Predictive control for mechanical system with backlash based on hybrid model

The mechanical system with backlash is distinguished between a “backlash mode” and a “contact mode”. The inherent switching between the two operating modes makes the system a prime example of hybrid system. For eliminating the bad effect of backlash, a piecewise affine (PWA) model of the mechanical servo system with backlash is built. The optimal control of constrained PWA system is obtained by taking advantage of model predictive control (MPC) method, and the explicit solution of MPC in a look-up table form is figured out by combining the dynamic programming and multi-parametric quadratic programming, thereby establishing an explicit hybrid model predictive controller. Furthermore, a piecewise quadratic (PWQ) function for guaranteeing the stability of closed-loop control is found by formulating the search of PWQ function as a semi-definite programming problem. In the tracking experiments, it is demonstrated that the explicit hybrid model predictive controller has a good traction control effect on the mechanical system with backlash. The error meets the demands of real system. Further, compared to the direct on-line computation, the computation burden is reduced by the explicit solution, thereby being suitable for real-time control of system with short sampling time.     

随机死亡率和随机利率模型下的权益指数年金定价研究

权益指数年金是一种介于固定年金和变额年金之间的混合年金,它有最小保证利率,能够实现保险的保障和投资增值的双重功能。基于短期利率的两因子Vasicek模型和死亡力带跳的Feller过程模型,采用简单点对点的方法,给出了权益指数年金价格的解析表示。     

P110油管用钢液固两相流体冲蚀实验研究

在油气井压裂改造过程中,高速含砂流体引起的冲蚀是油管失效的重要原因之一。利用自制的喷射式冲蚀实验装置,以3.5wt%NaCl含砂流体为介质,研究了油井管常用的P110油管用钢冲蚀速率随冲蚀时间、介质流速和含砂量的影响。研究结果表明,在冲蚀时间60~90 min时,P110钢材的冲蚀速率趋于稳定;在传统的纯冲刷磨损公式E=KVn基础上,增加了腐蚀因子M对公式进行修正,与实验数据尤其是低流速时的实验数据拟合误差减小;砂含量在25 kg/m3时,冲蚀速率达到最大;继续增加含砂量时,颗粒之间碰撞消耗的动能使得冲蚀速率先减小,然后缓慢增加。实验结果为P110油管在新型储层改造中的应用提供了一定参考。     

高塑高强纳米Al_2O_3 -Cu复合材料

以Cu-Al水雾化合金粉末为原料,通过内氧化方法制备了Al2O3弥散强化铜复合材料,使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)结合X射线衍射等手段,对复合材料进行了综合研究.结果表明:γ-Al2O3弥散相粒子在基体内均匀分布,尺寸约6nm,间距30～50nm.挤压态棒材的相对导电率为87%IACS,软化温度达850℃.挤压态的25mm弥散强化铜棒材不经过任何中间热处理,直接冷拉拔得到1mm的铜丝,其抗拉强度高达680MPa.     

边界界面导热系数插值格式的改进

分析表明现有文献中采用的边界界面导热系数插值格式与内部界面并不一致,仅适用于常系数和弱非线性导热问题,而对于强非线性问题则会产生较大误差。本文根据调和平均法推导出了新的边界界面导热系数插值公式,确保了边界与内部界面导热系数插值格式的一致性。通过几个具有精确解的非线性导热问题对本文插值格式进行了考核并与文献中的格式进行了对比。结果表明,采用本文改进格式可以明显提高非线性导热问题数值计算的精度,尤其对于边界零扩导问题采用改进格式可以得出物理上更为合理的解。     

基于DPGrid的高分辨率航空影像快速纠正与更新

DPGrid(数字摄影测量网格系统)是将计算机网络技术、并行处理技术、高性能计算技术与数字摄影测量处理技术相结合而研制的新一代摄影测量处理平台,其性能远远高于当前的数字摄影测量工作站。DPGrid高性能遥感影像自动处理模块包括自动空三DPGrid.AT、光束法平差DPGrid.BA和正射影像全自动并行处理系统DPGrid.OP。本文以高分辨率航空影像为基础,采用DPGrid软件,基于已有的正射影像数据及数字高程模型,实现影像的快速纠正与更新。     

网络演化博弈的策略一致性

研究了网络演化博弈达到稳定状态时的一种策略形式。根据策略更新规则,利用矩阵的半张量积方法把网络演化博弈表示为离散时间k-值逻辑动态系统,并通过研究k值逻辑网络分析网络演化博弈的动态行为。给出了网络演化博弈策略一致性的充要条件,为继续探讨网络演化博弈的其他性质提供了理论依据。     

多温下KCl+CsCl+C_2H_5OH/CH_3OH+H_2O四元体系的相平衡研究

文章研究了多温下KCl+CsCl+C2H5OH/CH3OH+H2O四元体系的相行为。结果表明,对于KCl+CsCl+C2H5OH+H2O四元体系,随着温度的升高,体系分层的范围逐渐增大;而KCl+CsCl+CH3OH+H2O体系在实验温度范围内没有出现分层现象,只是随着醇含量的增加,氯化钾和氯化铯的含量逐渐减少。     

基于多智能体系统的微电网安稳控制策略

随着新能源渗透率不断提高,微电网在分布式能源(distributed energy resources, DERs)运行控制中的作用日益凸显,但分布式能源的接入会给微电网的运行带来扰动。为此,本文提出了一种基于多智能体系统 (multi-agent system,MAS) 的两级分散协调控制方案来保证微电网的高安全性和稳定性。上层智能体基于Petri网(petri-net, PN),针对各类能源的不同工作模式,构建DERs的PN模型,并以PN模型设计协调逻辑控制指令集,通过网格自适应直接搜索过滤算法 (mesh adaptive direct search filter algorithm, MADSFA) 选择最佳的协调逻辑控制指令。下层智能体负责局部连续控制,针对不同功率特性DERs的逆变器,分别采用不同的下垂控制策略。为保证暂稳态下微电网的稳定性,在逆变器和下垂控制器之间增设预设性能控制器,以确保逆变器的输出功率误差无论是在暂态还是稳态的情况下均能稳定在预设误差范围以内。同时为提高微电网系统的稳定性,两层之间的交互采用主从和无固定主从相结合的通信模式,这种交互机制提高了MAS在系统的实时监控过程中的时效性和灵活性。最后,仿真结果验证了基于MAS两级分散协调控制策略的有效性。     

基于耦合模型的广东省生态系统健康时空动态变化

探究广东省2009-2019年的生态系统健康时空动态变化特征,可为广东省社会经济与生态系统健康可持续发展提供数据支持与理论参考。本文基于VOR模型耦合生态服务系统价值并采用最小二乘法优化组合赋权方法构建新的多指标评价体系,对广东省2009-2019年的生态系统健康状况进行评价与分析。结果表明：(1)广东省近11年来生态系统健康状况整体处于二级亚健康及以下水平,呈现北部内陆地区优于南部沿海地区的空间分布特征;(2) )广东省近11年来生态系统健康等级变化主要在二级和三级之间相互转化,生态系统健康等级为二级的区域面积占比呈现起伏状态。处于二级亚健康水平的区域面积占比在2015年、2016年和2018年高达50%以上,生态系统健康状况最好;而2009-2011年以及2019年处于二级亚健康水平的区域面积占比不到30%,生态系统健康状况有变差的趋势。(3)广东省在2009-2019年间生态系统健康状况处于改善的区域面积比退化的区域高4.79%,但2014-2019年间相较于2009-2014年间生态系统健康等级退化的区域面积占比上升23.05%,生态系统健康状况在2014-2019年间出现明显恶化,呈现由二级亚健康水平向三级一般健康水平转化趋势。研究结果从时间和空间上定量分析 2009-2019 年广东省生态系统健康状况,根据南北地区生态系统健康状况差异提出相应政策建议,对推动广东省生态文明建设协调发展具有实际意义。