一类具有垂直传播的HIV模型最优控制问题

针对一类具有垂直传播的HIV模型,在已讨论了各平衡点的全局稳定性的基础上,对模型施加控制且进行分析,将有效接触率作为控制变量,用范数指标函数作为衡量控制变量的标准得出该模型最优控制元的存在惟一性.     

基于最优控制理论的选举模型分析

基于变分法的局限性,在其基础上引入控制变量u,构建了一个分段时间连续的选举模型.在最优控制理论的框架下,运用最大值原理与汉密尔顿函数法对连续时间的动态优化问题进行了定量研究,求解出了控制变量与状态变量的最优时间路径,并进一步分析了控制变量(即失业率)是如何影响选举问题的.控制变量随时间表现出的周期性表明了它可以是不连续的.     

参数不确定非线性系统的分步变结构控制

针对一类存在参数不确定性的反馈线性的非线性动态系统,通过构造两个滑模流形,给出了输出跟踪控制律.第一个滑模流形为误差跟踪的线性函数,用于构造一个"中间控制变量";第二个滑模流形为中间控制变量与其实际值之间的误差,通过设计一个变结构控制律使闭环系统的轨迹渐近趋于滑模区,对于所有滑模区上的轨迹,跟踪误差趋于零.参10.     

微生物间歇发酵生产1,3-丙二醇过程辨识与优化

以肺炎杆菌转化甘油生成1,3-丙二醇（1,3-PD）的过程为研究体系,根据微生物间歇培养过程的特征及动态行为,建立了简化的间歇发酵过程的非线性动力系统及其参数辨识模型,论述了动力系统与辨识问题解的存在性,并求得最优辨识参数．以初始底物浓度、菌种浓度及发酵时间为控制变量,以1,3-PD的生产强度为性能指标,建立了非线性系统的最优控制模型,针对实际算例求得最优解,为1,3-PD的产业化生产设计提供理论指导．     

基于轨迹灵敏度的协同分布式模型预测电压控制

为克服集中式模型预测电压稳定控制的局限性,基于系统分区和预测电压控制模型分解提出了一种适于大型电力系统的协同分布式模型预测电压控制方法.该方法以所有子区域目标函数的凸组合来构建全局目标代价函数,利用轨迹灵敏度技术预测节点电压变化轨迹,将目标代价函数转化成与所有子区域控制变量有关的二次函数,从而避免了各子区域之间目标优化可能存在的冲突.在两个试验系统上的仿真结果表明,文中方法能获得与集中式模型预测电压控制相近的效果,且计算效率显著提高.     

多维并行遗传算法在列车追踪运行节能优化中的应用

为了研究先行列车与追踪列车在移动闭塞信号系统控制下进行追踪运行时的综合节能优化控制问题,构建了以能耗与运行时间误差为目标的列车节能控制模型.该模型以列车的操纵手柄级位与列车的工况转换点(即操纵手柄级位改变时,列车的位置)为控制变量.在此基础上,提出了静态与动态速度约束条件(即线路的静态速度约束与先行列车的运行状态对其后的追踪列车所产生的动态速度约束),结合外部惩罚函数,利用多维并行遗传算法对该问题进行了求解.求解时,根据GA的进化代数动态的调整交叉与变异概率,提高粗粒度搜索与细粒度搜索的效率.同时,采用了坡道三分法和实数编码法来缩短染色体长度,提高收敛速度.最后,在移动闭塞信号系统列车运行仿真平台上验证了该优化控制算法的正确性与有效性.     

蜡蚧霉的固体发酵动力学研究

研究蜡蚧霉Lecanicillium lecanii(Zimmermann.)V3.4505菌株固体发酵动力学,为规模化生产提供相关指标的动态监测和各批次之间质量控制的依据。采用稻谷壳、麦麸、玉米粉配制固体培养基,培养过程中每隔36h取样,测定菌体的产孢量,底物的总糖、总氮的变化,采用Logistic方程构建菌株发酵过程中菌体生长和底物消耗的动力学模型。发现菌株生长经历缓慢生长期、对数生长期、稳定生长期3个阶段。培养基中总糖和总氮的消耗与菌体生长曲线的3个阶段相对应,在菌体缓慢生长期,总糖和总氮的消耗也较少,进入对数生长期,菌体生长对底物的消耗量急剧加大,从7.5d后进入稳定期,底物消耗的速度也变缓;对实验数据进行处理,得到了菌株发酵过程的动力学数学模型和模型参数,总糖和总氮消耗模型的拟合度为0.834 2和0.744 6。     

城市污水处理过程出水氨氮优化控制

为了改善城市污水处理过程出水氨氮的处理效果,提出一种城市污水处理过程出水氨氮优化控制方法.首先,基于机理特性分析影响出水氨氮浓度的性能指标,建立一种基于自适应核函数的性能指标与控制变量的关联模型,并通过粒子群优化算法获取控制变量溶解氧浓度的优化设定值;其次,设计自适应模糊神经网络控制器,完成溶解氧浓度优化设定值的跟踪控制;最后,将出水氨氮优化控制方法应用于基准仿真平台BSM1.实验结果表明,该优化控制方法不仅提高了出水氨氮的去除效果,而且有效降低了能耗.     

利用增量二次规划和启发式方法的电力系统动态无功优化

针对电力系统动态无功优化数学模型存在优化过程长、收敛稳定性差的问题,导出了以控制变量增量为求解变量的电力系统动态无功优化的二次规划模型,并以具有有限次迭代收敛的Lemke算法求解,这样的动态无功优化控制计算量小,非常适合于对计算速度和算法稳定性要求高的动态无功优化控制问题.针对控制变量控制次数约束,采用启发式归并方法对其进行约束限制,有效避免了将控制变量动作次数约束纳入优化过程的复杂性.实际算例表明,文中方法不仅运算速度快,且收敛稳定性好.     

一类捕食与被捕食模型最优控制问题的有限元方法的先验误差估计

讨论了一类具有一个捕食者和一个被捕食者的捕食模型的最优控制问题。利用最优控制理论,推导出对偶状态方程和最优性条件。采用分片线性连续函数对状态变量、对偶状态变量进行逼近,分片常数函数对控制变量进行逼近,建立了模型问题的有限元全离散格式。通过分析,推导得到状态变量、对偶状态变量和控制变量的先验误差估计。     

基于MATLAB的变结构模型跟踪控制系统研究

广泛应用的直流调速系统采用传统PID控制 ,往往在负载、模型参数大范围变化时 ,难以达到令人满意的控制效果 因而以直流调速系统为对象 ,设计了一种变结构模型跟踪控制器 ,基于MATLAB/SIMULINK建立了动态仿真模型 ,并着重分析了对象参数变化、负载变化、控制参数选择等对系统性能的影响 仿真及分析结果表明 :采用数字控制的变结构模型跟踪控制系统 ,对对象参数变化及负载变化不敏感 ,具有较高的鲁棒性 ;非自衡对象负载变化后 ,系统存在微小的静差 ;控制参数的选择对变结构系统的性能影响很大     

变转速泵控系统应用于低周疲劳材料试验机的研究

为解决传统恒压系统伺服阀控制的低周疲劳试验机能耗大的问题,利用伺服电机的宽调速、响应快和扭矩大的特点,结合定量液压泵组成变转速泵控系统。该系统采用变频器驱动伺服电机,伺服电机按照指令输出变化的转速和扭矩,从而实现系统所需的流量和压力的变化,避免了溢流阀的溢流损失和伺服阀的节流损失,以实现节能的目的。给出了采用变转速泵控闭式回路控制差动缸的原理,建立了该系统的数学模型,进行了计算机数字仿真研究。结果表明,新设计的变转速泵控电液伺服控制系统可以实现四象限运行,满足材料的低周疲劳试验要求,同时可以实现显著的节能效果。研究工作的目的是从原理和性能上,探讨新型控制方案的可行性。     

基于粒子群优化算法的高速网络可变结构节点位置控制

针对网络节点位置控制中网络容量较低、 控制过程节点能量消耗较大等问题, 提出一种基于粒子群优化算法的高速网络可变结构节点位置控制方法. 该方法结合粒子群优化算法与Metropolis接受准则, 找到各网络节点对应的粒子位置, 对初始位置权重进行自适应调节, 得出粒子最优值并建立高速网络可变结构节点位置控制模型, 以实现可变结构节点位置控制. 仿真实验与当前方法进行对比测试的结果表明, 该网络节点位置控制方法在250个节点位置控制实验过程中, 能量消耗可控制在30 kJ内, 控制效率较高.     

LMS算法的自适应逆控制变频调速系统

针对矢量控制变频调速系统参数鲁棒性差这一交流传动领域难题,提出基于自适应逆控制理论的感应电机变频调速新型控制结构用于增强系统参数鲁棒性;提出一种基于变论域的变步长LMS自适应滤波算法用于电机系统及其逆系统建模。研究结果表明,变论域变步长LMS算法克服了收敛速度、时变系统跟踪速度与收敛精度方面的矛盾;自适应逆控制的变频调速系统对感应电机参数摄动具有鲁棒性。     

基于粒子群优化算法的高速网络可变结构节点位置控制

针对网络节点位置控制中网络容量较低、 控制过程节点能量消耗较大等问题, 提出一种基于粒子群优化算法的高速网络可变结构节点位置控制方法. 该方法结合粒子群优化算法与Metropolis接受准则, 找到各网络节点对应的粒子位置, 对初始位置权重进行自适应调节, 得出粒子最优值并建立高速网络可变结构节点位置控制模型, 以实现可变结构节点位置控制. 仿真实验与当前方法进行对比测试的结果表明, 该网络节点位置控制方法在250个节点位置控制实验过程中, 能量消耗可控制在30 kJ内, 控制效率较高.     

感应电动机拖动装置的滑动模控制

本文针对感应电机运行时参数变化范围大，存在负载扰动的情况。用两种方法进行解耦滑模控制．前半部分将变结构模型参考自适应控制理论应用到系统中，使系统具有较好的动态响应与鲁棒性，并给出了仿真结果．后半部分则运用滑模理论对系统内环直接进行解耦和控制，而外环采用常规控制，实验结果证实了该方法的有效性。比较而言，后者更易于实现，鲁棒性更强。     

脉动值恒定的新型无级变速器的优化设计

脉冲发生机构速度波动的大小,显著影响无级变速器的动力学性能.因此,在设计无级变速器时采用曲柄摇杆机构串联对心式滑块机构作为脉冲发生机构,把调速构件选在无急回的滑块回路,使在调速过程中脉冲发生机构的行程速比系数保持不变,因此整个机构在调速过程中速度波动基本保持不变,克服了以往同类变速器速度波动大的弊病;同时利用ADAMS软件优化并真实再现其实际运动规律.由仿真分析结果可以得到在调速过程中速度波动总是低于18%,整个过程中速度波动的变化不大于1%,大大优于同类的其它机构.     

矿用电机车调速方法

针对矿用直流架线电机车在调速过程中采用落后的直流电机串电阻调速方式，浪费大量电能的问题，在深入研究电机车的工作工况及交流调速方式的基础上，提出了较先进的交流调速方式，即转差频率控制的变频调速方式。经工业性试验证明，该变频调速系统起动平稳、过栽能力强、运行可靠、维修量小且节能显著。     

实测风速分布特征及重现期模型评估

风荷载的模拟是风振响应分析的关键步骤,但缺乏实测风速数据的分析且风速存在一定的地域差异,精确的风荷载模型对于输电线路杆塔力学分析至关重要。本文通过统计在江苏省境内13个地市代表气象站的风速数据,运用GEV模型,Weibull模型、Rayleigh模型对其进行了统计规律的分析,拟合后提出了风速重现期的单变量控制方程,通过K-S方法检验得出单变量控制概率密度累积方程具有较强的稳定性,结果表明本文所采用的双指数高斯分布模型适用江苏大部分地区,可使用该模型作为计算风速重现期的参考。     

无刷直流电机的变论域模糊自适应PID控制系统设计

为了改善无刷直流电机的调速性能,针对普通模糊PID速度控制器的缺陷,研究了基于变论域思想的自适应模糊PID控制器及其在BLDCM控制系统中的应用.在Matlab仿真平台下,建立了BLDCM的模型,构建了BLDCM的电流、转速双闭环控制系统,其中转速环采用了变论域自适应模糊PID控制器,电流环采用普通PID控制器.仿真结果表明,与常规PID控制器和普通模糊PID相比,采用变论域自适应模糊PID控制器的优势在于:转速输出无超调、响应速度快、控制精度高,具有较强的鲁棒性和自适应能力.