面向节能控制的楼宇机理模型仿真研究

由于现有建筑系统能源消耗大,控制系统复杂,电力成本高,为降低电力成本,搭建建筑的机理模型进行仿真。为证明建立的模型适用于建筑系统,对模型的准确性进行仿真验证。通过对比恒定电价与时变电价的加热功率,可以看出系统通过模型预测控制能随着时间的推移响应电力价格的变化,进而很好地控制电力成本,节约能源。     

铂扩散工艺对硅快恢复二极管特性的影响

采用直拉单晶硅片代替成本较高的外延硅片,采取铂扩散的方法引入复合中心,从而控制少子寿命以减少快恢复二极管的反向恢复时间.通过大量实验研究了铂扩散二极管的特性,表明在扩散时间一定的条件下,随着铂扩散温度的升高,反向恢复时间TRR呈线性下降趋势;并且相同扩散温度条件下,电阻率越小的样品TRR值越小.随着铂扩散时间的增加,TRR值逐渐减小.分析了TRR以及正向压降VF的温度特性,表明随着工作温度的升高,TRR呈上升趋势,而VF随温度的升高而下降.     

一类输入有约束线性系统的数据驱动PID控制器设计

针对一类输入受限的线性系统,提出具有适应输入约束和抗积分饱和性能的数据驱动PID控制器改进设计方法.采用虚拟参考迭代整定法,应用递归最小二乘辨识算法在线计算PID参数.当输入有约束时,计算的控制器输出超过这个限制条件可能导致性能下降甚至出现稳定性问题,同时PID算法中的积分作用也可能出现饱和现象.改进的方法基于输入-输出观测数据和输入约束信息,在PID控制环节后串联一个类似抗积分饱和的环节,适应控制器输出过大需要限定的客观要求.通过控制器结构设计和仿真,演示了改进方法的有效性.     

多产品批处理过程调度的MILP建模

基于时间间隙的概念和连续时间描述，将设备、产品分配给时间间隙分别表达为两类0-1变量。采用一个时间轴，建立了具有并行生产线的单阶段多产品批处理过程的调度数学模型。模型表达为一个混合整数规划（Mixed Integer Linear Programming,MILP)问题。相对于已有的基于时间间隙描述的调度模型，该模型0-1变量少，且能处理顺序相关建立时间。求解采用分支定界法（BAB）。计算表明，该模型求解速度快，松弛线性规划和MILP的最优解之差（Integraligy Gap)小，尤其对包含多个相同批次的调度问题求解效果更为显著。     

一种新的内模控制器——VIMC设计

本文提出了一般内模控制结构实现的一种新方法——V规范内模控制结构,简称VIMC。与内模控制的模型予估控制实现相比,特别是应用于含时滞的耦合多变量系统时,设计简单,整定参数少,避免了复杂矩阵的求逆运算。计算量大为减少,为内模控制的工程化找到了一条新的途径。     

一类混杂系统的优化控制

采用基于混合逻辑动态的建模方法,将系统的连续动态过程、逻辑部分和操作约束表示为带有混合整数不等式约束的线性状态方程的形式.在混合逻辑动态建模原理基础上,采用二次型的性能指标,将混杂系统的优化控制问题归结为求解一个混合整数二次规划(mixed integer quadratic pro-gramming,MIQP)问题.最后,针对混杂系统的优化控制问题,作了数值仿真计算.研究结果表明:基于混合逻辑动态模型的优化控制能够满足控制要求,并且进一步说明MIQP方法是解决一类混杂系统优化控制问题有效的且具有发展前景的方法.     

本期重点推介

昆虫属无脊椎动物中的节肢动物,经典的昆虫生理学理论认为,一般情况下,昆虫没有肺的结构,几乎所有昆虫都由气管组成的呼吸系统进行气体交换。气管在昆虫体内逐级分支形成完整的网络,并以微气管终止于组织器官的表面,直接将氧气输送到组织细胞,并通过气门的开闭调节,使气管内气体交换能有序进行。近年来,一些新的研究证据显示,昆虫体内也存在类似肺的呼吸器官和换气机制。西北农林科技大学植物保护学院李怡萍等对鳞翅目粘虫Leucania separata及棉大卷叶螟Sylepta derogata幼虫气管呼吸系统进行解剖和显微观察,通过注射0.5%蓝色的亚甲基蓝林格氏溶液观察幼虫体内血流方向,并采集比较正常和缺氧状态下幼虫体内血细胞数量变化,最后根据血流方向和气管簇构造特点等提出幼虫第8腹节气管簇具有肺的结构和功能,可称之为肺(pp.1298-1306)。白蛾周氏啮小蜂Chouioia cuneaYang是美国白蛾Hyphantria cunea、榆毒蛾Ivela ochropoda、杨扇舟蛾Closteraanachoreta、大袋蛾Clania variegata等多种食叶害虫的重要内寄生性天敌,因其寄生率高、繁殖力强,已被大量...     

非线性系统的多模型预测控制方法

提出了一种基于多模型的预测控制方法,用于解决典型非线性对象——污水生化处理过程中的控制问题.首先给出了基于局部模型的多模型建模方法,该方法从积累的大量系统输入输出数据中找出与系统当前模态相匹配的数据集合,利用局部多项式拟合方法建立系统的局部模型,再根据系统模态的变化建立系统的多个模型;将所得多模型与预测控制相结合,提出一种多模型预测控制方法,从而解决了一类结构未知、仅使用大批历史数据工业过程的控制问题.仿真试验说明了该方法的有效性.     

非线性规划在二元精馏塔仿真过程中的应用

为了解决大规模动态系统模型无法直接求解的问题,利用动态优化方法研究了非线性规划在精馏塔仿真计算中的可行性。针对流程工业中广泛应用的典型二元精馏塔分离过程,对其模型进行离散化,采用非线性规划的方法对其进行稳态计算,评价精馏塔的生产能力;在稳态计算的基础上,利用非线性解题器进行动态模拟,考察不同回流比对精馏塔分离效果的影响。结果显示,稳态及动态模拟计算数据符合工程实践规律与预期。研究表明:非线性规划作为分离过程这类复杂系统的新方法,可为大规模复杂非线性动态系统的模拟分析提供技术支持。