基于混合模型的核电站防波堤越浪冲击研究

针对某核电站防波堤,提出了混合模型方法,该方法将局部仿真包含在整体仿真中,避免了局部模型分离带来的误差,弥补了以往宏观及微观无法兼顾的缺陷.研究了数值造波方法,建立了数值波浪水槽,利用边界造波法模拟了海浪的生成.利用ALE方法,解决了海浪与防波堤之间的流固耦合问题.建立了核电站防波堤三维整体有限元模型,模拟了海浪冲击防波堤的过程,分析了关键堤段挡浪墙的应力应变状况.同时模拟了防波堤的越浪过程,分析了不同堤段下的越浪量分布.通过实际计算验证,证明了该仿真方法的可行性.     

变压器线圈暂态的频域分析

建立了变压器线圈频率依赖数字仿真模型。通过局部线圈等值电路与整体变压器线圈等值电路相结合，既可以计算整体变压器线圈的暂态电压分布，也可以计算局部线圈匝间电压分布。该模型还可以用于变压器在线条件下的暂态分析。实例计算与实测的结果吻合得很好。     

基于压缩Voxel模型的整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工仿真验证

提出了基于压缩Voxel模型的整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工仿真、验证新方法.该方法首先构造整体涡轮叶盘仿真工件、成型电极压缩Voxel模型,再根据数控加工轨迹构造成型电极扫描体,最后在三维虚拟空间完成加工过程仿真.利用Marching Cubes方法提取仿真工件表面三角网格,增强了仿真工件显示质量和速度.通过仿真工件压缩Voxel模型与标准CAD模型的三维对比实现了仿真结果分析验证.该方法在某航天火箭发动机整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工编程仿真与验证中得到了应用,效果良好.     

基于Agent的农田生态细胞自动机模型

提出一种基于Agent的细胞自动机(CA)演化模型，并采用整体建模仿真的方法，对农田虫害的演化进行了模拟．它采用自底向上的建模思想，利用Agent的局部连接规则，建立复杂系统的整体模型．针对不同环境条件设定相应的仿真参数，可以得到恰当的害虫种群演化结果，有助于农田生态管理的科学决策．同时，农田虫害的管理是预测专家系统的重要应用领域，该模型与专家系统的最终集成，可以提高专家系统的预测能力．     

局部交互博弈的Agent仿真模型

在经济社会动态复杂系统中,人们的博弈行为受所处的地区、语言、文化、职业及其他很多局部因素的影响.局部影响因素快速变化、交互关系复杂使得采用现有的博弈论方法来分析局部交互博弈变得较为困难.本文提出局部交互博弈的Agent仿真模型来解决上述问题,其中个体的博弈学习被用来解决个体的行为选择问题,而涌现变量则被用来解释系统整体表现出来的现象.最后,本文基于提出的仿真模型进行了协调博弈的“局部遵同效应“和“随机冲击“两个实验来检验仿真模型的有效性.     

单气隙局部放电仿真模型的修正与关键参数的确定

针对目前国内外局部放电仿真模型不能客观反映局部放电物理过程的问题,提出了一种单气隙局部放电仿真模型的修正方法,并确定了影响仿真结果的一些关键参数.该修正方法将气隙分为气隙绝缘电阻和气隙沿面绝缘电阻,引入了气隙沿面半导电化过程,并在仿真计算中考虑了气隙放电的时间过程以及放电的电子雪崩过程.根据放电的实际物理过程,应用工程近似计算方法,确定了仿真模型中放电起始电压、放电熄灭电压和气隙等效电阻、等效电容等关键仿真参数,从而使仿真模拟接近于绝缘试样中气隙实际放电过程,仿真得到的气隙局部放电波形不同于国外仿真得到的锯齿波,十分接近于实际测量波形,为深入开展局部放电仿真研究奠定了基础.     

面向结构安全评估的大跨斜拉桥基准有限元模型

探讨了以结构安全评估为目标的大跨斜拉桥基准有限元模型建立与修正的策略与方法.采用基于灵敏度分析的模型参数修正方法建立并修正了润扬大桥斜拉桥的整体动力分析模型.在此基础上建立了扁平钢箱梁的局部应力分析模型,并采用子模型方法进行钢箱梁整体尺度与局部尺度之间的跨尺度衔接.分析结果表明,润扬大桥斜拉桥多尺度有限元模型的计算结果与实桥测试结果吻合良好,说明该多尺度模型能够较好地满足桥梁结构损伤诊断与状态评估的技术要求,可以作为该桥结构安全评估的基准有限元模型.     

基于子模型的挖掘机结构瞬态动力学研究

在挖掘机工作装置结构的瞬态动力学分析中,既要考虑油缸刚度、结构刚度对动态分析的影响,又要考虑得到准确的结构局部(如焊缝)应力用于疲劳分析,如按此要求建立的整体精细模型用于动力学仿真,其工作量是海量的且不现实的.为此,文中提出了整体动态模型与局部子模型相结合的方法,用于挖掘机工作装置结构的动态计算;采用梁单元、弹簧单元等将整体结构等效为一个简单、高效的动态模型;对复杂的局部结构再用精细子模型求解,得到精确局部应力.最后以某型挖掘机为例进行案例计算和试验测试对比分析,计算瞬态应力峰值与测试结果的误差小于8%,结果证明了所提方法和模型的正确性.     

非线性系统的多模型预测控制方法

提出了一种基于多模型的预测控制方法,用于解决典型非线性对象——污水生化处理过程中的控制问题.首先给出了基于局部模型的多模型建模方法,该方法从积累的大量系统输入输出数据中找出与系统当前模态相匹配的数据集合,利用局部多项式拟合方法建立系统的局部模型,再根据系统模态的变化建立系统的多个模型;将所得多模型与预测控制相结合,提出一种多模型预测控制方法,从而解决了一类结构未知、仅使用大批历史数据工业过程的控制问题.仿真试验说明了该方法的有效性.     

圆弧铣刀瞬态切削力建模与数值仿真

提出圆弧铣刀(R刀)几何模型描述方法,建立基于机械力学的圆弧铣刀切削力预报模型.该模型分别考虑前刀面剪切效应与后刀面犁切效应,通过计算微元切削刃空间位置角和不同轴向高度处的切入、切出角方法获取瞬时切削区域,应用空间解析几何三维坐标变换原理实现微元切削力从局部坐标系向刀具整体坐标系下转换,借助科学计算软件Matlab实现数值仿真.模型中切削力系数由42CrMo4切削试验的切削力数据拟合得出.两组试验结果与仿真结果的对比,验证预报模型的有效性.     

全球战场环境实时仿真系统研究

为了对全球范围内的战场作战情况进行实时模拟,文章提出了一种构建战场环境仿真系统的解决方案,分别以基于视点的LOD和地形预读方法解决大规模地形的可视化问题,以基于模板的动态场景元素管理解决大量运动物体的组织、管理问题,以基于经纬度的运动物体位姿变换解决物体运动姿态的模拟问题。实验结果表明,该方法能够实现大规模地形的实时可视化,能够对物体运动姿态进行有效的模拟,满足全球范围内战场环境实时仿真的需要。     

王轮铰接式月球机器人的全局路径规划

为了满足五轮铰接式月球机器人（FWALR）的避障及在月面上作业的要求，针对FWALR的结构特点、月球上凹凸不平的三维地形和机器人车轮与地面的相互作用，提出了基于虚拟传感器的双向全局路径规划方法和降维法。用此方法对FWALR进行了全局路径规划及仿真试验，证实了这种全局路径规划方法的可行性。     

复杂环境下移动机器人路径规划算法

对复杂环境下移动机器人全局和局部路径规划问题进行研究,提出一种全局-局部混合模式的路径规划方法.首先,对全局运动空间进行建模,运用全局模式规划一条从起点到终点的全局路径;然后,针对空间中影响机器人运动的移动物体,通过位置、速度分析碰撞的可能性,从而进行局部路径规划;最后,基于MATLAB仿真平台,将文中方法与经典人工势场法、改进人工势场法进行对比实验.实验结果表明:文中方法在机器人路径规划任务中的总时长和总长度均优于其他两种方法.     

移动机器人全局动态路径规划融合算法

针对移动机器人全局动态路径规划效率较低的问题,提出一种基于安全A^*算法与双速度模型动态窗口法的全局动态路径规划融合算法.首先,通过安全A^*算法得到全局最优路径节点,将其作为临时目标节点,为动态规划提供全局信息,避免出现局部最优.然后,采用时间序列Bottom-Up算法减少路径节点数,从而减少迭代次数、计算代价和储存代价,提高算法效率.最后,采用双速度模型对动态窗口法进行改进,通过避障重规划机制,解决全局动态路径规划时移动机器人绕远甚至绕圈的问题,并通过MATLAB平台进行仿真实验.仿真结果表明：文中算法的规划效率可提高46.18%,保证了路径的安全性和移动机器人速度的平稳性,文中算法的路径质量和规划效率更佳.     

高阶SISO非线性系统的分层模糊滑模控制

为了解决高阶SISO(单输入单输出)非线性系统模糊控制中出现的"维数灾"问题,采用典型模糊控制单元,构造了"增一型"分层模糊控制器。提出了分层模糊滑模控制方法,并证明了分层模糊滑模控制系统的全局渐近稳定性。该方法设计参数少,设计步骤简单,并且控制器的设计参数只需要满足一定的比例关系即可使整个分层模糊滑模控制系统全局渐近稳定,从而减小了模糊控制器的设计工作量和难度。用一个仿真例子验证了该方法的有效性和优点。     

薄壁圆管侧向冲击动力响应的仿真分析

对两端固支薄壁圆管经受楔形锤体侧向冲击的动力响应进行了实验研究和计算机仿真，获得了不同冲击能量下两端固支薄壁圆管的整体变形模态和冲击点附近局部压渍模态的发展过程，计算机仿真结果与实验结果的一致性令人满意。实验研究和计算机仿真结果表明，局部变形和整体变形的耦合与径厚比(D／h)和跨径比(2L／D)等因素有关。当圆管的总体位移(Wf)达到和圆管的直径同一量阶时，伴随圆管轴线伸长而产生的轴力不可忽略，甚至对侧向总体的形成起控制作用。     

脉冲多比例时滞细胞神经网络全局指数稳定性准则

本文主要研究脉冲多比例时滞细胞神经网络的全局指数稳定性.通过Lyapunov函数以及Young不等式,并基于n维实向量空间中的lc-范数,我们得到细胞神经网络全局指数稳定的充分条件,最后我们用一个例子以及它的仿真来证明我们方法的有效性.     

拖拉机多段液压机械无级变速器的动力学建模及仿真

以开发多段液压机械无级变速器(HMCVT)控制系统为目的,运用动力学原理和模块化方法,建立多段HMCVT的动力传动系统和自动控制系统数学模型,应用Matlab软件进行无级变速和换段控制过程仿真,并采用设定全局变量的方法,避免了仿真时出现奇异解现象。仿真结果表明,该模型能有效表达HMCVT的动力学特性,可作为无级变速控制算法开发的软件仿真及硬件在环仿真基础。     

GPU-CA model for large-scale land-use change simulation

Land-use change simulation for large-scale regions(i.e.provincial regions or countries) is very useful for many global studies.Such simulation,however,is affected by computational capability of general computers.This paper proposes a method to implement cellular automata(CA) for land use change simulation based on graphics processing units(GPUs).This method can be applied to large-scale land-use change simulations by combining the latest GPU high-performance computing technology and CA.We carried out the experiments by simulating land-use change processes at a provincial scale.This involves a lot of sophisticated techniques,such as model mapping,and computational procedure of GPU-CA model.This proposed model has been validated by land-use change simulation in Guangdong Province,China.The comparison indicates that the GPU-CA model is faster than traditional CA by 30 times.Such improvement is crucial for land-use change simulations in provincial regions and countries.The outputs of the simulation can be further used to provide information to other global change models.     

模糊时滞系统的全局指数稳定性

针对模糊时滞系统,设计了非线性状态反馈控制器以确保闭环系统全局指数稳定.该设计方法把全局指数稳定条件归结为p个线性矩阵不等式,可以有效的利用计算机求其数值解.一个应用例子和仿真结果证明了该方法的有效性.