二次型性能的优化降阶控制器设计

在静态输出反馈控制器设计的基础上,设计线性系统在二次型性能指标下的优化降阶动态输出反馈控制器.动态反馈控制器可表示为一个最优降维状态估值器和一个最优静态反馈增益阵.控制器的输入阵,可用全维控制器输入阵的一个线性组合来表示.通过求解利用降维状态观测器的静态输出反馈,可得到降阶控制的最优反馈增益阵.最后,通过一个例子,说明本文提出的给定解控制器设计方法.     

基于BPOD的气动弹性降阶及其在主动控制中的应用

流体动力系统是一个高阶的非线性复杂系统,这严重限制了优化和控制在该系统中的应用。模型降阶技术是解决这一问题的有效工具。将特征正交分解方法（Proper Orthogonal Decomposition,POD）和平衡截断方法结合起来,形成平衡特征正交分解方法（Balanced Proper Orthogonal Decomposition,BPOD）,并应用到气动伺服弹性模型降阶中。该方法将由POD快照得到系统可控和可观Gramian矩阵的近似表达,通过该近似得到平衡降阶模型。以一个二维翼段的气动弹性系统为例,首先将流体控制方程线化;然后利用BPOD方法得到非定常气动力的降阶模型以及降阶的气动弹性系统;最后,对降阶系统设计主动控制律,通过控制面偏转来抑制翼型颤振。数值仿真结果表明BPOD降阶模型可以精确地模拟高阶非线性的流体动力系统并且可以有效地应用于气动弹性主动控制中。     

基于特征正交分解与离散经验插值的浅水波模式降阶解法

利用特征正交分解方法(proper orthogonal decomposition method,POD)与离散经验插值方法(discrete empirical interpolation method,DEIM)对旋转大气中有限区域浅水波模式进行降阶处理,获得浅水波模式的POD/DEIM降阶模型(ROM)及其数值解,评估降阶模型刻画大尺度大气系统的能力和效率。研究结果表明:POD/DEIM降阶模型从根本上实现了浅水波模式降阶,提高了计算效率,降低了计算代价。POD/DEIM降阶模型的计算效率明显高于POD降阶模型和全阶模型,并且可以捕获全阶模型超过99. 8%的能量。特别当空间格点数量明显增加时,POD/DEIM降阶模型CPU耗时很少。但POD/DEIM降阶模型模拟质量依赖于瞬像维数和DEIM插值点维数两个可变参数,并且DEIM插值点数量减少会明显缩短POD/DEIM降阶模型的CPU耗时。     

公路工程施工过程质量控制研究

根据公路工程中路面工程的施工特点,针对施工过程质量控制进行了分析,在分析工程项目施工过程控制方法的基础上,提出了施工过程的动态优化控制和多级递阶式过程控制组织模式,并利用可靠度理论对施工质量水平进行了科学合理的规划。通过工程实例,说明应用此工程质量施工过程控制模式将对公路工程的施工具有一定的参考价值。     

有理Bézier曲面的降阶逼近

为了减少曲面表示的存储量,提高曲面计算的效率和稳定性,研究有理Bézier曲面的降阶逼近.分析了有理Bézier曲面降阶逼近的新问题,讨论了有理Bézier曲面的退化条件, 基于权和控制顶点的扰动,给出了一种有理Bézier曲面降阶逼近的多目标约束优化新方法,利用此方法,将有理Bézier曲面降阶逼近问题转变为求解多目标二次规划问题.为便于求解,采用了分步约束优化方法并给出了数值例子.     

有理Bézier曲面的降价逼近

为了减少曲面表示的存储量,提高曲面计算的效率和稳定性,研究有理Bézier曲面的降阶逼近。分析了有理Bézier曲面降阶逼近的新问题,讨论了有理Bézier曲面的退化条件,基于权和控制顶点的扰动,给出了一种有理Bézier曲面降阶逼近的多目标约束优化新方法,利用此方法,将有理Bézier曲面降阶逼近问题转变为求解多目标二次规划问题。为便于求解,采用了分步约束优化方法并给出了数值例子。     

基于LOMOGA的降阶H_∞控制器的设计

针对降阶H∞多目标控制器的设计问题,本文提出了基于局部正交多目标遗传算法(LOMOGA)的降阶H∞控制器的设计方法。该方法结合局部正交优化和改进多目标遗传算法,解决了多目标遗传算法局部搜索能力较差的问题,达到了对H∞控制器的结构和参数同时优化的效果,提高了降阶H∞控制器的动态性能和鲁棒性能。仿真结果表明,该方法不仅具有较强的全局和局部搜索效率,而且搜索结果具有较高的精度、更好的分布均匀性和多样性。     

奇异系统的降阶H∞滤波器的设计

研究连续奇异系统的降阶H∞滤波器的设计问题,目的是设计出的线性滤波器的阶数要低于给定系统的维数,同时使得滤波误差动态系统是容许的,并且满足一定的H∞性能指标,最主要的工作是提出了降阶H∞滤波器阶数的一个新的上界,并给出了相应的降阶算法.降阶滤波器问题的可解性的充分必要条件是矩阵不等式和非凸秩约束组成的方程组的可解性,这里是使用显式构造的算法来解决这个非凸优化问题,并且提出了一个计算方法来求得相应矩阵不等式方程组的可行解,最后的数值例子说明了本文降阶设计算法的有效性.     

基于QPSO分数阶PI~λD~μ的纯电动汽车调速系统研究

为了获得比传统整数阶PID更好的控制性能,本文结合量子粒子群(QPSO,Quantum Particle Swarm Optimization)算法和分数阶微积分理论提出一个分数阶PIλDμ控制方法.通过QPSO优化算法对分别采用整数阶和分数阶PID控制器的目标函数的KP,KI,KD参数进行优化,并将结果导入电动汽车调速模块中进行验证.仿真结果表明,经过QPSO算法优化后的分数阶PIλDμ参数能够明显改善纯电动汽车的调速性能,并使驱动系统的响应速度更快、稳定性更好.     

B样条曲线曲面的降阶方法

基于优化技术,给出了B样条曲线曲面降阶的简便方法,曲线曲面降多阶问题只需要求解一个线性方程组。该方法不管是算法复杂性还是降阶逼近效果都明显好于之前方法,最后还进行了解的存在性分析和误差分析。     

与给定多边形相切的G~2连续的广义Ball闭曲线

文章讨论了与给定控制多边形相切的分段4次和5次可调广义Ball曲线的构造方法,所构造的曲线是曲率连续的,而且对切线多边形是保形的,曲线上的所有广义Ball曲线段的控制点由切线多边形的顶点直接计算产生.文章给出了在保持公共连接点处G2连续情况下,相邻两段曲线内控制点的活动范围,曲线可以局部修改.计算实例表明该方法灵活、方便、有效.     

基于螺栓接头受力性能的盾尾注浆压力控制

对采用螺栓接头的管片,管片间接头主要靠两种效应,即端面摩擦效应及螺栓抗剪效应,来平衡注浆压力对管片接头的剪切,认为端面摩擦效应主要在管片发生相对位移前发生作用,之后则螺栓抗剪效应是主要的.通过引入等效空隙率替代土体本身的空隙率来考虑建筑间隙的影响,对盾尾注浆情况下因注浆而对管片造成的压力进行了理论推导,得到注浆对管片产生的压力计算式.结果表明:注浆对管片产生的压力,随注浆时间的增长、注浆压力的增大而增大.将接头螺栓的抗剪效应与注浆对管片产生的压力结合起来,据接头螺栓的剪切破坏条件来控制注浆压力和注浆时间,即在求得注浆压力产生的螺栓剪应力前提下,要求该剪应力小于螺栓的许用剪应力,从而实现对注浆压力及注浆时间的控制.     

基于拟能量的高超声速飞行器再入轨迹优化

考虑高超声速飞行器再入过程总加热量最小,基于拟能量将单段轨迹优化转化为多段轨迹优化问题,采用非等间距控制变量参数化方法对每段轨迹分别优化.高超声速飞行器再入轨迹必须满足热流率、动压和过载3个约束.通过把控制变量参数化,同时引入时间尺度变换和不等式约束转化方法,将轨迹优化问题转化为含有约束的非线性规划问题.基于拟能量概念,将再入轨迹进行了分段优化,以4段为例进行了仿真,计算时间比单段情况下缩短了约50%.     

非圆曲面的加工

用等间距直线和圆弧逼近的方法可以拟合非圆曲线 ,使其误差在允许的范围内 .利用直线插补和圆弧插补数控指令编程即可实现对非圆曲面的加工 .文中较系统地介绍了这两种方法及其误差的分析与计算 .通过灵活运用这两种方法进行了实例加工验证     

低压环形微网的分层控制方式

低压环形微网的供电可靠性高,且能增强分布式电源的接入能力。针对单环网和多分段多联络的城市配网,分析了低压环形微网的接线方式,研究了环形微网的两级分层控制,将环形微网中满足孤岛运行的子微网按区段划分,利用区段与不同元件的连接关系形成关联矩阵,状态切换过程中分别对隔离和重连区段进行判断重新构造关联矩阵,由此确定微网运行状态转换方案,并采用中央控制器实现了不同运行状态的同步重连控制。利用MATLAB/SIMULINK仿真软件建立了环形微网模型,分析了不同状态转换和同步过程中微网的动态特性,验证了提出控制策略的正     

塔河三号油田奥陶系溶蚀缝洞储层识别与分级标准的建立

塔河3号油田构造位置隶属塔里木盆地沙雅隆起中段阿克库勒西南部.奥陶系多次遭受不同程度风化剥蚀与淋滤作用,最终形成大型碳酸盐岩潜山,油气产于奥陶系溶蚀、裂缝性储集层中.根据溶蚀和裂缝发育段的岩芯观察特征、测井录井响应特征,定量提取反映岩溶和裂缝发育程度的控制特征参数,建立岩溶和裂缝发育程度和产能高低的分级判别标准,对该区6口探井奥陶系碳酸盐岩储层溶蚀缝洞发育层段进行了判识与含油气性评价.     

最佳一致逼近及容差平滑圆弧拟合平面点列

本文应用最佳一致逼近及容差平滑的分段圆弧拟合列表点列平面曲线。本方法具有拟合误差最小;误差不大于给定值时,拟合圆弧段数最少;圆弧段交接处平滑性可控;一定的平滑数据作用,便于直接用于数控加工、绘图等优点和工程实用意义。     

太祁高速公路山体滑坡治理工程设计

针对太祁高速公路某段的山体滑坡情况,计算了滑坡变形并评价了其稳定性,确定了滑坡治理方案。