用正交配置法解微分方程

系统介绍了正交配置法求解常微分和偏微分方程 (组 )两点边值问题的过程。该法原理简单 ,计算量小 ,上机前处理量小 ,可应用于许多工程领域的计算     

N6160ZC型柴油机工作过程模拟计算与优化

N6160ZC柴油机是一种广泛使用于我国海洋船舶的中速增压四冲程柴油机，本文根据其工作原理和结构特点，对柴油机工作过程进行分析，建立了气缸内工作过程物理模型和数学模型，用龙格一库塔法对微分方程组进行求解，得到柴油机各循环的过程参数以及整机综合参数．在对工作过程计算的基础上，运用SW1FT方法，以有效油耗率为目标函数，以喷油定时、燃烧持续角等为优化变量，对工作过程进行优化计算，得到部分负荷工况下的最佳喷油定时由此，可以进一步对高压喷油泵柱塞头部线形进行设计，     

芳烃抽提过程动态模拟系统的实现

建立了工业芳烃抽提装置的动态模拟系统,超实时模拟了开停车过程、正常工况和事故状态下的动态现象。模拟结果应用于工厂并取得了良好效果。在模型闪蒸计算中,引入了适合于动态模拟的定容闪蒸模型算法。该模型中压力由物料平衡、热量平衡及相平衡联解求得。同时应用“超理论级”的概念,算法求解采用“双层法”确定相平衡方程的参数,既保证了计算的精确度和稳定性,又符合动态模拟快速的要求。实践证明开发的全流程动态模拟系统,能较真实地反映装置开停车及事故状态的动态效果,不仅可用于操作人员的现场培训,而且可用于操作人员进行生产工艺设计优化和控制方案设计研究。     

合成碳酸二甲酯反应精馏过程的模拟与优化

以实际工业生产装置为研究对象,研究了酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟与优化问题？建立了过程非平衡级模型,引入了分离效率函数,求解、模拟结果与文献值吻合良好、成功地解决了复杂反应精馏过程数学模型的建立与求解问题,并在此基础上优化计算了操作条件,同时用VB语言开发了完整实用的仿真软件？软件可用于碳酸二甲酯反应精馏塔的工艺设计、操作过程分析和参数调优等工作。     

采用不同分离技术的甲醇制芳烃流程对比分析与优化

为了降低甲醇制芳烃流程的能耗以及操作费用,提高经济性和竞争力,对采用冷油吸收法和精馏法进行轻烃回收的甲醇制芳烃流程进行了对比研究以及优化分析。首先,在Aspen HYSYS中建立了严格的流程模型,计算得到两个流程的能量平衡以及能量平衡数据,对流程操作以及产品数据进行了分析。然后,通过Aspen HYSYS和Matlab的数据连接,建立了以轻烃产品标准为约束的操作费用最小化的优化模型,并对两个流程进行了优化。结果表明：精馏流程的分离效果以及产品回收率均优于油洗流程;优化后油洗流程的总操作费用略高于精馏流程;从具体的操作费用贡献来看,精馏流程的电耗为油洗流程的1.46倍,并且需要使用更低温度的冷却剂,而油洗流程的中压蒸汽消耗量比精馏流程高出44.3%。该研究结果对进一步降低甲醇制芳烃工艺的能耗以及操作费用提供参考依据。     

建设项目随机离散型工期-成本优化算法的改进

针对建设项目随机离散型工期-成本优化问题的求解,一般采用遗传算法为外循环、蒙特卡罗模拟算法为内循环的双层循环算法框架. 为减少内层循环中按期完工概率约束条件检验所耗费的计算资源,根据按期完工概率估计值（采用蒙特卡罗模拟方法）的概率特性,提出一种计算资源的高效、动态分配策略,以提升现有算法的计算效率. 通过算例验证,本文建议的改进优化算法可高效、稳定地求解建设项目随机离散型工期-成本优化问题.     

基于gPROMS的渗透汽化过程分析与优化

本文采用Fick定律描述传质过程、Arrhenius方程描述扩散系数,建立用于乙酸酯化生产乙酸乙酯过程中粗酯渗透汽化分离计算过程的数学模型,在gPROMS软件中采用联立方程法对模型进行求解。在实际应用中采用单级膜组件较难达到分离要求,采用膜组件串联流程分离粗酯,以乙酸乙酯产品摩尔分数0.990为分离要求,以膜系统年度总费用最小为目标函数,优化膜系统的膜组件级数和单级膜组件面积。考察进料条件包括进料流率、温度和组成对最优膜系统的影响,指导不同进料条件下的优化设计。结果表明:采用3级单级膜面积为260 m~2的膜组件时,膜系统总费用较低。随着进料流率的增大,最优单级膜面积增大,当膜面积超过370 m~2时最优膜组件级数由3级增加为4级;随着进料温度的升高,最优单级膜面积减小,最优膜组件级数不变;随着进料组成中乙酸乙酯含量升高,最优单级膜面积减小,当采用2级膜组件完成分离任务时单级膜组件面积小于370 m~2,最优膜组件级数减少为2级。     

高校资本配置中基于边际效用理论的非线性规划模型

把边际效用理论应用于高校的资本配置，将有限的教育资本按边际效用理论科学地配置到办学条件中去，有利于节约资本，实现高校的最大化产出．以运筹学中的数学规划模型为基础，建立了一个基于边际效用理论的静态资源配置模型，考虑资源配置的实际情况，求解过程中提出了在高校有限资本配置中的循环求解法．     

具有循环对称特点的耦合结构振动特性分析

利用一些循环对称结构件经耦合后仍呈现循环对称的特点进行耦合结构的振动特性分析,以节约计算时间和计算资源。应用Weierstrass-Mandelbrot分型模型结合赫兹接触理论求解了耦合结构接触面的切、法向刚度,再用商业有限元软件导出了各结构件的刚度及质量矩阵,并通过扩维来组装耦合扇区的刚度矩阵;应用弹簧元模拟了接触面的切、法向刚度;对耦合结构施加复约束条件,用MATLAB开发出利用结构单扇区求解耦合结构振动特性的计算流程。将该流程应用于航空弧齿锥齿轮-阻尼碗耦合结构振动特性的求解,并与耦合结构的整体有限元模型计算结果进行了对比,结果表明:开发的计算流程在保证准确性的前提下,可以高效率地完成结构振动特性分析,计算误差控制在1%之内,运算时间节省了67%以上,同时可以有效节约存储资源。另外,通过对航空锥齿轮-附加阻尼碗的振动特性分析得知,该耦合结构增加了以阻尼碗振动为主振型的特征频率,在后续的结构减振或频响计算时应引起足够重视。     

双变量试差算法及其在循环水系统中的应用

基于末端热交换器冷流体流量核算的对数平均温差法,提出一种双变量试差计算方法以核算冷却循环水系统冷流体质量流量与出口温度。该算法将冷热流体出口温度约束引入换热器数学模型的求解过程中,选择末端换热器冷流体的质量流量、温度这2个变量代入换热器的热平衡方程和传热方程,计算换热量与热流体出口温度,不断修正冷流体质量流量与出口温度,直至热流体出口温度达到设定要求,且冷流体出口温度满足限制条件为止。以某工厂循环水系统节能优化设计为例,对比研究单变量试差法和双变量试差法在换热器冷流体流量核算中的应用。研究结果表明:按双变量试差法优化后的系统既能保障换热器的冷却效果,又能使冷流体出口温度满足控制要求。     

基于小波网络的非线性多变量约束预测控制

为了解决非线性多变量系统的建模、控制和优化问题 ,论文扩展基于小波神经网络的单变量系统辨识到多变量系统辨识 ,并用它实现非线性预测控制。对开环稳定过程 ,引入一个具有输入约束的基于小波神经网络模型的区域预测控制方案 ,它的闭环稳定性能够通过适当选择它的预测水平来保证。基于上述动态控制方案 ,提出了一个稳态状态优化方案。通过对一个聚酯生产过程的仿真研究 ,证实了上述方法的有效性。由于能够通过线性最小二乘 (L S)估计方法来辨识 ,该模型易于实现并可用作通用模型。仿真研究的结果表明了该模型的通用性、辨识和控制方法的简单性 ,所提出方案能够被用于过程工业的非线性系统的建模和控制     

基于状态反馈及前置补偿策略的直升机飞控系统设计

给出一种基于状态反馈与前置补偿的直升机飞控系统内回路设计策略,以实现内回路4个独立通道的隐模型跟踪,并根据操纵品质规范要求设计了期望的隐模型,使各通道实现了动态解耦及操纵解耦,且具有满意的动态跟踪响应特性,从而为简化外回路设计奠定了基础.仿真结果表明,文章所述的控制策略、设计方法是正确可行的.     

交流伺服系统PFC-PID串级控制的仿真研究

为了提高交流伺服系统的跟踪性能,将预测函数控制（PFC）和PID控制相结合,提出了一种PFC-PID串级控制策略.内环采用PID控制来提高抗干扰性,把内环作为外环PFC控制的广义对象,对广义对象进行拟合简化,得到一阶加纯滞后系统,作为PFC的预测模型,外环采用PFC来获得良好的跟踪性能.通过仿真及与PID控制的比较表明,采用PFC-PID串级控制策略能够改善交流伺服系统的控制特性.     

氧化铝熟料烧结回转窑智能控制系统设计与应用

介绍了氧化铝熟料烧结回转窑的工艺生产过程。针对生产过程存在的大滞后、非线性和多变量强耦合等特点,提出了基于自适应模糊控制、软开关控制、自适应预测控制和传统回路控制相结合的智能控制策略,并基于此策略在计算机集散控制系统上开发了氧化铝熟料烧结回转窑智能控制软件,成功应用于某公司氧化铝熟料烧结回转窑,实现了氧化铝熟料烧结回转窑的稳定控制。该系统投运以来可靠性高,控制效果及时、准确,具有在冶金、水泥等行业推广的价值。     

一种力位置控制冲击问题解决方法

针对数控系统力位置控制过程中的力冲击问题,基于阻抗控制基本原理,研究了一种解决该问题的控制策略.以X-Y-Z三轴运动平台为被控对象,建立了系统数学模型以及力传感器动态数学模型.以控制Z轴与工件的恒定接触力为目标,构建了切换控制系统,并证明了闭环系统的稳定性.在Simulink中搭建了力位置双闭环阻抗控制仿真系统,结果证...     

基于模糊-内模双环控制的船岸并网系统

针对靠港船舶与岸电装置并网失电、并网电压跌落、频率不稳定以及并网环路电流大等问题,提出了一种基于下垂原理的外环模糊控制与内环内模控制相结合的逆变器的船岸并网系统,实现靠港船舶与岸电的柔性并网,即并网冲击可控、负载平稳转移,保证负荷不断电情况下实现平滑切换。对船岸并网系统整体过程进行设计与仿真：整流侧使用三相PWM闭环控制;逆变环节采用基于下垂原理的模糊PI电压外环、内模电容电流内环的双环控制结构;船舶供电系统采用同步发电机模型。仿真结果表明：直流侧电压输出稳定并可调,高低压上船方式可调范围分别为500~1000V、1200~2000V;并网电流谐波含量分别为0.35%、0.40%;并网电压幅值、频率稳定且实现负荷平稳转移。     

一种鲁棒Smith预估器的设计方法

大滞后大惯性对象的控制一直是理论上得到重视但又没有得到充分解决的问题。 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器是用于大滞后大惯性对象的有效设计方法,但是对实际过程的参数变化很敏感。为改进 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器的鲁棒性,文章首先把 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器系统等效成为等价的内模控制系统,在对其稳定性和动态性能分析的基础上,根据回路成形的思想,提出了一种新的 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器的解析设计方法,所得控制器可等效成 Ｐ Ｉ Ｄ控制的形式,便于在实践中使用。理论分析和仿真计算表明,该方法能使闭环系统具有较好的动态性能和稳定性,而且鲁棒性较好     

基于模型预测策略的永磁同步电机最大转矩电流比控制优化

针对当前在采用最大转矩电流比(maximum torque per ampere,MTPA)控制策略的永磁同步电机双闭环矢量控制系统中,因外在负载或电机转矩突变,造成电流调节器因积分饱和而导致电机实际定子交-直轴电流无法快速跟踪给定的MTPA电流问题,提出一种基于模型预测控制原理的两矢量模型预测控制策略,来取代传统双闭环电机控制系统中的电流内环调节器。在分析永磁同步电机MTPA控制原理、电流内环调节器饱和原因的基础上,利用模型预测控制的非线性约束处理能力在每个采样周期内通过两电压矢量模型预测控制策略,获得更加准确的电压矢量。实现系统实时动态跟踪永磁同步电机MTPA轨迹的目标。仿真和实验结果表明,该控制策略在电机给定转矩或外在负载转矩突变情况下可实时跟踪MTPA给定电流的变化,电机定子电流未出现较大波动。     

煤气混合加压过程的智能解耦控制方法与应用

针对煤气混合加压过程的特点，提出一种融合模糊控制和专家控制的煤气混合智能解耦控制方法。热值压力解耦控制回路以热值为主要控制目标，通过模糊专家解耦控制策略和蝶阀组控制策略，保证混合煤气热值满足要求，同时稳定加压机前的压力；压力控制回路通过前馈和反馈专家控制器，使混合煤气压力跟踪给定值。实际运行结果验证了控制策略的有效性，煤气热值和压力误差均在设定值的5％之内。     

飞行模拟器操纵负荷系统内回路的逆模型控制

为了改善基于力回路的飞行模拟器操纵负荷系统的力感模拟逼真度,分析了内回路跟踪性能对力感模拟逼真度的影响;在基于结构不变性原理抑制多余力的基础上,提出了比例结合前馈逆模型补偿的复合控制策略,在不影响内回路稳定性的前提下,该复合控制策略能有效拓展内回路的频宽.仿真结果显示,该复合控制策略提高了内回路的跟踪性能.在基于RT-LAB的快速原型控制实验平台上进行了半实物仿真实验,结果表明该控制策略可以明显改善内回路的跟踪性能,从而显著提高操纵负荷系统力感模拟的逼真度.