用于仿真与控制的水泥回转窑动态模型

建立了一个用于仿真与控制的水泥回转窑动态数学模型.该动态模型基于回转窑内的物料和能量平衡,由一组非线性偏微分方程组成.在合理的假设条件下,该模型不但考虑了反应机理,而且降低了仿真计算的复杂性.首先,稳态仿真表明模型稳态行为与文献中给出的结果是一致的;在此基础上,对操纵变量加入扰动测试并对动态响应进行了分析,结果表明该模型动态性能良好,适合于回转窑的仿真、控制以及优化设计的研究之用.     

气体分馏装置精馏过程的动态建模与仿真

以某炼油厂气体分馏装置动态模拟系统开发为背景,以脱丙烷塔为例,建立了精馏过程的严格动态机理模型,并基于动态机理模型进行了系统的动态模拟与分析.针对以往动态模型求解算法中采用迭代计算多组分混合物泡点时,存在运算量大、模型难以收敛的问题,提出了一种基于支持向量机回归模型计算混合物泡点的新算法,以提高机理模型的计算效率.为避免动态模型不收敛,模型的初值采用稳态模型计算得到.仿真结果表明,新模型能较好的模拟装置生产操作状况,模型的计算效率有较大提高,为动态模拟系统的开发应用与装置优化提供了支持.     

基于优化BP算法的精馏塔预测模型

针对建立精馏塔严格动态机理模型的复杂性以及机理模型应用的诸多不便,提出了一种综合共轭梯度和自适应变步长的优化ＢＰ算法,并利用该优化ＢＰ算法建立了精馏塔的预测模型。仿真结果表明,该算法不仅收敛速度快,学习精度高,而且有效避免了常规ＢＰ算法的局部极小值问题。     

基于eM-Plant的车辆路径问题仿真模型

针对动态车辆路径问题难以求解这一问题,提出了用仿真的方法求解随机约束条件下车辆路径问题的新思路.建立了需求量及行驶速度随机变动情况下的有时间窗的车辆路径问题的数学模型;运用面向对象的离散事件系统仿真建模方法,对系统的类与属性进行分析,提出了面向对象的车辆路径问题仿真模型的总体结构;基于物流系统仿真平台eM-Plant设计了随机约束条件下车辆路径问题的仿真模型,并实现了对该问题的求解.实验结果表明该仿真模型是有效性的.     

Pensim仿真平台在青霉素发酵过程的应用研究

详细分析了针对青霉素发酵过程而开发的Pensim仿真平台,在阐述了其机理模型和内部结构之后,详细探讨了变量及参数设定值的取值范围,并给出了改进后的参考范围。仿真结果表明,经过修正后的Pensim仿真平台更加合理,仿真输出结果有更为明确的物理意义。     

基于仿真的遗传算法求解动态旅行商问题

以标准旅行商问题的扩展问题--动态旅行商问题为对象,分析了动态旅行商问题中由于道路流量实时变化所引起的标准旅行商问题的数学建模与优化求解的问题复杂性.通过建立其计算机仿真模型再现动态旅行商问题中众多复杂的非平稳、随机因子.进而提出了基于计算机仿真模型的遗传算法,即根据计算机仿真的结果,应用改造后的遗传算法搜索原问题的优化解.最后,在多智能体仿真平台上实现该优化算法,并以此求解20个城市的动态旅行商问题,计算结果验证了算法的有效性.     

基于MODELICA的采摘机械手运动控制建模

多领域物理系统建模的Modelica语言适合求解常微分方程和微分代数方程,但对多变量函数的偏微分方程和分布式参数求解困难.针对水果采摘机械手运动控制的多变量函数和非线性的复杂不确定问题,采用基于Modelica的虚拟设计方法,提出用Laplace变换把多变量函数的偏微分方程转换成传递函数的算法,给出了机电运动控制的数学模型和耦合关系,设计机器人的本体结构模型,构建了机械手的DriveLib模型库.最后以机械手的单轴控制为例进行仿真,验证了模型的有效性,为机械手设计提供了理论依据.     

复杂过程对象混合建模策略的研究

提出一种面向复杂过程的混合建模策略并应用于精馏塔的建模。混合模型包含基于基本原理的简化机理模型和基于神经网络的稳态、动态补偿机构。通过工况的识别以及模型参数的离线辨识和在线优化，混合模型可以准确地模拟复杂过程在大范围内的动态特性。仿真结果证明了混合建模策略的有效性。     

锥扫式攻顶装甲目标的毫米波雷达散射特性仿真与分析

利用建模软件UG5.0对某装甲进行建模,分别应用基于求解微分方程的时域有限差分法FDTD和基于求解积分方程的FEKO5.3软件对模型进行仿真计算与分析,得出该装甲在锥扫式毫米波近程雷达照射方向下各种姿态的雷达散射截面积和方向图。结果表明,此两类算法可以实现较准确的电磁散射建模计算,不仅为毫米波近程雷达半实物仿真测试系统提供了大量的装甲目标特性数据库,而且可以节省人力物力,加快项目的研究进度。     

基于组件连接的QSIM-CC建模系统

针对复杂物理系统难以直接构造QSIM定性模型的问题,给出一个基于组件连接的QSIM建模方案─QSIM-CC系统。该系统通过对具体物理系统进行结构分析,建立组件连接模型,进而转化为用于QSIM仿真的定性微分方程(QDE)。组件连接模型的引入,在物理实体和定性微分方程之间建立起一个桥梁,通过形式化的描述,使得QSIM模型的建立更加直观和形象。最后通过一个液压系统的例子,用QSIM-CC构建单体水槽定性仿真模型,并给出其仿真结果。     

开放式蒸馏过程模拟平台设计与实现

以严格机理模型为基础设计并实现的蒸馏过程模拟平台,提供了进行过程模拟的计算机环境,在平台上可以方便地进行蒸馏过程稳态模型、动态模型、优化模型和控制模型的仿真计算,可针对过程特点进行分析并提供优化操作指导值.平台具有在线过程模拟功能和开放的接口环境,适于各种模拟方案、过程模型和算法的仿真研究,能方便地检验模型和算法的有效性.该平台具有通用性、可视性的特点.     

复杂液压系统动态特性仿真中的刚性问题研究

针对复杂液压系统动态特性仿真中出现的刚性问题，从基本波压元件的建模入手研究了降低系统模型刚性问题的方法。基于里兹近似法，从分布参数模型出发得到了液压管路的精确近似的集中参数模型；引入了分段的阀口流量计算公式，解决了传统紊流流量方程存在奇点的问题；采用迭代计算、模型降阶和线性化处理的方法，避免了小液压容腔和小阀芯质量引入系统模型时带来的刚性问题。     

RTFHM应用于DDE实时数值仿真及数值稳定性分析

几年前 ,有人分别从不同的角度构造了一类用常微分方程描述的动力学系统的实时仿真快速混合算法RTFHM ,将这类算法应用到延迟微分方程的实时数值仿真 ,并讨论了对线性常系数延迟微分方程测试模型的数值稳定性。数值试验结果表明 ,RTFHM对线性和非线性的非刚性延迟微分方程都是有效的。     

铁水调度仿真系统的设计与实现

现代钢铁企业中,铁水物流过程工艺复杂、设备众多,对铁水调度进行研究具有重要的理论意义及实际应用价值。在对铁水物流过程及铁水调度问题进行描述的基础上,提出了铁水调度的仿真策略,开发了基于可视化的图形化编辑器平台的铁水调度仿真系统,介绍了仿真系统的总体框架,应用离散事件仿真方法对铁水物流过程进行了仿真,并对扰动事件的模拟与识别模型、扰动的动态调整方法进行了研究。描述了仿真系统的软件结构及功能。应用国内某大型钢铁企业生产现场的实际数据进行了仿真实验。仿真结果表明了所开发的铁水调度仿真系统的有效性,为深入研究铁水调度的智能优化算法提供了可视化的仿真实验平台,并为进一步在实际生产中应用奠定了基础。     

THE POLE ASSIGNMENT OF LINEAR SYSTEMS

In this paper the pole assignment problem of a time invariant linear control system issolved by using the Wu Elimination Method.In general,the questions are classified into(i)the poleassignment by using state feedback,(ii)the pole assignment by using output feedback,(iii)the poleassignment via dynamic compensator.The key point of all these problems is to solve a certaincorresponding system of polynomial equations.Based on algebraic geometry,the Wu methodprovides a mechanical algorithm for solving the system of polynomial equations.Therefore,a unifieddefinite algorithm for solving all these problems is given in this paper.During the procedure ofelimination,the unknowns are automatically separated into parameters and apparent variables.Thus,the freedom of the corresponding feedback can be defined as the number of parameters.Meanwhile,the explicit expressions of the apparent variables depending on the parameters areobtained.     

大型装置起竖过程的动力学建模研究

以液压驱动的大型机械装置起竖过程仿真的应用背景，运用多体系统动力学理论，研究了起竖系统动力学建模问题，基于R－W公式和刚体切割方法，建立了起竖系统的多刚体动力学方程和约束方程，以集中参数法建立了液压系统的动态特性方程，通过只压缩弹簧力和阻尼力构成的碰撞力计算公式，对多级缸活塞杆伸出中的碰撞过程进行了描述，最后，给出了部分仿真计算结果，表明了所建立模型的有效性。     

基于集总电感传输线建模的控制系统数字仿真

应用集总电感元件的传输线建模方法(TLM)构造了一种基于数值求解微分方程的数字仿真算法。通过把状态变量对应于电感中的电流，利用电感元件的传输线模型得到状态方程的仿真模型来实现控制系统的数字仿真计算。由于TLM方法是以传输线的等效无源线性网络作为建模基础，从而使算法具有无条件的数值稳定性。     

海洋结构在海冰环境中动力响应的视景仿真

为了真实再现海冰和海洋平台之间的相互作用过程，开发了海冰环境下海洋平台动力仿真系统。该系统基于MultiGen和Vega软件建立海洋平台的可视化模型，通过ANSYS有限元软件计算海洋平台的动力响应，并使用了参数化建模方法，可以方便的修改海洋平台结构参数和海冰参数。介绍了实现海洋平台冰环境下的动力仿真过程的关键技术和实时仿真的一些细节问题，并对仿真效果进行了优化。ANSYS、MultiGen和Vega软件联用，对海冰载荷下的海洋平台动力仿真取得了很好的效果。使用该系统可以对海洋平台冰激振动获得直观、形象的认识，从而为海洋平台的设计、使用、振动控制提供帮助。     

导弹追逃博弈微分对策建模与求解

针对导弹攻防对抗过程中拦截器追击具备较强机动能力弹头的追逃问题,建立了双方追逃微分对策模型并给出求解方法.一是给出导弹追逃质点动力学模型;二是基于微分对策理论,建立了导弹攻防对抗微分对策模型,模型以推力角为控制变量,高度,速度和经度角为状态变量,并考虑了地球重力和自转的影响;三是针对模型获得解析解的困难,给出高精度四阶Gauss-Lobatto多项式配点法来逼近非线性方程,通过离散化节点和配点上的状态量和控制量将微分方程组转换为代数约束;四是为采用配点法求解模型,给出了将双边最优对策问题转化为单边最优对策问题的具体方法.最后实例分析对本文研究进行了仿真验证.