基于组合优化策略的离心泵叶轮优化设计

为了缩短水力机械的水力设计周期和提高设计效率,提出了一种水力机械全三维的优化设计体系,实现了叶片参数化设计、网格划分、CFD计算和后处理的过程全自动集成。采用了遗传算法(GA)全局探索、响应面(RSM)近似建模和二次序列规划方法(SQP)局部寻优的二阶组合优化策略,达到了高效优化设计水力机械叶轮的目的。利用该优化设计平台,以离心泵叶轮水力效率最大化为目标函数,以影响叶片形状的多个几何参数为设计变量,对离心泵叶轮进行了优化设计。优化设计后叶轮水力效率由原来的89.8%提高到92.4%。     

公交优先的交通信号多层模糊控制模型

针对城市交通信号控制及公交优先问题,首先提出了一种基于交通需求强度的单路口多层模糊控制模型。第一层用来判断路口的交通需求强度,第二层主要完成相位优化功能,第三层用来确定各个相位的有效绿灯时间。进而考虑公交优先将模型扩展为公交优先的交通信号多层模糊控制模型,给出了模型结构与控制方法。仿真结果表明,与定时公交优先控制模型相比,该文提出的公交优先的多层模糊控制模型在交通量较大情况下能有效减少公交车辆延误,可应用于未来的信号控制系统中。     

压水堆线圈编码控制棒位置探测器的数学模型

为了设计数字式控制棒位置探测器,根据线圈编码棒位探测器编码机理,确定了探测器的3个编码要素,即测量线圈的布置方式、线圈的分组接线方式和衔铁运行位置。提出了包括编码三要素的函数、4个定义以及探测器输出码推导的数学模型。探测器的输出码(GRAY码)矩阵表征了控制棒在堆内的实际运行位置。以大亚湾核电站的控制棒位置探测器为例,其输出码计算结果表明了线圈编码棒位探测器的数学模型的正确性。该数学模型对于其他类型的数字式棒位探测器同样适用。     

卫星编队飞行指向跟踪姿态控制

卫星编队飞行的应用之一是受控卫星在目标卫星、空间站、载人飞船周围以“编队飞行”的形式相伴飞行,对目标进行观测或者执行更多的操作。该文研究这种应用中的姿态控制问题。假设两个飞行器的轨道信息已知,由轨道信息确定实现姿态跟踪调节所需的一种可能的期望姿态,给出了解析表达式,包括姿态角、姿态角速度及角加速度。采用基于四元数的控制律,用3个动量轮实现了卫星长时间、大角度姿态跟踪机动。仿真结果显示,在超过一个周期的仿真时间内,姿态及姿态角速度与期望姿态的吻合程度比较好,而且力矩的花费也不是太大。     

卫星编队飞行的协同控制

为了实现卫星编队飞行任务,设计了卫星编队飞行队形协同控制。考虑控制精度以及小推力卫星变轨时间长等特点,采用了相对运动的非线性动力学方程进行数学建模,并采用精度较高的相对轨道根数法设计了目标队形。应用滑模控制理论,设计了跟踪控制器,并通过Lyapunov稳定性理论,证明了控制系统全局渐近稳定性。通过一个“1颗主星与3颗从星”编队的测量基线放大控制仿真,验证了该控制器的可行性。结果表明,该控制器具有控制精度高、实时性强等特点,可用于卫星编队飞行队形协同控制。     

泄水建筑物中突扩突跌体型侧墙上的水力特性

为保证池水建筑物侧墙的稳定与安全,通过模型试验研究了突扩突跌体型的侧墙上的水力特性。采用比尺为1¨30的水工模型,在高流速条件下观测了侧墙水流流态、通气量、掺气浓度及时均压力分布。试验细部结构特征,发现侧空腔内的反射回漩流和突扩弧形面上的白色蚀带。侧墙等压线分析发现:侧墙水流冲击带是引发或影响各种侧墙水力特性的主导因素,冲击带水流向上游反射,缩小了侧空腔的有效通气面积;冲击带水流的折冲作用,可能诱发侧墙空化空蚀破坏。     

不同水土流失治理模式下的土壤理化特征

在福建省长汀县水土流失区土壤调查与实验的基础上，对土壤理化特征进行深入分析．研究表明：研究区内因水土流失严重，土壤质地太粗，土壤养分的全量与速效含量都很低，全P和速效P的含量尤为明显，要使植被得以恢复，施肥特别是施用磷肥是一个极为重要的环节．各种土壤养分含量均随土壤侵蚀程度的增强而呈递减之势．裸露坡地土壤养分各指标均明显低于研究区的平均水平，不同的水土流失治理措施均促进了土壤肥力的提高，以园地对坡地土壤肥力的提高作用尤为明显．种植草被对磷素含量的提高起到积极的作用．随着植被覆盖度的增加，土壤养分各指标含量都随之呈现增大之势，水土流失区种植草被是生态恢复与重建的关键环节．     

草邦水库水质现状评价与污染防治措施

以草邦水库水质现状监测为基础,评价其水质现状.监测结果表明,草邦水库在枯水期的总P质量浓度为0.087~0.129 m g.L-1,总N质量浓度为0.719~1.158 m g.L-1,高锰酸钾质量浓度为5.261~7.824 m g.L-1,表明水库水质具有富营养化现象;其它监测项目均在GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准之内.建议在控制污染源的同时,应从生态等方面加强对草邦水库的管理.     

模糊时间Petri网应用

本文在时间Petri网和模糊Petri的基础上提出了一个新的模型——模糊时间Petri网.在给出定义之后,并利用该模型的对一个简单的实例进行了分析,得出了利用模糊时间Petri网可以充分的利用资源,极大的提高了资源的利用率.     

非线性依赖年龄的人口动态最优收获

在L1(0,T)空间内研究非线性依赖年龄的人口动态的最优控制问题.通过分离收获项,把该人口发展方程分离成两个便于分析求解的子方程.一个是带有初始条件和边界条件的偏微分方程,另一个是带有初始条件的常微分方程.并且分别详细论证了其解的存在唯一性,从而得到原人口方程解的存在唯一性;最后在人口系统存在解的基础上,用控制收敛定理证明其最优控制的存在性.