关于工程系统全局全寿命优化模型的讨论

以往的优化设计理论针对的都是具体的结构,而在工程实际中,一般都是整个工程大系统的优化设计问题,其由众多子系统或者结构组成,具有高维数、多目标、变量种类多、约束耦合复杂等难点,故其子系统的独立优化并不能带来整个大系统的优化方法,如耦合法、分解协调法(模型协调法、目标协调法),都是针对特殊的数学模型而提出的,实际上工程系统的优化模型往往预先不知道,需要通过子系统或者结构的具体优化模型来构造大系统的全局优化模型,故这些方法难以应用。考虑了工程系统中的动态可靠度与模糊因素,给出了全局全寿命优化模型,构造了分解协调算法。     

奇异摄动理论

本文介绍了奇异摄动法在线性控制系统中的应用。利用这一方法可以将一个高阶系统的求解分为两个低阶系统分别求解问题,这样既可降低求解的系统阶次,又能克服系统方程组的刚性,从而大大减小计算量。因此它可用于控制系统的分析、综合和设计。文中对多重时间尺度模型、线性奇异摄动模型、利用逆变换的奇异摄动法、稳定性、可控性和可观测性、最佳线性调节器及最优线性控制等问题作了阐述。     

《大系统理论及其应用》评价

大系统理论及其应用,《信息、控制与系统》系列教材之一,清华大学自动化系陈禹六副教授编著,清华大学出版社1988年7月出版。 随着现代科学技术的发展,生产过程和社会生活中的各种类型的控制系统、管理系统变得越来越庞大、复杂,成为“大系统”。如仍采用经典控制理论或现代控制理论来分析、解决大系统问题,则碰到了困难。因此,从60年代后期逐步发展起来的“大系统理论”越来越受到学术界和广大科技工作者的重视,人们迫切希望有一本好教材,一本实用的科技参考书。陈禹六副教授编著的这本书可望满足读者的这一需要。     

交换机过载控制机理Petri网模型的仿真求解方法

通过建立数字交换机过载控制机理的广义随机Petri网模型并基于马氏理论求解,可以有效地分析系统的控制特性,但这种方法对于变迁时延为非负指数分布就比较困难.鉴于此,本文提出用仿真方法求解,利用GPSS仿真对两种常用过载控制机理的广义随机Petri网模型进行了分析,找出了GPSS框图与Petri网模型之间的对应关系,得出了系统性能的仿真分析结果,与理论分析结果相对照,结论是一致的.     

基于混合遗传算法的区域大系统多目标水资源优化配置模型

针对区域水资源优化配置中重水量轻水质、重国民经济需水轻生态环境需水的特点,基于大系统总体优化配置理论与方法,综合考虑生态环境需水和水质因素,构建了基于混合遗传算法的区域大系统多目标水资源优化配置模型.运用混合遗传模拟退火算法对模型进行求解,将所提配置模型及方法应用于海河流域大清河,计算表明2010年P=50%、75%、95%时不同保证率情况下生活和生态环境需水均能满足需求,系统协调度均大干0.84.     

空间军事复杂决策系统问题求解的综合集成方法

空间军事决策系统问题求解的综合集成方法研究是复杂大系统研究的重要内客之一。本文给出了复杂决策系统的定义，井分析了空间军事决策系统的结构与特征。在此基础上阐述了复杂决策问题求解的综合集成方法及复杂问题表示、理解与求解的思路，建立了针对空间军事决策系统的综合集成方法三层次理论框架，与此同时对于每一层次的主要内客进行了深入分析。     

水驱高效开发注采策略优化

水驱是一次采油后常用的提高采收率技术,但是由于地层非均质性的影响,致使注入水沿高渗层位突破而圈闭未波及到的原油.为了改善此类问题,提出了一种新的优化控制模型,其目标是调控各井的注采量,延缓水驱指进现象,尽可能多地采出原油.该模型是基于油藏数值模拟与优化理论构建的,通过控制变量的梯度求解,根据不同的需求,优化多个目标策略方案(如以累产油、累产水及经济效益为目标的最优方案),用以辅助油田生产决策.在理论方法研究的基础上,采用该模型对油藏实例进行了优化计算与分析,结果表明:获得的最优生产方案符合油田实际,为油田开发的智能调控提供了理论和技术支撑.     

用网流法求解水火电力系统有功负荷分配

本文提出用网络流规划求解水火电力系统联合运行问题。利用大系统理论中的分解与协调算法,将复杂的水火电力系统进行分解,并用网络规划法对各个子系统进行求解,然后进行协调。算例及计算结果表明,本文方法是可行的和有效的。     

论武器系统作战效能的评定

研制任何新的武器系统,都需要通过系统分析造出最优方案。而如何评定武器系统的作战效能则是十分关键的一环。本文讨论了武器系统作战效能的理论,论述了武器系统作战效能评定的基本方法与过程,着重论述了如何运用武器系统的效能模型求解系统效能值。此文不同于一般的论述,含有较多的个人见解,特别具有参考价值的是:针对当前武器系统众多分析人员求解系统效能值时所感觉的难点,作者经过分析,推出了求系统效能值的关键是在于能力向量的求解,并且提出了求解系统能力向量的具体方法和系统状态的简化,从而为系统的效能评定和效能-费用分析的实际应用创造了新的较好的条件。文中的研究以导弹武器系统为例,最后还有实例。     

基于混合遗传算法的区域大系统多目标水资源优化配置模型

针对区域水资源优化配置中重水量轻水质、重国民经济需水轻生态环境需水的特点,基于大系统总体优化配置理论与方法,综合考虑生态环境需水和水质因素,构建了基于混合遗传算法的区域大系统多目标水资源优化配置模型.运用混合遗传模拟退火算法对模型进行求解,将所提配置模型及方法应用于海河流域大清河,计算表明2010年P=50{\%}、75{\%}、95{\%}时不同保证率情况下生活和生态环境需水均能满足需求,系统协调度均大于0.84.     

小型无人直升机增稳系统设计

在分析小型直升机稳定性特点的基础上,综合直升机增稳系统的可实现性及控制性能,提出了一种小型无人直升机的增稳系统及计算方案:利用姿态及角速率反馈到相应的输入,实现直升机的姿态稳定.采用改进的现代控制理论LQR(线性二次型调节器)方法,根据直升机状态变量对系统性能的影响设计代价函数,由于LQ问题很难求解,所以利用遗传算法求解,得到性能较好的增稳系统.     

基于负荷控制原理的DBR改进机制

DBR是约束理论应用于企业生产计划与控制的具体工具,广泛应用于具有明显主工艺流向和瓶颈特征的GFS生产系统。负荷控制被认为是应对MTO背景下GJS生产系统的一种有效生产计划与控制解决方案。通过集成负荷控制的订单投放控制原理和方法,本文提出了一种DBR改进机制C-DBR。利用Simio仿真软件建模,系统比较了DBR与C-DBR机制在不同紧急订单比例、机器故障间隔时间与保护产能水平等参数影响之下的系统绩效。结果显示,C-DBR机制更适合动态环境下GFS系统的生产控制,结合车间瓶颈缓冲的动态控制能够明显改善车间在制品数量、车间通过时间与系统通过时间等绩效指标。     

人口线性系统模型探讨

本文提出人口系统发展方程的一种改进形式。它使人口系统模型与一般线性系统模型具有等价的公式表达,并使人口控制理论与现代系统控制理论联系起来。本文提出的方法在应用上具有更简单、直观的形式,它可以作为人口预测与人口最优控制的一种计算方法。     

基于SVM和PSO算法的飞机部件DMC预计方法

控制维修成本是飞机研制中的一项重要任务,而部件直接维修成本(DMC)的预计是控制过程中的关键步骤。鉴于现有的预计方法精度不高、波动性大或可操作性不强,引入了支持向量机(SVM)理论对不同单一模型进行非线性组合,并改进了粒子群优化(PSO)算法用于同时求解离散变量和连续变量,达到了模型选择和SVM参数的联合优化。实验证明,该预计方法算法简单、速度快,并且比以往的方法在精度和稳定性上都有显著提高。     

层板发汗冷却数学模型与控制方程的求解

本文描述了结构层板与冷却剂相互之间存在温差的发汗冷却计算模型,导出了层板发汗冷却控制方程。对定常控制方程的积分求解方法和超临界状态非定常控制方程的数值求解方法进行了探讨,例举了液体火箭发动机推力室壁采用液氧作为冷却剂的计算结果。计算结果表明,基本模型符合实际的物理过程,求解过程直观简捷。由于冷却机理的类似,其数学模型与计算方法也适用于多孔材料等其它形式的热控制装置的发汗冷却研究。     

双寡头古诺生产模型的自适应控制

将自适应控制方法应用到二维多参数的古诺生产模型,其控制目标是通过对控制参数的小扰动将系统引导到不稳定不动点或均衡点.理论推导和数值模拟结果说明了此方法不管是对一个参数还是对多个参数施加扰动都能成功地将混沌不稳定轨道稳定到低周期轨道,并解析地给出了收敛条件和控制强度所在的范围.实施控制后的生产模型能快速地达到Nash均衡点,这为现实中的企业提供了理论参考及生产依据.     

基于多层规划的供应链合作谈判

基于多层规划理论建立了一种新的供应链合作谈判模型,并提供了基于模糊数学理论的交互式求解算法.针对由制造商、分销中心和零售商组成的多级分布式供应链系统,建立了三层规划生产-分销计划谈判模型,设计了模糊交互式求解方法,为便于比较,同时建立了分散式非合作策略和集中合作下的计划模型.算例仿真验证了模型及交互式三层规划法的可行性及有效性,并且通过比较分析,得到谈判合作策略协调效果好、可执行性高的结论.     

预惰化条件下油气爆炸的数值仿真研究

受限空间中油气混合物的防爆抑爆研究对于石油化工工业的安全生产具有重要意义。建立了由化学动力学和湍流机制共同控制的湍流燃烧模型描述油气的爆炸燃烧过程,采用基于矢通分裂和重构算法的具有TVD性质的有限体积法对控制方程组求解,对预惰化条件下受限空间中油气爆炸的特性进行了深入数值仿真研究。仿真结果与实验比较具有较好的吻合性。所做的工作为预惰化防爆抑爆技术在油气化工工艺生产中的系统设计、工艺实施和关键参数计算提供理论依据。     

示例学习与特征选择的规划模型方法

以扩张矩阵理论为基础，应用数学规划理论提出了一种规划模型求解方法，可以更好地实现概念学习和特征提取。与传统的启发式算法相比，采用遗传算法求解的规划模型可以找到多个全局最优解以及可行解。实例计算表明了该方法的有效性。     

选择煤炭回采工艺方式的递阶结构模型与求解

对煤矿生产管理过程中影响经济效益较大的工艺方式选择问题,从煤矿生产的经济效益、社会效益、技术因素、以及管理因素四个方面进行了系统的分析,提出了以综合评价指标为总目标的递阶式结构回采工艺方式选择模型,并给出了基于层次分析法求解该模型的方法步骤.