基于系统动力学的城镇化水平对钢材需求影响研究

本文在Vensim PLE平台上,利用系统动力学(SD)原理建立仿真模型,分情景地研究了不同城镇化速度下的国内钢材需求趋势变化情况,找出钢材需求峰值水平。     

基于COVID-19传播特性的传染病模型的构建与研究

为了更好地揭示新冠肺炎(COVID-19)的传播机理,通过分析新冠病毒(2019-nCoV)的传播特性,考虑隐性潜伏者的自愈以及潜伏者的提前隔离,引入“入院隔离状态”,“隐性治愈状态”,考虑防控强度的变化,引入“发病状态”,提出了SEAIHR动力学模型。利用真实疫情数据,考虑不同阶段参数的变化,进行了多模型对比试验。实验结果表明,SEAIHR模型拟合和预测精度有明显提升,较经典模型在疫情前中期降低了34.4%～72.8%拟合误差,为疫情防控提供了参考与指导。     

融合自忆性原理的优化GM(1,1)幂模型构建及应用

针对因发展变化受众多因素影响而具有饱和增长趋势或单峰特性的原始波动序列,为了提高预测精度,以灰色GM(1,1)幂模型为基础,构建了自忆性原理与优化GM(1,1)幂模型的耦合预测模型,用动力系统自忆性原理来克服传统灰色模型对初值比较敏感的弱点。结果表明,新构建模型能够充分利用系统的多个历史时次资料,模拟和预测精度都高于传统优化GM(1,1)幂模型,进一步拓展了灰色模型的应用范围。最后,以我国高中升学率的数据为例验证了所构建模型的优越性和有效性。     

小型无人直升机偏航动力学建模与辨识

在考虑到偏航速率反馈系统存在的情况下,根据小型直升机的动力学原理,推导了无人直升机偏航动力学数学模型。基于所采集的飞行实验数据,采用预报误差法(PEM)辨识得到了完整的悬停状态下小型无人直升机的偏航动力学状态空间模型。并通过对实验数据的分析,建立了保真度更高的模型。对模型的校验和评估结果表明,所得到的模型能充分反映小型直升机的偏航动力学特性,结构相对简单,能作为控制器设计的参考模型。     

下肢外骨骼机器人动力学分析与设计

设计了一种针对军事用途的下肢外骨骼机器人,主要为行军过程中的士兵承载负重,分析了人类下肢自由度以及下肢步态的特点,对人体下肢在单足和双足支撑期进行了动力学分析,建立了七杆模型,并与通常的五杆模型进行比较,得到各关节在一个步态周期内驱动力矩以及功率的变化,随后分析了人体下肢在登台阶过程中的功率变化,利用两者的分析结果确定了各关节的驱动方式.结合下肢外骨骼所需要实现的功能、工作原理及其结构组成,利用SolidWorks软件对其进行结构设计.最后,为验证所得到的结果的正确性,将样机模型导入ADAMS中进行验证,证明了所得到的液压缸力和各关节力矩是正确的.     

列车纵向运动的计算机仿真

本文介绍了列车纵向运动仿真的几种常用仿真模型,讨论了各种仿真模型的基本假定、仿真原理和适用场合,重点介绍了列车单元间相互作用的仿真方法.最后还简要介绍了作者在铁路线路纵断面参数方面的研究进展。     

生产能力扩大的系统动态性研究

利用系统动力学的原理和建模方法描述了企业生产能力与企业物流、信息流与资金流所涉及的各种计划、生产、采购、仓储、销售及财务等职能的关系，利用因果环路图研究分析了生产能力与库存水平、交货期、市场份额、产品价格、成本、利润率、人力等多种因素的因果反馈关系，并构建了生产能力扩大的系统动力学模型来刻画其变化的复杂性与动态性，在两种市场需求（阶跃需求和泊松流随机需求）下模型的仿真结果表明，该模型能较好的反应生产能力扩大的动态行为。     

捷联式猎雷声纳基阵动力学建模研究

运用刚体体动力学原理和船舶运动建模理论,建立了以猎雷艇为动基座的声纳基阵动力学模型。在定义了所需的坐标系基础上,给出了声纳基阵各轴框架坐标第的速度及角速度矢量表示及刚体一矩阵在坐标系平移及旋转情况下的表示;根据动量矩定理导出了声纳基阵动力学模型,并对模型特性进行了分析。仿真结果表明了模型的正确性。本文为设计高精度的控制稳定系统提供了理论基础。     

资本要求、监督检查与市场约束的交互关系

借鉴Dewaripont和Tirole(1994)的研究思路和马尔科夫原理,以连续时间的公司金融模型为基础,并充分考虑商业银行特有的金融中介属性,建立起关于商业银行行为的动态模型,对巴塞尔协议三大支柱间的交互关系及机理进行了研究。研究表明:(1)监管者应当将资本充足要求作为银行的破产临界点看待,而不是资产重置的间接信号;(2)在对风险监控比较宽松的情况下,市场约束可以降低银行的破产临界点;(3)监督检查并非是对所有银行都进行不间断监控,监管者应当对银行筛选后进行有针对性的监测。     

核动力蒸汽发生器水位动力学特性仿真与分析

利用核动力蒸汽发生器(SG)的数学模型和Mathlab的Simulink仿真工具建立了SG水位动力学特性的仿真模型。应用该仿真模型对几种典型的反应堆运行功率下SG水位动力学特性进行了仿真计算。SG水位动力学特性的仿真分析包括不同反应堆运行功率时给水流量扰动作用下的水位动力学特性仿真分析和蒸汽流量扰动作用下的水位动力学特性仿真分析。结果表明,仿真模型准确描述了给水流量扰动、蒸汽流量扰动以及反应堆功率变化对SG水位动力学特性的影响,并正确描述了SG运行中的逆动力学效应。利用该模型可以对SG水位动力学特性进行精确的分析。     

指数分布下具有随机应力转换时间的截尾步加寿命试验

研究了应力转换时间是随机变量情况下的简单截尾步加寿命试验,并且利用应力转换时间是低应力下次序统计量的信息,给出了简单截尾步加寿命试验的试验模型.在此基础上,以设定应力下对数平均寿命的极大似然估计的渐近方差最小为优化标准,得到了试验的最优设计,最后文中给出的实例证明了该优化设计方案是有效的和可行的.     

基于效能评估的空中对抗作战建模分析

针对效能评估与作战运用未能有效衔接的问题,研究了空中对抗作战中的兵力变化问题。给出了数据链体制下作战飞机效能评估计算方法,通过函数映射法将评估结果转化为平均战斗力水平,证明了二者的等价性和一致性。以蓝彻斯特方程为基础,建立了空中兵力变化的数学模型和有增援情况时的空战模型。将用微分方程描述的模型离散化,指出了离散时间步长所应满足的约束条件,形成了完整的模型求解数值计算方法。仿真实验结果表明,数据链可以改变双方作战实力,提高作战能力,增援作战时选择“局部最优增援时刻点”可以获得更高的增援效率。     

分形网络与复杂空间解集的算法转换模型

空间上看来简单的问题在时间上可能导致非常复杂的计算问题,而时间上的计算问题一旦在空间上采用某种有序划分,复杂过程又可以约化为简单的处理程序.分形思想为这类有序划分提供了可取的思路.借助分形思想和“分而治之“的策略,可望将复杂问题的“穷尽处理法“变为“有限选择法“,从而找到虽非最优但可满意的解决方案.以经典的TSP为例,提出空间系统复杂计算问题的处理方法,这种方法有助于实现指数算法与多项式算法的实用转换过程.     

线材轧制冷却过程智能混合控制

由于轧制节奏的变化和与低温步进梁长时间接触,从步进梁式加热炉出来的线材料坯(简称钢坯)温度沿纵向呈现不规则状态分布,这使得线材成品的质量稳定性受到严重影响。限于高速轧制的工艺特点和冷却系统的大滞后特征,钢坯均温处理一直是采用步进式加热的线材轧制过程控制难点。针对高速线材冷却控制特点,提出了一种基于温度分布状态分析的轧制冷却过程智能控制模式。该模式采用RBF网络模型对轧件温度进行提前预测,通过对预测温度的深入分析,辨识每根钢坯的温度状态分布特征(平均温度、水印深度和位置等),并结合冷却系统特性把握设定调整节奏,实现了线材轧制冷却过程的均温和降温控制目标。     

变动补偿的多模糊选址-路径机会约束模型及算法

针对同时具有模糊需求和模糊旅行时间,且有车辆容量、配送中心容量和时间窗约束的选址-路径问题,基于预优化和实时调整的两阶段策略,引入变动成本的概念,建立变动补偿的机会约束预优化模型.在实时调整阶段,考虑多模糊参数的联合影响,定义变动成本为因车辆剩余容量不足返回配送中心卸载的额外配送成本和因车辆实际到达时间超出客户时间窗的时间惩罚成本总和.鉴于多模糊参数影响的时间窗可信度计算复杂,且已将时间惩罚成本作为变动成本的一部分修正目标函数,去掉时间窗机会约束,设计一阶段模拟退火算法求解,贪婪聚类构建初始解,随机模拟法估算变动成本.测试算例验证了模型和算法的有效性.得出,该模型可弱化偏好值的影响,生成实时调整变动幅度小且整体最优的预优化方案,提高对不确定环境的风险抵抗力,且求解简单;该算法是求解此类问题的较好算法;研究成果为多模糊选址-路径问题提供新的求解思路.     

矿区最优投资分配动态规划模型研究

应用动态规划的理论,针对矿区建设的特点,以投资呆滞损失和欠产损失为主优化目标,以初期投资少为次优化目标,建立了矿区建设投资最优分配的多阶段动态规划投资模型,并给出了模型的解法.最后以我国某矿区为实例,应用模型进行求解,得出了满意结果.     

工程项目投标的优化报价模型

将基于货币时间价值和通货膨胀的影响,在充分考虑项目影子价格的类型与计算的基础上,通过建立工程项目投标优化报价的基础模型来获得一次优化报价;运用多目标规划、随机规划以及动态优化的理论与方法,针对一次优化报价存在的问题,构筑工程项目投标优化报价的随机工程量模型、成本单价调整模型、动态优化模型等系列二次优化报价模型,予以帮助投标人在预期利润不减的前提下如何降低报价获取中标,或在报价不变的情况下如何提高项目的实际收益.     

圆锥形电磁轴承动力学模型与控制仿真

圆锥形电磁轴承-转子系统结构简单，但控制复杂，为此，本文首先提出圆锥形电磁轴承系统的五电流差动控制方案，建立系统动力学模型，在此基础上，针对系统参数不确定，并受到不确定性扰动问题，文中采用了一种具有鲁棒特性的时间滞后（TDC）控制规律，通过仿真分析，比较了TDC控制与普通最优PD控制对圆锥形电磁轴承系统性能的影响。     

基于变迁可靠性的随机Petri网最优路径序列寻找

为了解决随机Petri网的路径寻优问题,在变迁中引进了可靠性的特性,并假设变迁的寿命服从威布尔分布模型,然后根据蚁群算法和时间Petri网的特点提出了一种网络元素可以记录少量信息的带可靠性的记忆时间随机Petri网。在网络运行时,大量托肯在网络中行走并且在行走过程中留下信息素,以此来调整托肯的路径选择。在满足一定可靠性的前提下,在延迟越短的路径上蚂蚁将留下越多的信息素,最终在延迟最短的路径上形成清晰的蚁路。因为变迁的可靠性随时间的增加而不断减小,当一段时间过后路径的可靠性不能满足要求时,需要重新选择一条满足可靠性要求且相对延迟最短的新路径。仿真结果表明,托肯可以有效地在最优路径上形成清晰的蚁路,并且能随着可靠性的不断变化寻找新的最优路径。     

复合最优模型微粒群优化算法研究及应用

针对微粒群算法全局最优(Gbest)模型收敛速度快、局部搜索能力强、鲁棒性差,局部最优(Lbest)模型全局搜索能力强、鲁棒性好、收敛速度慢的特点,提出了一种结合全局最优和局部最优两基本模型特点的复合最优模型微粒群优化算法。用4个Benchmarks函数进行了测试,实验结果表明,与微粒群算法的两种基本模型相比,该复合模型算法能有效提高算法的收敛速度及全局搜索能力。最后将算法应用于一个非线性系统模型的辨识,辨识结果验证了该算法的有效性。