流程工业中的优化技术及应用研究

提出了流程工业中的静态优化、动态优化和生产结构优化问题的命题和数学描述,及目前解决这些问题的优化方法和常用的工具。对正交配置离散化结合序贯二次规划优化计算的动态优化方法进行了详细的介绍。以热集成精馏系统以能耗最低为操作目标的优化为例,说明动态优化技术在流程工业中的应用。     

动态Bertrand模型的复杂现象与混沌控制

建立了基于特定需求函数的Bertrand双寡头垄断模型,分析了垄断市场下生产同质产品的企业竞争现象。应用有限理性法和不完全信息法实现了竞争模型由静态到动态的转化过程。进一步求解了动态模型的价格均衡解,并分析了均衡点的稳定状态。针对模型中出现的复杂现象提出了不同的混沌控制法,实现了垄断市场由混乱到稳定的回归。     

基于有限元的天平校准系统基座结构优化设计

在Solidworks环境下建立三维模型,运用有限元软件对基座结构进行动、静态性能分析,得到初始模型的性能参数.以最小质量为目标函数,以刚度、应力和频率为约束条件,建立数学模型.提出一种基于渐进结构优化法的拓扑优化方法,引入过滤函数来解决拓扑优化过程中容易出现的数值不稳定、数值分布呈棋盘模式的现象,保证计算结果的准确性.对拓扑优化后的模型重新分析计算后发现,其性能依然优异,基频提升26.7%,质量减少5.8%.     

基于遗传优化径向基函数的梁板固有特性分析

为了提高径向基函数(RBF)的计算精度,利用遗传优化的径向基函数分析薄壁梁和板的固有特性.在静态分析的基础上,通过遗传算法(GA)优化径向基函数中的形状参数;利用改进后的径向基函数,分析薄壁梁和板的固有特性,得到了不同工况下结构的特征值和特征模态.数值计算表明:使用遗传算法优化后,径向基函数的计算精度大幅度提高,固有频...     

控制流污点信息导向的符号执行技术研究

以快速生成能够覆盖可能存在缺陷程序点的测试用例为目标,结合基于生成的Fuzzing技术、静态程序控制流分析、静态污点分析等手段,提出一种导向式动态符号计算方法.通过Fuzzing生成能够到达包含缺陷程序点的函数的测试用例,作为种子输入驱动符号执行快速到达缺陷函数;在缺陷函数内利用静态控制流分析、静态污点分析计算出控制流污点可达程序切片,基于该切片进行朝向缺陷点的多路径动态符号执行.实验验证了方法能够有效减轻符号执行应用中广泛存在的路径爆炸问题,并且能生成触发目标缺陷的测试用例.     

区间方法在不确定非线性结构静态响应分析中的应用

采用区间分析方法针对目前还少有人研究的具有材料非线性的不确定结构系统进行分析计算,并针对计算结果易于扩张这一区间计算的主要缺陷,采用把区间函数计算和区间方程组的求解转化为以非确定参数为优化变量,以结构静态响应解为目标函数的全局最优化问题,进而得到静态解的区间边界值.计算中采用实数编码遗传算法求解全局优化问题.     

适合负荷变化的配电网络重构

考虑到负荷变化的情况,提出一种配电网静态重构算法,并以此为基础设计出了能够适应负荷变化的动态重构算法。其中静态重构算法以支路交换法为基础,利用降损估算公式分析负荷变化对网络结构的影响,并通过支路流过的负荷值与最佳转移负荷的距离确定应打开的分段开关,算法无需进行潮流计算;动态重构算法则是根据开关操作最大降损量客观指导时段划分,并通过建立评价函数分析各时段在整个时区的降损效果,以进一步优化结果。算例结果表明提出的静态重构和动态重构算法是可行和有效的。     

基于刚度链的纯电动汽车车身主断面优化设计

基于梁单元车身简化几何模型建立以主断面为节点的车身静态和动态刚度链数学模型,研究电动车车身主断面属性与刚度以及模态的关系;以车身刚度、模态为约束条件,以车身质量最小为目标函数进行多目标优化,并利用遗传算法求解,得到同时满足静态刚度和频率特性要求的电动汽车车身主断面属性参数。建立对应的车身骨架有限元模型计算刚度及模态,并与刚度链优化结果进行对比分析。对比分析结果验证了本文研究方法的合理性和有效性。     

原油采购-远洋运输方案模糊聚类图优化法

总结中国原油采购-远洋运输业务流程,分析原油采购-远洋运输方案优化问题的特殊属性。原油采购-远洋运输方案优化是包含多种高维度变量的动态-模糊组合优化的大规模NP(non-deterministic polynomial)难问题,需要多个区域业务人员根据市场和需求的动态变化协作完成,超出现有方法的解决范畴。提出模糊聚类图优化法,通过实时挖掘和利用启发性优化信息以及全局视野拼接由启发式算法所搜索到的局部静态优化方案,实现大规模原油采购-远洋运输方案的全局优化。应用结果表明,模糊聚类图优化法弥补了传统建模求解的方法的不足,充分结合了人的灵活决策优势与计算机暴力计算特点,可辅助业务人员适应原油采购-远洋运输方案优化的动态-模糊特性,通过合理调整运输任务(即调整优化模型的目标函数和限制条件)实现原油采购-远洋运输方案优化,具有较强的决策支持作用。     

静态场位函数可视化的研究

本文以静态场位函数为研究对象,借助于计算机工具,从数学建模,Matlab程序设计,PDE Toolbox工具箱求解.实现了电偶极子、均匀带电圆环、Lapace方程、同轴电缆位函数的数值计算和图形可视化,将静态场的抽象问题以及偏微分方程的解用直观图形展示出来,从而解决了电磁场中公式复杂、冗长、繁琐的解析运算问题.     

基于多目标的车身结构静动态参数协同优化

文章建立了某小型休闲车(small recreation vehicle,SRV)车身结构有限元模型,通过数值计算与试验模态的对比分析验证了模型的准确性;对白车身的弯曲、扭转刚度进行分析同时关注车身的低阶模态频率,提出了一种以静态多工况结构刚度和振动频率为目标函数、基于实体各向同性材料惩罚函数的拓扑优化方法;用折衷规划法定义多目标拓扑优化和多刚度拓扑优化的目标函数,以平均频率法确定振动频率目标函数,得到了同时满足静态刚度和低阶振动频率要求的白车身的结构拓扑。该文方法实现了静态刚度和低阶振动频率的协同优化,优化结果显示车身刚度和低阶频率值均有所提高,结构更趋于合理。     

Matlab人工神经网络工具箱中的BP工具函数及其应用

人工神经网络中的BP网络模型在函数逼近、模式识别等领域得到了广泛的应用，但利用神经网络解决实际问题时，经常涉及到大量的数值计算问题，而运用计算机高级语言编程对神经网络BP模型进行仿真和辅助设计是件十分麻烦的事情，为了解决这个矛盾，Matlab工具箱中专门编制了大量有关设计BP网络模型的工具函数。本分析了Matlab软件包中人工神经网络工具箱的有关BP网络的工具函数，并给出了部分重要工具函数的实际应用。     

航材保障费用研究

针对航材保障费用利用不合理的问题,采用航材保障良好率作为航材保障的效能指标,建立了良好率模型。以航材保障费用为资源,平均航材保障良好率达到最大为目标函数,建立了航材保障费用的优化模型。用动态规划法求解,并建立了最优递推方程。通过实例演示了如何利用配置模型进行预测,计算工具是Matlab,进行了数值实验和理论分析,结果表明该模型具有良好的优化效果和实用性。     

面向独立任务的星型网格拓扑结构优化

文中以星型网格应用环境中独立任务周期性调度的研究成果为基础,通过分析网格平台分别处于非饱和态、临界态以及冗余态时的性质,提出了拓扑结构优化方法——静态优化与动态优化,给出了一种星型网格计算能力与资源利用率的度量方法;在静态优化方面,解决网格拓扑结构最优化的判断问题,给出组建最优化星型网格的方法;在动态优化方面,研究了网格拓扑结构动态变化时节点的准入策略;还根据网格计算能力与动态负载的匹配情况,提出了网格拓扑结构动态优化算法.最后给出了网格平台的扩展策略.     

基于协同进化的配网动态重构算法

为解决传统配网动态重构算法迭代计算量较大的问题,提出基于协同进化的配网动态重构算法.首先根据配网各节点负荷的变化情况进行时段划分,再在划分的区段内采用改进的遗传算法进行静态重构,将各区段静态重构得到的优化解集作为动态重构的初始解集,最后以所有时段总运行费用最小为目标函数,采用协同进化算法,通过协调各区段的重构操作得到所有时段的重构方案.对修改后的IEEE-33测试系统进行仿真计算,结果表明所提出的动态重构算法能够有效减少潮流计算的次数,同时提高了计算效率.     

斜齿轮副静态传递误差的模糊计算方法

齿轮副静态传递误差是衡量齿轮副动态性能的一个主要参数。为了能够实现在设计阶段预测齿轮系统的动态特性 ,减小齿轮系统的振动及噪声 ,并能够实现齿轮系统的动态设计 ,首先需要确定啮合齿轮副误差激励的大小。为此 ,该文分别计算了齿轮副综合误差及弹性变形 ,并首次考虑误差影响因素的边界模糊性 ,把模糊数的概念引入到齿轮副静态传递误差的计算中 ,给出了模糊静态传递误差的计算方法 ,从而为实现齿轮系统的模糊动态优化设计打下了基础。     

GPS快速静态定位中的模糊度函数法

快速准确地求解载波相位模糊度是提高ＧＰＳ定位效率的关键．由于模糊度函数法不受周跳的影响，随着计算机计算速度的提高以及对动态和快速静态定位的迫切需要，这一方法得到了广泛应用．本文从快速静态定位的角度出发，从理论上研究了模糊度函数法求解载波相位模糊度的原理、搜索方法、解的可靠性等关键问题．     

动光弹性中的应力相似函数

在静态光弹性应力分析中将模型的应力换算成实际结构的应力并非困难,但是,在动态光弹性中模型的脚态应力如何还原为原型应力至今未能很好的解决,本文提出的应力相似函数,利用边界条件、动态方程和补助方程来确定相数函数的级数表达式中的各项系数,使模型的瞬态应力换算成实际结构相应点的瞬态应力成为可能。     

汽车空间多万向节传动的动态优化设计

从汽车实际行驶的动态工况出发，提出了对汽车空间多万向节传动最佳布置的数学模型，选择了合适的优化算法，编制了计算程序．实例计算表明，降低由万向节传动的不等速性引起的传动系的振动和噪声，采用动态优化方法比采用静态优化方法效果更好     

地表沉陷动态时间函数研究

以概率积分法为基础,分析了地下开采引起的地表沉陷实际规律,首次构造、推导出比著名的Knothe时间函数更精确的动态时间函数,并基于动态时间函数建立了地表移动的动态过程计算方法,分析了动态时间函数的适用性和局限性,进行了实例验证.结果表明,地表沉陷动态时间函数能够更准确地反映地表移动动态特征,解释采动现象,更准确预计出动态地表移动与变形值.