用集团展开法计算二元体系的物态方程

二元混和系统的总势能可看作是系统所含粒子坐标的函数,采用集团展开法处理二元液体,直接计算其配分函数或物态方程比较因难。得到了二元液体配分函数的二阶近似和三阶近似,并计算了硬球体系的物态方程。结果表明,对于低密度二元液体,其二阶近似计算的偏差不超过５％,其三阶项可当作微扰进行处理;对于密度较高的液体,则应采用三阶近似甚至四阶近似。     

感应电动机的非线性状态观测器

本文用坐标变换推导了有界输入下感应电动机的动力学方程,得到一个描述感应电动机动态响应的五阶双线性和非线性状态方程。在三相平衡条件下,这个模型可简化为三阶模型。由五阶和三阶模型,根据Liapunov稳定性理论分别构造了四阶和二阶双线性非线性状态观测器。上述观测器可以重构感应电动机的定子磁链和转子磁链。数字仿真结果表明,非线性状态观测器的重构误差具有快的收敛性,并且也表明了简化后的二阶非线性状态观测器与四阶非线性状态观测器的重构状态间有极好的近似性。     

多元精馏塔动态仿真模型的简化

本文对多元精馏塔的动态仿真模型进行简化,提供了一种能够用于控制系统设计和分析的非线性简化动态模型的方法。本文所提出的变参数、双线性结构模型与Karim提出的变参数、有时延的一阶简化模型进行比较之后表明,双线性简化模型的动态响应更接近于原动态仿真结果,近似的程度一般地优于后者。程序和方法适用于每块塔板上有进料,侧线汽、液相出料以及带有中间热交换器的复杂精馏塔。     

基于集结模型的精馏塔产品质量非线性鲁棒控制

将奇异摄动方法应用于一个二元精馏塔的模型降阶 ,得到了一个用于控制器设计的集结简化模型。考虑到模型的误差和其他不确定性 ,设计了一个基于状态反馈的非线性鲁棒控制器。由于难以实时测量中间状态 ,又设计了一个非线性Luenberger型的观测器 ,使该控制器基于输出动态反馈。应用结果表明 ,该非线性鲁棒控制器对干扰和模型误差具有鲁棒控制作用     

二元物系提馏式分批精馏过程

为建立简捷的提馏式分批精馏塔设计方法,对二元物系提馏式分批精馏过程所需的最小理论板数和最小 回流比(再沸比)进行了理论推导．比较了提馏式分批精馏塔和常规分批精馏塔的异同,在此基础上提出了理想提 馏式分批精馏塔模型,建立了联系提馏塔和常规塔的方法．理论分析与模拟计算结果表明:对于二元物系,在对应 参数相等的条件下,提馏塔和常规塔所需最小理论板数及最小回流比(再沸比)相等,因此,在提馏塔的初步设计中 可将参数进行转化后按常规塔的设计方法进行．     

一类三阶三次非线性微分方程的可积判据

提出一类三阶三次非线性微分方程,借助降阶法,将这类非线性微分方程转化为二阶变系数线性微分方程.再应用有关文献中提供的二阶变系数线性微分方程可积的条件,给出这类三阶三次非线性微分方程的若干可积判据.     

非线性规划在二元精馏塔仿真过程中的应用

为了解决大规模动态系统模型无法直接求解的问题,利用动态优化方法研究了非线性规划在精馏塔仿真计算中的可行性。针对流程工业中广泛应用的典型二元精馏塔分离过程,对其模型进行离散化,采用非线性规划的方法对其进行稳态计算,评价精馏塔的生产能力;在稳态计算的基础上,利用非线性解题器进行动态模拟,考察不同回流比对精馏塔分离效果的影响。结果显示,稳态及动态模拟计算数据符合工程实践规律与预期。研究表明:非线性规划作为分离过程这类复杂系统的新方法,可为大规模复杂非线性动态系统的模拟分析提供技术支持。     

采用非线性Galerkin方法的柔性梁模型降阶研究

针对采用Galerkin方法获取的结构动力学降阶模型精度不高的问题,以考虑几何非线性的两端固支柔性梁作为研究对象,建立了两端固支柔性梁非线性动力学模型。首先采用Galerkin方法将原系统降阶,得到单自由度、三自由度和五自由度系统,再采用非线性Galerkin方法将二自由度和三自由度系统降阶为单自由度系统。通过分析降阶模型的非线性动力学行为,得到系统响应随外荷载幅值变化的分岔图,给出系统做周期运动、倍周期运动和混沌时的时程曲线、相图与庞加莱映射图。在特定频率下,通过改变外荷载幅值来控制系统进出混沌状态。与Galerkin方法得到的降阶模型进行了对比,通过比较进出混沌状态时的外荷载幅值,分析了两种方法的降阶效果。结果表明:非线性Galerkin方法能够有效提高降阶模型的精度,更接近真实模型;采用非线性Galerkin方法降阶得到相同自由度的低阶系统时,原模型阶数越高,得到的低阶模型越精确。     

多个变时滞二阶中立型微分方程解的零点分布

对多个变时滞二阶非线性中立型微分方程的零点分布进行了分析,通过泰勒公式展开,对二阶微分方程实施降维处理,构建其与对应一阶微分不等式间的联系,非线性方程线性化处理,进而对方程振动解的相邻零点间的距离进行了估计,推广了已有的一些研究结果.     

应用平衡截断的模型降阶

将高阶系统降为低阶系统研究是控制理论的一个基本方法,平衡截断方法是一维系统降阶的有效方法.受一维降阶方法的启发,研究了二阶线性时不变系统的降阶方法.简单的介绍了一维能控性、能观性、Gramian矩阵和一阶系统的平衡截断方法和基本思想.通过分析二阶系统和一阶系统之间的关系,定义了二阶能控性和能观性Gramian矩阵,将一阶平衡截断的方法应用到了二阶系统.在保持二阶系统结构的前提下构造一个维系统,将著名的平衡截断技巧应用于本文定义的二阶Gramians矩阵,对二阶模型进行降解.同时给出了两种降阶算法并证明这种算法是保持二阶结构的.     

基于即时线性化的Wiener非线性系统预测控制

采用一种Laguerre网络与SBP神经网络构成的组合模型和即时线性化方法实现了对Wiener非线性系统的自适应预测控制策略。组合模型无需动态系统的阶次和时延的结构先验知识；即时线性化，即是在线依据每个控制周期由模型获得的系统未来各步预测输出yo(k i)|k,(i=1,…，P）对非线性模型进行线性化，进而利用线性化模型进行控制优化求解，即时线性化避免了非线性控制优化求解的困难。文中还给出了实现即时线性化的算法，最后仿真表明所提的算法与策略是有效的。     

转子系统超谐波共振的理论分析与实验研究

忽略机械系统中客观存在的非线性因素，对于提高机械故障诊断与预测技术水平是非常不利的．本文利用多尺度法分析了刚度非线性转子系统的横向振动，论证了当转频接近于线性化固有频率的1／2或1／3时，分别存在明显的二阶或三阶超谐波共振现象．实验结果验证了理论分析的结论．本文的研究结果有利于建立完备的回转机械故障诊断知识库．     

二阶,三阶变系数线性微分方程可降阶的一个类型

本文给出二阶、三阶变系数线性微分方程可降阶的一个充分条件，对于二阶变系数线性微分方程来说，这也是可积的一个充分条件。     

基于小波核函数极限学习机的模型预测控制模拟

针对醋酸精馏控制中,产品质量采用常规的温度间接控制存在精度低的问题,提出了一种基于小波核函数极限学习机的模型预测控制(KMPC)策略,在醋酸浓度软测量的基础上直接控制产品质量。鉴于小波核函数极限学习机(KELM)算法训练速度快并且稳定的特点,该控制系统采用KELM建立醋酸浓度控制器预测模型,以预测控制器的输出作为再沸器蒸汽流量控制器的设定值,构成串级调节系统,同时,以灵敏板温度、塔底温度、再沸器入口温度、压力等变量作为扰动变量,实现了对复杂精馏过程的前馈控制和非线性预测控制。运用ASPEN DYNAMICS流程模拟软件建立的醋酸精馏塔动态模型对KMPC策略进行仿真研究,结果表明,与传统DMC预测控制方案比较,塔底醋酸浓度控制精度有较大提高,控制结构简单,易于实施,能够实现产品质量的卡边控制。     

几类非线性系统零解的全局稳定性

讨论若干个二阶，三阶和四阶非线性系统零解的全局渐近稳定性，从相应的线性系统的Ляпуов函数函数出发，构造非线性系统的Ляпуов函数函数，利用这些函数及其全导数的定号性或常号数，导出关于零解全局渐近稳定的结果。     

三容水箱实验系统模型的建立

在三容水箱物料平衡的基础上,建立了系统方程,在平衡点对非线性函数进行泰勒展开,并进行简化处理,建立了三容水箱系统的模型。讨论了三容水箱实验系统构成典型的一阶、二阶、三阶对象．为系统的试验和进一步控制算法的研究提供了理论基础。     

基于二阶Krylov子空间投影法建立MEMS宏模型

利用宏模型对MEMS系统进行系统级仿真是求解MEMS耦合问题的有效方法。对大规模系统方程通过矩阵子空间投影实现自由度缩聚来建立宏模型的方法得到了广泛应用。常用的Krylov子空间法只能对状态空间描述的一阶系统进行降阶处理。本文介绍了二阶Krylov子空间理论,运用Arnold i算法直接对大规模二阶系统进行自由度缩聚来生成宏模型。将此方法与有限元数值分析结合对电热驱动微夹钳进行了宏建模。对电热微夹钳宏模型的仿真结果表明此方法建立的宏模型可以准确反应系统的动态行为,满足精度要求,同时极大地降低了计算复杂度,提高了计算速度。     

互连线高效时域多步积分模型降阶算法

为了进一步提高现有互连电路模型降阶算法的精度和效率,提出一种基于时域多步积分的互连线模型降阶算法.首先对原始电路的时域方程进行多步积分得到关于状态变量的二阶递推关系,然后通过二次Arnoldi方法得到投影矩阵,再通过投影矩阵对原始时域方程进行投影得到降阶系统.该算法可以保证时域积分后降阶系统和原始系统的状态变量在离散时间点的匹配,保证时域降阶精度,同时继承了已有算法所具有的数值稳定性及降阶系统的无源性.该算法不仅比现有的时域模型降阶算法复杂度低和比现有的频域模型降阶算法精度高,而且与时域单步积分的模型降阶算法相比,可以在保证与其计算复杂度相当的基础上,达到更高的精度.     

醇解废液回收工艺中TQ-501塔的模拟优化

针对醇解废液回收能耗高的问题，采用Aspen Plus化工流程模拟软件对共沸精馏塔TQ-501进行了模拟。在选取合适的热力学模型NRTL基础上，分别进行了单因素和多因素分析，得出了最佳操作参数组合：理论板数27、进料位置7、回流比1.55、馏出比0.341。最后，在回流比发生变化的情况下，对TQ-501塔进行了灵敏板分析，得出TQ-501塔第12块板为最佳灵敏板。     

混合磁路电动机的非线性解耦控制

根据混合磁路电动机运行的实际情况,建立了附加励磁电流稳定下的三阶模型.采用非线性系统的微分几何方法,实现混合磁路电动机的解耦控制和完全线性化.通过仿真验证,基于非线性解耦控制的混合磁路电动机控制系统可以达到良好的性能.