大惯量随动系统解析模型预测控制

为了提高时变负载大惯量随动系统的响应速度以及控制精度,将解析模型预测控制运用到负载系统的控制策略中.建立了大惯量随动系统负载的动力学模型,并考虑系统性能指标、能量输入功率和制动功率等约束条件,通过双无迹卡尔曼观测器对负载惯量扰动进行实时观测,实现了大惯量随动系统的解析模型预测控制.仿真试验结果表明,包含了约束条件的解析模型预测控制,减小了大惯量随动系统的响应时间,提高了控制精度,达到了预期的控制效果.     

利用神经网络预测开采引起地表沉陷

本文将人工智能中的神经元网络理论引入开采沉陷学领域．用以预测矿山开采引起的岩层与地表移动．利用神经网络对已知样本进行学习．初步探索出一条新的用来预测矿山开采沉陷的理论方法。     

转动惯量分布对电力系统频率稳定性的影响

针对大规模新能源机组集中并网将导致系统惯量降低,使电网缺乏可靠的惯性响应,系统的频率抗扰动能力下降的情况,根据电力网络拓扑耦合关系与复杂网络动态特性,构建了小干扰稳定模型,并将扰动信号进行模态分解,分析各节点在对应模态下对扰动的响应情况,得到系统频率稳定性对于节点惯量变化的敏感程度,分析惯量分布对系统频率稳定性的影响。通过PSASP软件仿真,验证了不同节点惯量改变相同比例的情况下,系统频率稳定性对于节点惯量变化的敏感度不同。在系统总体惯量有限的情况下,为不同惯量机组的位置配置提供参考,以提高系统频率稳定性。     

旋翼刹车试验系统电模拟模型的研究

研究机械惯量式旋翼刹车试验系统的数学模型,在分析机械惯量与电模拟惯量的联系与区别后,探讨旋翼刹车试验系统电模拟的可行性,并用电轴代替机械惯性轴,采用不同方法,从不同角度研究3种旋翼刹车试验系统电模拟的数学模型。最后介绍了旋翼刹车试验系统电模拟惯量的基本原理。     

高加速度系统的快速高精度定位控制

随着工业的发展,越来越多的机械系统提出了高速、高精度的运动性能要求．特别在半导体制造行业,芯片集成度的不断增大,芯片尺寸的减小,而生产效率要求的不断提高,对设备的加速度、速度和精度的要求也越来越高．这些设备的运动多可以描述成高加速度下的快速高精度定位．影响高加速度系统快速高精度定位的两个关键因素是负载惯量和干扰：负载惯量减慢了系统的响应速度,而外界干扰则降低了系统的定位精度．文中首先从补偿或抑制干扰的角度出发设计控制算法以及从消除干扰出发设计气浮平台,使得系统能进行高精度定位,然后设计控制器补偿负载惯量和有规律干扰对运动系统的影响,并对其他无规律干扰进行抑制,从而使得系统能在高加速度下实现快速高精度定位．X-Y平台的实验验证了所提出的控制算法的有效性．     

塔北东河砂岩次生油藏油气运聚模式及启示*

塔北石炭系东河砂岩油藏主要由东河塘和哈得逊两个油藏构成。通过解析两个油藏的流体特征、充注时间、油区构造演化、油气运移通道及距离和储量规模,指出两个油藏的主要充注时间晚于烃源岩生烃时间,均为次生油藏,油源为奥陶系古油藏,新油藏靠近古油藏运移并聚集。推断东河塘和哈得逊具有不同的油气运移模式：东河塘构造型油藏原油来源于下伏的奥陶系油藏,借助纵向断裂运移至此;哈得逊为北倾的地层型圈闭,原油主要来源于北部的古油藏,运移通道为石炭系和志留系之间的不整合面。结合近5年来新钻井揭示的地质现象,认为塔北南部东河砂岩相变尖灭带油气成藏比较困难,后续勘探应当谨慎且尤需重视次生油藏成藏规律研究。     

基于二次调频的孤岛微网自适应旋转惯量控制策略

传统的虚拟同步发电机(VSG)控制策略中引入同步发电机(SG)的旋转惯量和阻尼系数,解决了大规模分布式能源接入微网时缺少惯性的问题,然而固定的旋转惯量无法兼顾负荷扰动下功率振荡及频率波动.针对这一问题,提出一种基于二次调频的旋转惯量自适应控制策略,增强系统惯性,实现功率和频率的实时动态调节.首先,借鉴SG的外特性建立VSG的数学模型,分析孤岛模式下不同旋转惯量对系统动态响应的影响;然后,在旋转惯量控制中引入角频率偏移量和变化率形成自适应惯量控制,减少系统在负荷扰动时的超调量和振荡时间,并分析重要参数对系统稳定性的影响;最后,通过Matlab/Simulink仿真软件,将其与传统VSG控制策略进行对比分析,验证了所提新型VSG控制策略的可行性和优越性.     

莺歌咀附近岸段的岸线演变模拟

对某码头不同布置方案的适宜性进行论证、比选,提出推荐方案。从泥沙冲淤角度以及工程对岸线的影响出发,运用岬间海湾平面平衡形态经验模型,模拟出码头施建三个方案后的海岸的平衡岸线;并用一线模型对岸线的演变进行预测。利用经验模型和数值模拟相结合的方法,得到工程后岸线的演变情况。结果表明三个方案导堤两侧的海岸均为淤积,并且方案一占优,从而为工程设计方案的比选提供了一定的科学依据。     

变点对状态空间模型预测的影响分析

利用变点理论对上证指数进行了分析,得到了全涨全跌股指的变点个数及其所处位置．根据上证指数变点个数的不同,分别对三个不同时段的上证指数建立状态空间模型,通过比较预测结果,得出变点越少的状态空间模型,其预测精度越高的结论．最后在没有变点的情况下比较了ARIMA、自回归与状态空间模型的预测结果,说明了状态空间模型具有更好的预测效果．     

绝热反应中热惯量对最大升温速率影响的研究

绝热量热实验正在化工安全研究中得到日渐广泛的应用,而最大升温速率是实验中可以获取的重要数据之一.它既可以直观地表现反应的剧烈程度,又可以作为反应设备设计和泄放面积计算的依据.但目前的热惯量因子校正方法中,对最大升温速率的处理不够准确,有可能导致对反应风险的低估.针对上述问题,对20%过氧化二叔丁基(DTBP)-甲苯溶液进行了绝热量热实验,计算了当体系热惯量在1.0～2.0范围内变化时的最大升温速率,发现绝热反应过程中最大升温速率与热惯量因子间的关系可以近似表示为幂函数的形式.对过氧乙酸(PAA)、40%过氧化甲乙酮(MEKP)和15%过氧化异丙苯(CHP) 3种不同反应级数的物质,基于文献值进行了类似的计算,证明了上述规律同样适用于其他分解机理为n级反应的物质.为了便于不同物质间的比较,将不同热惯量下的最大升温速率与热惯量为1时的最大升温速率之比记作M.通过控制变量的方法,研究了物料动力学参数和环境条件对M的影响,发现活化能E、绝热温升?T和反应级数n3个参数的影响最为明显,并据此建立了一种估算不同热惯量下最大升温速率的方法.该方法涉及到图表的查阅但在实际应用中可以得到较大程度的简化,而且相较于目前由DIERS推荐使用的最大升温速率校正方法可以得到更加准确可靠的结果.     

冬季北极海冰面积异常与中国气温变化之间的年际关系

利用1957-2001年冬季的北极海冰资料、中国160站气温资料以及NCEP再分析的大气环流资料分析了冬季北极海冰面积异常与中国气温变化之间的年际关系.过去44年来,北极海冰面积总体上具有减小趋势(鄂霍次克海是例外,那里海冰面积有增加趋势),相应地北极涛动趋于增强,我国大部分地区趋于增暖.叠加这种趋势变化之上的是年际变化.在年际时间尺度上,冬季海冰变化的主要空间型表现为格陵兰海和白令海的海冰异常总是和鄂霍次克海、巴伦支海东部、喀拉海(新地岛附近)以及哈得孙湾的海冰异常符号相反,并且与500 hPa高度场上的EU和WP型遥相关对应.当冬季格陵兰海和白令海的海冰异常偏少,而鄂霍次克海、巴伦支海东部、喀拉海(新地岛附近)以及哈得孙湾的海冰异常偏多时,西伯利亚高压和阿留申低压都偏弱,冬季风减弱,东亚西风增强,我国冬季大部分地区温度升高;反之亦然.     

Deglacial rapid sea level rises caused by ice-sheet saddle collapses

The last deglaciation (21 to 7 thousand years ago) was punctuated by several abrupt meltwater pulses, which sometimes caused noticeable climate change. Around 14 thousand years ago, meltwater pulse 1A (MWP-1A), the largest of these events, produced a sea level rise of 14-18?metres over 350?years. Although this enormous surge of water certainly originated from retreating ice sheets, there is no consensus on the geographical source or underlying physical mechanisms governing the rapid sea level rise. Here we present an ice-sheet modelling simulation in which the separation of the Laurentide and Cordilleran ice sheets in North America produces a meltwater pulse corresponding to MWP-1A. Another meltwater pulse is produced when the Labrador and Baffin ice domes around Hudson Bay separate, which could be associated with the '8,200-year' event, the most pronounced abrupt climate event of the past nine thousand years. For both modelled pulses, the saddle between the two ice domes becomes subject to surface melting because of a general surface lowering caused by climate warming. The melting then rapidly accelerates as the saddle between the two domes gets lower, producing nine metres of sea level rise over 500 years. This mechanism of an ice 'saddle collapse' probably explains MWP-1A and the 8,200-year event and sheds light on the consequences of these events on climate.     

渤海辽东湾海冰条件的概率分析

本文利用辽东湾海域及其沿岸台站多年的海冰观测资料和有关气象资料,对该海域的海冰条件以及相应的气候规律进行了概率分析、研究了辽东湾南北两个分区的划分、冰厚与气温的关系、冰厚的极值概率分布、太阳黑子数以及El Nino现象对渤海冰情的影响及其长期变化的规律,得到一些可供辽东湾抗冰平台设计参考的数据和结论。     

基于海洋石油平台的海冰监测系统

【目的】有效监测渤海辽东湾海冰状况,指导破冰船破冰,保障冬季冰期海洋石油平台的安全生产。【方法】在辽东湾石油平台上构建海冰测量系统,利用视频测冰技术、视频冰速测量技术及气象观测多种手段,在2011—2015年度连续4年冬季冰期观测平台周边海冰形貌、范围、运动轨迹,并对监测数据进行分析,给出24h海冰预报。【结果】基于海洋石油平台的海冰监测系统对海冰冰量、冰厚、冰速、冰类型监测数据准确,通过数据分析可以对海冰实施年、月、周、24h预报,短期预报与实际情况基本相符合,其中24h预报准确率在95%以上。【结论】基于海洋石油平台的海冰监测系统是一套运行可靠的监测系统,能准确地观测海冰的运行趋势,为冬季渤海辽东湾的抗冰活动提供指导。     

Arctic sea ice bordering on the North Atlantic and interannual climate variations

Variations of winter Arctic sea ice bordering on the North Atlantic are closely related to climate variations in the same region. When winter North Atlantic Oscillation (NAO) index is positive (negative) anomaly phase, Icelandic Low is obviously deepened and shifts northwards (southwards). Simultaneously, the Subtropical High over the North Atlantic is also intensified, and moves northwards (southwards). Those anomalies strengthen (weaken) westerly between Icelandic Low and the Subtropical High, and further result in positive (negative) sea surface temperature (SST) anomalies in the mid-latitude of the North Atlantic, and increase (decrease) the warm water transportation from the mid-latitude to the Barents Sea, which causes positive (negative) mixed-layer water temperature anomalies in the south part of the Barents Sea. Moreover, the distribution of anomaly air temperature clearly demonstrates warming (cooling) in northern Europe and the subarctic regions (including the Barents Sea) and cooling (warming) in Baffin Bay/Davis Strait. Both of distributions of SST and air temperature anomalies directly result in sea ice decrease (increase) in the Barents/Kara Seas, and sea ice increase (decrease) in Baffin Bay/Davis Strait. :     

GMS红外通道实时资料遥感海冰的研究

利用１９９４年１，２月的ＧＭＳ－４的红外亮温和可见光反照率资料，以辽江湾海冰为对象，得到了海冰参数的提以方法和冰厚遥感数字分布。根据冰水物理特性的差异，建立了冰水识别的判据，发现用亮温可以较好地识别冰水，由此和到了冰水区分的亮温疮阀值。     

基于实测冰芯数据的南极海冰厚度的数值模拟

根据我国第22次南极科学考察现场观测数据以及现场采集的冰芯分析数据,考虑太阳辐射、云量等因素对南极海冰厚度变化的影响,利用最小二乘法辨识气温与冰表面温度之间的关系,并以辨识结果所得到的冰表面温度作为上边界条件,依据实测情况取结冰点-1．81℃作为下边界条件,对一维热传导方程采用Crank-Nicolson格式进行离散,对南极中山站内拉湾附近海域海冰厚度变化进行了数值模拟,并与现场观测的海冰厚度数据进行了对比。     

渤海海冰作用特征参数确定方法

将海冰的生成，运移及其与结构相互作用的过程中存在的不确定性作为随机事件或随机过程研究，提出旨在建立设计条件的海冰作用多参数概率分析法，对海冰作用静，动力特征参数的规定与选择问题了探讨，对今后的研究方向提出了建议。     

Reconstructed changes in Arctic sea ice over the past 1,450 years

Arctic sea ice extent is now more than two million square kilometres less than it was in the late twentieth century, with important consequences for the climate, the ocean and traditional lifestyles in the Arctic. Although observations show a more or less continuous decline for the past four or five decades, there are few long-term records with which to assess natural sea ice variability. Until now, the question of whether or not current trends are potentially anomalous has therefore remained unanswerable. Here we use a network of high-resolution terrestrial proxies from the circum-Arctic region to reconstruct past extents of summer sea ice, and show that-although extensive uncertainties remain, especially before the sixteenth century-both the duration and magnitude of the current decline in sea ice seem to be unprecedented for the past 1,450 years. Enhanced advection of warm Atlantic water to the Arctic seems to be the main factor driving the decline of sea ice extent on multidecadal timescales, and may result from nonlinear feedbacks between sea ice and the Atlantic meridional overturning circulation. These results reinforce the assertion that sea ice is an active component of Arctic climate variability and that the recent decrease in summer Arctic sea ice is consistent with anthropogenically forced warming.     

Relationship between Hadley circulation and sea ice extent in the Bering Sea

The linkage between Hadley circulation （HC） and sea ice extent in the Bering Sea during March-April is investigated through an analysis of observed data in this research. It is found that HC is negatively correlated to the sea ice extent in the Bering Sea, namely, strong （weak） HC is corresponding to less （more） sea ice in the Bering Sea. The present study also addresses the large-scale atmospheric general circulation changes underlying the relationship between HC and sea ice in the Bering Sea. It follows that a positive phase of HC corresponds to westward located Aleutian low, anomalous southerlies over the eastern North Pacific and higher temperature in the Bering Sea, providing unfavorable atmospheric and thermal conditions for the sea ice forming, and thus sea ice extent in the Bering Sea is decreased, and vice versa. In addition, it is further identified that East Asian-North Pacific-North America teleconnection may play an important role in linking HC and changes of atmospheric circulations as well as sea ice in the Bering Sea.