摘要：【目标】现有基于滑模变结构的区域边界控制算法存在明显缺陷,即系统状态需要在时间趋于无穷大时才能收敛到平衡点,仅能保证系统的渐进稳定。这显然无法满足现代城市交通管理对于快速响应和高效调控的需求。为克服该局限,提出一种基于宏观基本图和积分终端滑模的区域边界控制算法,获得较快的收敛速度以及较好的鲁棒性和扰动抑制特性。【方法】首先,将干扰(非门控或区域内部交通量)和宏观基本图建模中的不确定性视为集总干扰,建立城市过饱和区域边界控制系统模型。在此基础上,引入非线性积分终端滑动超平面,设计一种基于积分终端滑模的边界控制算法。【结果】将所提方法应用于5×5均匀棋盘路网中,路网累积空间交通流量有超过1%的提升,部分算例中接近5%;平均速度有超过5%的提升,部分算例中超过8%。所提出算法具有较快的收敛速度和较好的扰动抑制能力,能显著提升路网累计吞吐量和路网中车辆平均速度,缓解过饱和区域交通拥堵。【结论】相较于既有滑模变结构边界控制算法,所提出算法采用非线性积分终端滑动超平面,能保证受控路网状态在预设有限时间内收敛到期望状态;相较于既有比例积分控制策略,能更好处理受控路网中非常值干扰交通需求和宏观基本图建模中存在的低离散度。

摘要：针对某高级轿车研制的CDC减振器原理样机,通过实验测试及其数据分析,建立了考虑CDC系统时滞影响的非线性系统模型。分别对单、双电磁阀两种模式CDC减振器进行了研究。充分考虑复杂多变的车辆实际运行工况及系统非线性因素(包括路面激励较大时可能导致的悬架缓冲块撞击,以及轮胎跳离地面等情况),基于建立的非线性车辆系统模型及不同激励水平输入下的非线性系统仿真,研究了减振器系统时滞对车辆性能的影响。结合NSGA-Ⅱ算法优化结果,设计了一个改进的天棚控制算法,分别对单、双阀减振器进行了车辆性能分析与对比。研究结果表明,采用最优天棚控制的双阀CDC减振器相比于单阀CDC减振器有更好的控制效果,且对CDC系统时滞适应能力更强。研究结果可为自主研发的减振器设计和改进提供指导,并为CDC半主动悬架控制算法设计提供重要依据。

摘要：流量分配设计是熔盐堆热工水力学研究的重点内容之一,流量分布直接决定了堆芯局部热点值和位置,制约着反应堆运行的安全性可靠性。以热功率373MW钍基熔盐堆液态燃料(Thorium Based Molten SaltReactor-Liquid Fuel,TMSR-LF)为研究对象,使用计算流体力学通用程序Fluent15.0对堆芯流场进行了数值模拟。基于相应热工水力参数的分析结果,对原堆上下腔室的结构提出了若干分步式改进方案:下腔室设置折流板、增加上腔室高度、调整下腔室流量支撑板的孔径。优化结果表明:下腔室设置圆柱折流板能有效解决由局部涡流遮蔽部分通道引起的质量流量不均匀的问题;增加上腔室高度可以平衡径向方向内外侧通道出入口的压降,改善流量的均匀性;减小流量较高的内侧通道对应的金属支撑板孔道的半径可有效降低该处流量,使总体分布趋势更加平缓。最终确定的优化方案为在下腔室中央位置设置半径240cm圆柱型折流板,半椭球型上腔室高度调整至45cm,下腔室流量支撑板2~3 排孔径由2.3cm减至2.1cm,4~5排由2.3cm减至2.2cm。以上结果对TMSR-LF2堆芯上下腔室的工程优化设计具有重要的参考价值。

摘要：风电轴系扭振会造成轴系部件提前失效,对整机寿命及可利用率十分不利。基于闭环传递函数分析了轴系物理参数对湍流激励下宽频受迫扭振的影响,表明增加风力机转动惯量或降低发电机转动惯量可抑制受迫扭振,特别的,当且仅当发电机转动惯量降为零时扭振幅度最低。在轴系主视角下将发电机转矩分解为电气阻尼分量和电气转动惯量分量,分析了二者对轴系扭振抑制的可协调性,提出联合配置发电机电气转动惯量和电气阻尼的扭振抑制策略。在主控制器硬件在环的GHBladed仿真中验证理论分析和控制设计的有效性,结果表明,所提控制可显著降低风速持续扰动产生的扭振和疲劳损伤,并可一定程度提高发电量。

摘要：为量化表征生活垃圾料层在机械炉排上焚烧时出现的料层混合和分层现象,提出包含3种不同尺寸颗粒的垃圾料层离散单元模型,引入混合系数和分层系数表征料层整体混合强度和分层强度,基于离散单元法分析可动炉排工艺参数(运动幅度和往复频率)对料层混合强度和分层速度的影响.结果表明,料层内部组分混合主要发生在料层推进方向和高度方向,其混合强度与炉排工艺参数呈二元线性关系;料层内部组分分层区域与其组分尺寸相关,大颗粒趋于集中在料层顶部区域而小颗粒趋于集中在底部,其分层速度与炉排工艺参数呈二元非线性关系.研究结果为生活垃圾的高效焚烧与焚烧设备的工艺改进提供了有效设计参考.

摘要：为了完善船海工程结构疲劳可靠性评估,弥补Paris公式概率模型在理论和应用上的不足,提出了一种含独立材料参数的Pairs公式的疲劳评估概率模型。基于修正的Paris公式da/dN=C0(△K/K0)^m,应用数理统计理论推导了材料参数C0和m不相关的条件,并根据不相关条件确定K0的值,得到一个材料参数相互独立的Paris公式。通过Ni-Mn-Cr-Mo钢疲劳裂纹扩展速率试验,获得了材料参数的分布特性和特征值,建立疲劳评估概率模型,并验证其正确性。应用该模型对船体板格单元的疲劳可靠性进行分析,给出了不同疲劳寿命下的失效概率。研究表明,这个含独立参数的Paris公式概率模型,避免了疲劳可靠性计算和Monte Carlo仿真中由于参数相关而出现的问题;利用该模型分析船体结构疲劳寿命,计算准确可靠,对于结构耐久性和损伤容限设计、在役安全评价等有重要的参考价值。

摘要：立足分布式热电联产系统＂按需供能、梯级利用＂的本质特征,提出了系统规划设计的基本理念和基础课题。根据系统规划设计的实施流程,重点阐述了能源需求预测、设备选型配置、运行策略设定以及综合性能评估的要求与方法。对于负荷预测而言,虽然软件模拟法缩小了传统指标法的预测误差,但仍有必要与实测数据的统计分析相结合。对于设备配置与运行管理而言,传统经验法简单易行但实施效果具有较强的不确定性;以优化为核心的系统工程方法可以获得理论最优解但可操作性较弱。为此,分布式热电联产系统规划设计过程中,要权衡考虑理论先进性和现实可行性,通过构建决策支持系统,确立合理、高效、灵活、可行的系统规划设计方案。

摘要：“天问一号”环绕器在环火中继轨道为“祝融”火星车提供中继服务时,星下点出现了过着陆点纬度时的经度先增大再减小的特殊漂移现象,需要对该现象产生的原因进行深入分析。基于摄动理论设计了一系列数值实验,提出了一种星下点过指定纬度时经度的简化计算方法;并结合对田谐项引力场位函数的解析推导发现,由于中继轨道周期与火星自转周期比接近1:3,导致3阶3次田谐项产生了轨道共振,从而使得半长轴长周期运动有着较为显著的振荡,进而与带谐项摄动联合导致了该特殊现象。研究揭示了“天问一号”环绕器的轨道共振现象,发现了高阶田谐项对非同步轨道上的环火卫星仍能产生较为明显的轨道共振现象。研究结果可为后续火星环绕探测任务轨道设计提供重要参考。

摘要：降低机械载荷、提高发电量以及平抑功率波动是风电系统的主要控制目标之一。研究发现,在持续性风速激励下,轴系扭振除特征频率振荡分量以外还存在与风速同频的宽频受迫扭振,而现有扭振抑制方法不仅无法应对受迫扭振,在不适当的参数下甚至会产生不利影响。文章聚焦于持续波动风速作用下风电机组的多目标发电优化控制,根据低频段削弱、同时特征频率增强的分频段轴系电气阻尼虚拟配置原则,基于小信号频域分析法揭示了扭振、最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和功率波动3个优化目标受控制器参数的影响规律。综合考虑了MPPT和功率波动对宽频扭振镇定的约束及3个目标的综合优化,针对全风速段不同工作模式分别设计控制器结构和参数,最后通过控制综合形成一套完整的控制策略。控制器硬件在环仿真表明所提控制策略可有效实现持续性风速激励下的多目标发电优化控制。

摘要：为了提高在水田等恶劣环境下作业的自主导航水稻直播机的性能,提出了一种利用模糊逻辑推理自适应调整PD控制器参数Kd的最优控制方法。首先根据水稻直播机的运动学模型,建立链式空间状态模型;然后基于链式空间状态模型,设计了PD控制器,并根据现场实验确定了参数Kp、Kd的取值范围,通过仿真得出了Kp和Kd的值,以及两者比值对系统稳定性和响应速度的影响;最后,提出了模糊自适应控制方法。仿真结果表明,相对于固定参数的PD控制器,模糊自适应控制方法超调较小、上线速度更快、稳定性较好。实地实验结果表明,该方法在水泥路面上平均绝对横向偏差小于0.021 m,水田直线跟踪平均绝对偏差小于0.040 m,与传统的PD控制和纯追踪控制相比,能够有效提高自主导航控制系统的稳定性和快速性。