2%; 预测目标楼层的PSO算法可以实现系统节 能9.6%. 随着等待时间约束的放宽, PSO算法可获得的节能比例显著增加. 目标楼层的准确性对节能调度具有重要影响, 已知目 标楼层的PSO算法会比预测目标楼层的PSO算法约多节能10%.