异结构混沌系统同步控制的仿真研究

考虑到目前混沌同步问题主要研究结构相似的混沌系统之间同步控制的现状,本文提出运用非线性控制定律实现两个异结构混沌系统的同步控制,实现了新的混沌系统和一类统一混沌系统的同步控制.并运用非线性控制定律设计控制函数,得到了控制系数的稳定范围.采用Matlab进行数字仿真表明该同步控制方法的可行性.又利用EWB设计模拟电路,结果与Matlab的仿真结果吻合,更进一步证明了该同步方法的有效性.     

混沌通信的非线性N-shift加密与迭代学习辨识算法

为增强混沌通信系统的保密性,讨论了非线性N-shift加密方案,从提高信号掩盖的非线性程度方面增强了混沌通信的保密性.利用迭代学习辨识方法来实现解密,完全重建信息信号,理论分析给出了学习算法关于初态误差和输出误差的鲁棒性和收敛性,推导出了学习算法关于非线性掩盖的收敛的充分条件.利用以上迭代学习辨识技术对采用复合非线性掩盖技术的蔡氏混沌通信系统进行仿真,结果说明迭代学习辨识算法可以完全重建信息信号,复合非线性掩盖具有高保密性.     

变型蔡氏电路混沌同步的非线性反馈控制

混沌同步是实施混沌保密通讯的基础,非线性反馈是实现混沌同步的重要方法。蔡氏混沌电路及变型蔡氏混沌电路是应用广泛的混沌模型之一。对变型蔡氏电路混沌同步设计了非线性反馈同步控制器;根据Hurwitz稳定性判据得到反馈控制增益的取值范围。基于该方法,构建了实现混沌系统同步控制的实验电路,系统仿真和电路实验结果表明采用非线性反馈控制可以保证实现变型蔡氏电路混沌系统一致指数同步化。     

用混沌搜索求解非线性约束优化问题

提出了一种用混沌搜索求解非线性约束优化的新方法 .利用罚函数思想将约束问题无约束化 ,再利用混沌的内在随机性与遍历性进行求解 .算例仿真结果表明 ,算法简单实用 ,性能良好 ,是解决非线性约束优化问题的有效途径 .     

时滞混沌系统的混沌同步容错控制设计方法

应用有记忆状态反馈控制器,研究了多时滞混沌系统的H∞混沌同步控制问题;对于结构更复杂的系统,又给出了一种非线性控制器的设计方法.推导了五个定理,设计了干扰抑制混沌同步状态反馈控制器和结构改进的非线性控制器,前者可以保证多时滞主从系统的混沌同步,而且可以使系统抑制外部噪声的干扰,满足提出的H∞性能指标;后者可以使改变结构的多时滞主从系统的混沌同步,按指数稳定.给出的一个仿真算例验证了提出算法的有效性.     

半桥变换器中的非线性现象研究

研究了一个实际的半桥变换器,在电流连续模式下把该变换器的四个开关状态等效为两个开关状态,推导出了其等效电压模式控制的Buck电路拓扑.根据这个拓扑,基于Matlab/Simulink构建了读变换器的等效仿真模型,该模型可被用于研究其在时域和V-I相空间的非线性现象.当输入电压、电容和电感的值变化时,分别进行了仿真,并把混沌现象在相图上加以显示.对仿真结果进行了分析.输入电压的波动、不适当的变压器变比、不适当的电容和电感参数都可把该变换器带到混沌运行范围.从而该实际半桥变换器的非线性现象被加以验证.     

一类Hlder连续的混沌系统分析和控制

构造了新的三维连续时间混沌系统.该系统含有两个参数和一个非线性项,其中的非线性项满足1/2阶Hlder连续但不满足Lipschitz连续性条件.通过理论分析和数值仿真研究了系统的动力学特性.此外,利用线性状态反馈对此混沌系统进行了控制,实现了系统的全局镇定.通过分段线性状态反馈方法对新混沌系统的同步进行了研究,实现了系统的全局同步.     

无偏GM(1,1)模型的混沌特性分析

考虑到现实系统的非线性作用,在无偏GM(1,1)模型的灰色作用量中引入非线性作用项,从而推导出它的Logistic表达式,在此基础上对它的稳定态、周期态及混沌特性进行探讨.结果表明,无偏GM(1,1)模型的混沌区间要小于原GM(1,1)模型,从混沌理论的角度得到了它的适用范围扩大及其适应性增强的原因.     

基于一个新混沌系统的超混沌的产生及其控制

通过在Yassen提出的三阶混沌系统中增加一个状态,从而得到一个新的超混沌系统.研究了新的超混沌系统的基本动力学行为,给出了超混沌系统的吸引子、Lyapunov指数、分维数、分岔图、平衡点以及随着参数的变化新系统的运动轨道在混沌和超混沌之间的演变过程.分别利用非线性双曲函数反馈控制法和线性反馈控制法研究了新系统的超混沌控制问题,讨论了将受控系统的超混沌轨道镇定到不稳定平衡点时的条件.数值模拟进一步验证了所提出方案的有效性.     

一类H(o)lder连续的混沌系统分析和控制

构造了新的三维连续时间混沌系统.该系统含有两个参数和一个非线性项,其中的非线性项满足1/2阶H(o)lder连续但不满足Lipschitz连续性条件.通过理论分析和数值仿真研究了系统的动力学特性.此外,利用线性状态反馈对此混沌系统进行了控制,实现了系统的全局镇定.通过分段线性状态反馈方法对新混沌系统的同步进行了研究,实现了系统的全局同步.     

不同施肥措施对黑土土壤水分及保水性的影响

在长期定位试验中,采用中子水分测量仪对其中的4个处理(F1-无肥、F2-中量化肥、F3-高量化肥、F4-高量化肥加有机肥)进行了为期3年的土壤水分监测。结果表明:施肥处理显著影响了土体内的水分变化,影响范围主要是10cm~90cm。深度超过90cm之后,施用高量化肥的处理含水量超过了其它3个处理,施用相对高量的化肥具有明显的保水作用,而施用有机肥则增加了土壤的疏松透气性,因而增加了蒸发。施肥多的两个处理比较于不施肥和施肥少的处理水分的纵向变幅要大。施入了高量化肥的处理,在高产的同时,保存了70cm以下土体的含水量,而施入同样高量化肥配合有机肥的处理,深层的含水量没有单施高量化肥的高。施用化肥降低了土壤水分的蒸发,提高了保水性。施用化肥同时施用有机肥改善了土壤的透气性。施用有机肥的处理具有如下特点:在含水量高的时候,有排水的作用;在含水量适中的情况下,蒸发量最小,有保水的作用。不施肥的处理,在适宜的水分条件及干旱的情况下,蒸发量最大;在土壤含水量较大的情况下,蒸发较慢,相对而言不具有保水及排涝的作用。图5,表2,参13。     

基于水资源合作的水资源短缺区域水资源优化配置

为提高水资源短缺区域的水资源利用效率,实现区域水资源初始配置后的有效再配置,提出三阶段水资源短缺区域水资源优化配置方法：阶段1,利用高效的“优先规则”构建部门间水资源合作清晰联盟的用水收益支付函数,对联盟成员水资源共用、获益方式进行了合理刻画;阶段2,基于Choquet积分形式的模糊合作博弈、阶段1中的清晰联盟支付函数,构建部门间水资源模糊联盟支付函数;阶段3,基于上述成果,构建水资源短缺区域水资源优化配置模型,求解得到用水部门最优水资源合作联盟,并将求得的最优模糊联盟视为大联盟,通过求解其核仁解获得最优模糊联盟的收益分配。以京津冀区域水资源优化配置问题为例,算例结果表明：①基于Choquet积分形式模糊合作博弈的三阶段水资源优化配置模型能够最大化区域整体用水收益水平,实现水资源短缺区域中的水资源优化配置,并使区域中用水部门有机会分得更多的获益;②本文模型无需引入模糊Shapley值等分配方法作为约束条件即可求得最优联盟,模型不影响不同收益分配方法分配结果的有效性;③采用将最优模糊水资源合作联盟视为大联盟,并求联盟收益的核仁解的方法分配最优联盟收益,无论最优联盟的核心是否为空,都能保证联盟收益分配结果满足个体理性和集体理性要求,即能保证最优联盟中各成员不会“叛逃”最优联盟、联盟稳定存在,且保证获得的分配方案为确定分配值而非分配区间。即本问题中该分配方法优于Shapley值、模糊最小核、弱最小核方法。所构建的水资源短缺区域水资源优化配置模型及最优水资源合作联盟收益分配方法对水资源短缺区域的水资源优化配置问题有较好的适用性,能够为我国京津冀区域等水资源短缺区域的水资源优化配置工作提供参考。     

基于混合禁忌搜索算法的水位流量关系拟合

将禁忌搜索算法与免疫进化算法、模拟退火算法有机地结合起来，建立了求解优化问题的混合禁忌搜索算法（HTS）。具体的改进策略为：通过与模拟退火算法结合，使用蒙特卡罗准则和退火过程，改善禁忌搜索的“下山”能力，提高搜索效率的同时避免陷入局部最优；采用免疫优化算法产生优秀子代解的思想生成禁忌搜索算法的邻域结构，增大了寻找优秀解的几率。将混合禁忌搜索算法应用于水位流量关系公式的参数优化，得到的拟合结果与实际值接近，误差较小，表明此混合算法精度较高，性能稳定。     

南水北调中线工程水价仿真研究

南水北调中是改善我国水资源配置的重大基础性战略工程，现代仿真技术已经成为分析，研究复杂系统非常有效的工具，本文将计算机仿真技术应用于中线南水北调工程水价问题的研究，提出了中线性工程水价仿真模型系统，建立了目标函数，水价模型，还贷模型及约束模型，分析确定了主要仿真参数，通过仿真分析，测算了不同条件下的中受水区供水价格的变化，并利用投入产出模型分析了水价变化对相关行业产品价格的影响，结果表明：与现状水价相比，还贷期水价将明显增长；水价增长对相关行业的影响一般都较小；还贷期水价大体在中线性工程受水区居民的可承受范围之内。     

基于浅水方程和物理引擎的大尺度水环境模拟

三维系统的真实感是虚拟地理环境和虚拟现实中的研究热点,水体也是其中的重要部分.水体的实时渲染技术众多,但往往缺乏交互性.针对大尺度水体,采用浅水方程实时计算水体的表面形态；同时引入物理引擎库,实时计算出与水接触的物体的浮力,通过物理引擎的更新和模拟,实现物体的沉浮效果.水体与物体间的交互性则体现在:一方面物体影响了水体表面的水位高程,改变了水体形态；另一方面,水体形态的改变影响物体与水体的接触面,改变了物体所受的浮力.本算法能广泛用于船舶运动模拟等应用中.     

闽江水域水质时空分布探索性研究

依据2008-2009年11个采样点8个水质指标数据,运用主成分分析和聚类分析,对闽江水质时空分布进行探索性研究。通过统计分析将8个水质指标概括为2个主成分,在空间尺度上分为2组,重污染区和轻污染区,在时间尺度上分为2组,枯水期和丰水期。结果表明闽江上游污染较为严重,中游一直到下游污染程度呈下降趋势。经过福州市区后,由于汇入了大量的生活和生产污水造成污染,使闽江水质急剧下降。同时,闽江水质受该地区的降雨量影响较大,它亦随着水温的变化呈季节性变化,冬季的水质最差。     

降雨入渗和再分布对边坡土壤水分运移的数值模拟研究

根据饱和-非饱和土壤水分运移的混合型Darcy-Richards方程,建立了降雨入渗和再分布条件下非饱和边坡土壤水分运移模型,并采用有限差分方法对模型进行数值求解,选取广州西二环高速公路C10标的路堑边坡进行降雨入渗和再分布下坡面土壤水分分布的动态规律研究.模拟结果表明:随着降雨历时的增加,湿润锋面逐渐向下推进,当入渗时间达到8小时后,土壤中体积含水量达到饱和含水量.降雨5小时后停止降雨,分析边坡表层土壤再分布下含水量的递减随时间的变化关系为y=0.2526262+0.1742exp(-t/8.70805).数值模拟及分析结果可为边坡排水加固设计提供定量依据,并对边坡稳定性评价具有理论意义和现实意义.     

水权交易的效率分析

通过教学模型证明:水权交易既可以改善有限水量的整体使用效率,也可以改善各交易用水户的净收益.即水权可交易时的用水效率高于水权不可交易时的用水效率.但是,由于水的特性,在水权交易过程中存在较大的外部效果,可能造成交易费用过高,从而使得水权交易变得不可行.因此必须通过制定诸多法律、规范明确水权交易主体的权利与责任,使得水权交易在交易双方获益的情况下,尽量不对环境及其他用水户产生负面影响,真正提高水资源的配置效率.     

浏阳河流域水环境容量分析

近年来,随着工农业生产的发展和城镇化水平的提高,大量工业废水和生活污水排入浏阳河,导致浏阳河水环境质量的下降,严重地威胁了浏阳河流域的可持续发展。针对浏阳河流域水环境问题,提出浏阳河水环境容量的定量分析方法,包括水环境容量计算模型和基于水环境容量计算的控制单元划分。利用上述方法,对浏阳河流域的水资源现状进行评价;根据流域水功能分区,运用正向法对浏阳河流域水环境容量进行定量分析,并提出浏阳河流域水环境管理的措施。     

城市水环境承载力研究进展

城市水环境承载力作为衡量城市可持续发展的重要指标已成为水科学研究中的一个热点问题。在充分理解城市水环境承载力内涵的基础上,总结了城市水环境承载力的研究现状和进展,分别从城市水环境承载力研究的广度、研究思路、评价指标选取、研究方法、数学模型创建5个方面分析了取得的成果,并提出了目前水环境承载力研究中亟待解决的一些问题,进一步讨论了今后城市水环境承载力的研究重点。参21。