输油管道过渡过程最优控制策略

分析了水击产生的原因,结合瞬变流动控制的基本理论,分析了管道不稳定流动的水击保护的各种方法,基于鲁皖成品油管线部分水击工况的超前保护的仿真模拟,指出超前保护控制系统的优缺点,提出了过渡过程主动控制决策系统的研究方法.以大落差输油管道停泵事故为例,采用空间特征线方法与最优化方法对管道的限压及限时反问题进行了求解,得到了停泵保护的阀门最优调节规律及系统最小水击压力.实例分析结果证明了输油管道主动控制系统的优越性,对输油管道调度控制具有实际的指导意义.     

注水井中固体颗粒对井伤害的数学模型研究

考虑污水中固体颖粒侵入地层,堵塞孔隙降低地层渗透性,对其建立数学模型,将模型归结为问题1和问题2。问题1是一个确定p、s_w、s。、劝的偏微分方程反问题,对于问题1,建立差分格式进行数值求解;问题2是一个确定Cp,的初边值问题,在问题1的基础上,其求解可用特征线法,由Cp、Φ又可计算出油层渗选率及伤害半径等。求解过程是问题1和问题2辗转进行。     

基于最优控制的主动悬架控制器设计

通过建立1／4车辆模型动力学方程,应用最优控制理论进行车辆主动悬架LQG与PID控制器的设计,并在Matlab／Simulink环境中建立系统模型并进行仿真．将主动悬架与被动悬架的车身加速度、悬架动行程、轮胎动载荷3项指标进行了对比分析．仿真结果表明,具有LQG与PID控制器的主动悬架对车辆的振动舒适性的改善有良好的效果．     

FLDA的核化过程

核方法是近年发展起来的一种新的机器学习方法,它可在高维(特征)空间中用线性的方法有效地解决低维(输入)空间中线性不可分问题.采用核方法,在Mika提出的核Fisher判别基础上,给出Fisher判别分析从输入空间变换到特征空间的数学过程(核化过程),并对特征空间中投影向量可由训练样本线性表示问题予以证明.     

汽车主动悬架系统的前馈反馈最优控制及其仿真

研究汽车主动悬架系统的线性二次型前馈反馈最优控制问题.基于两自由度1/4汽车悬架主动控制模型,通过引入外部扰动补偿向量,给出了系统的有限时域前馈反馈最优控制器的设计方法.该控制器由状态反馈项和前馈补偿项构成,其中前馈项用于补偿路面扰动对系统的影响.控制器的反馈和前馈增益可通过求解矩阵微分方程得到.仿真算例说明了该方法的有效性.     

一维介质辐射物性反演的随机微粒群方法

针对介质辐射反问题进行研究.采用离散坐标法求解了一维吸收散射性灰介质的辐射传输方程,发展了一种反演介质内辐射参数的随机微粒群方法.结果表明该方法可以收敛于全局最优解,且计算快速、智能.     

冲击动力学反问题及其反演方法综述

冲击动力学的三要素（激励、结构及响应）相互关联,构成一个封闭系统,形成了完整的力学、数学模型。根据工程问题设定条件的不同,对应于这三要素的不同组合方式,产生了冲击动力学的正、反两类问题。近年来,冲击动力学反问题成为工程实践应用的热点问题,其各种反演方法也是未来力学领域的重要研究方向。本文根据冲击动力学问题的不同模型及观测数据的不同性质,对冲击动力学反问题的定义进行了归纳和总结,对其不适定性及非线性等工程应用中的瓶颈问题进行了重新认识和分析。在此基础上,介绍了求解冲击动力学反问题的理论方法和数值方法,结合智能计算方法,对各种数值反演方法进行了评述,尤其对各种优化反演方法的适用范围及优劣进行了论述,为冲击动力学反问题求解提供有益参考。     

浸没水射流冷却过程热流密度的导热反问题计算方法

基于单点测温、常热流假设,任意未来时间步长的导热反问题算法求解浸没水射流冷却过程的热流密度;采用有限容积法离散方程,附加源项法处理边界条件。表面施加三角形热流的经典算例验证了算法的正确性。水冷实验数据分析结果表明:射流能提高热流密度和临界温度,缩小过渡区温度区间。     

怀柔应急备用水源工程水力过渡过程分析

针对怀柔应急备用水源工程具有的多水源、长距离等特点,在阐述工程特点的基础上,通过对水力过渡过程进行正确的计算与分析,应用水锤计算的基本理论,并用特征线法及各种边界条件方程进行了数值模拟,得出了一些基本规律.在此基础上,提出的水锤防护技术措施,不仅很好地解决了该工程的水锤防护问题,同时也给长距离输水系统的水锤计算与防护提供了技术借鉴.     

热传导方程反问题的数值解法

文章分别应用拟边界法和积分方程方法对一类热传导反问题进行了研究,并通过数值算例验证了方法的有效性.     

基于遗传规划的复杂过程优化控制策略

根据工业过程优化控制的多目标特性和连续生产平稳性的要求,提出了一种基于遗传规划的优化控制策略.该策略将复杂过程的优化控制看作一个多步的状态转移过程,在生产过程单目标参数辨识模型基础上,通过多步综合评判算法实现了过程多目标的综合评判,在最终的评价函数中引入了对过程状态波动性的惩罚项.遗传规划个体采用由若干时序关系运算符连接形成的链式结构,简化了进化求解过程,有利于指令在控制器上实现.进化得到的最优解是一个多步的过程控制方案,一方面通过调节控制参数使过程状态趋于最优;另一方面又保证参数变化不会过于剧烈,保证连续生产过程平稳.运用该优化控制策略在密闭鼓风炉熔炼过程进行模拟优化和实际应用,结果表明该方法能够实现熔炼过程工况的优化,有利于保持连续生产过程的稳定性.     

微粒捕集器喷油再生过程柴油消耗量最优控制

基于喷油助燃过程的热工机理,建立柴油消耗量真实目标泛函,并采用泛函分析与自适应变尺度混沌免疫算法相结合的方法对其进行融合处理,得出能计算喷油助燃过程中燃烧器内的烟气最优升温速度曲线和柴油消耗量最优控制的目标函数.研究结果表明:随喷油助燃再生时间不同,柴油消耗量最优值呈先减小后增加的趋势,当再生时间由8.0 min减小为5.0 min时,对应的柴油消耗量增加0.29倍;对喷油助燃再生柴油消耗量实现最优控制后,喷油助燃再生过程柴油消耗量降低25％～35％.     

随机Rayleigh振子瞬态响应及其最优控制

研究了随机Rayleigh振子瞬态响应极最优控制问题。利用随机平均法得到原系统振幅部分平均随机It?方程。控制力有界,由Bellman动态规划原理得最优控制率,进而推导出系统振幅完全平均It?方程和相应Fokker-Planck-Kolmogorov方程。基于退化线性系统得到正交基空间,在此空间上应用Galerkin方法得到近似瞬态响应。计算结果表明该方法求解受最优控制力作用的随机非线性系统瞬态响应非常有效且求解效率远远高于Monte-Carlo数值模拟。     

热油管道非稳态工况传热与流动的耦合计算模型

在进行热油管道工艺计算和运行工况分析时,通常将热力非稳态工况近似按稳态处理,这使得计算结果与实际情况偏差很大,不能客观地反映实际工况。在充分考虑管内油流热力、水力耦合以及管内油流与管外介质耦合的基础上,提出了一个比较完整的非稳态工况传热与流动双层耦合模型。采用双特征线法求解管内油流参数,用有限单元法求解管外土壤温度场,并编制了相应的计算程序。利用该模型和英国ESI公司的管道模拟软件TLNET分别对所建立的几种热油管道非稳态工况进行了模拟计算。结果表明,该模型比较合理,可用于热油管道非稳态工况的计算。     

热油管道非稳态工况传热与流动的耦合计算模型

在进行热油管道工艺计算和运行工况分析时，通常将热力非稳态工况近似按稳态处理，这使得计算结果与实际情况偏差很大，不能客观地反映实际工况。在充分考虑管内油流热力、水力耦合以及管内油流与管外介质耦合的基础上，提出了一个比较完整的非稳态工况传热与流动双层耦合模型。采用双特征线法求解管内油流参数，用有限单元法求解管外土壤温度场，并编制了相应的计算程序。利用该模型和英国ESI公司的管道模拟软件TINET分别对所建立的几种热油管道非稳态工况进行了模拟计算。结果表明，该模型比较合理，可用于热油管道非稳态工况的计算。     

油气混输管道工艺计算软件研制

采用软件工程学的理论,结合国内外多相流研究成果,研制出了广泛适用于各种油气混输管道的工艺计算软件。该软件能够实现管道图形建模、物性参数计算、水力热力计算、修正计算、误差分析等功能。实例分析表明,该软件操作方便,功能完善,能够有效地对管道的生产运行进行模拟计算和分析。     

钢板冷却过程分析与控制策略

钢板冷却工艺是影响钢板质量的重要因素。对钢板在某一风冷环境中的冷却过程进行研究,采用ANSYS软件建模,并对钢板的冷却过程进行模拟。分析钢板冷却过程的温度分布规律。远离钢板芯部温降较快,角部温降最剧烈,给出了采用活动挡板遮蔽形式的钢板沿宽度方向的均匀冷却控制策略。     

钢板冷却过程分析与控制策略

钢板冷却工艺是影响钢板质量的重要因素。对钢板在某一风冷环境中的冷却过程进行研究,采用ANSYS软件建模,并对钢板的冷却过程进行模拟。分析钢板冷却过程的温度分布规律。远离钢板芯部温降较快,角部温降最剧烈,给出了采用活动挡板遮蔽形式的钢板沿宽度方向的均匀冷却控制策略。     

成品油管道优化运行研究

利用成品油管道顺序输送的计算机离线优化仿真软件，可以安全、高效地使管道正常运营。分析了复杂成品油管道系统所有可能的工艺过程及管道沿线油品市场需求等因素，应用最优化理论建立了成品油管道优化运行数学模型，并用动态规划方法进行求解，同时编制了相应的优化运行软件。用该软件对兰-成-渝成品油管道的投产和当前的运行状况进行了优化模拟分析。利用该模型设计出了油品运移分输图、最优配泵方案和站场压力设置方案，可为管道运营预测提供可靠的依据。