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第二十九届中国控制会议

作者：李鑫滨王腊梅刘仙燕山大学电气工程学院工业计算机控制工程河北省重点实验室

VanderPol振子是力学、物理学和电子学中典型的数学模型,对其参数的调整可以用来模拟实际中的各类非线性动力系统。本文研究了一类由VanderPol振子组成的动态复杂网络的同步问题。基于Lyapunov方法,分别给出了单个VanderPol振子以及由N... 详细信息

VanderPol振子是力学、物理学和电子学中典型的数学模型,对其参数的调整可以用来模拟实际中的各类非线性动力系统。本文研究了一类由VanderPol振子组成的动态复杂网络的同步问题。基于Lyapunov方法,分别给出了单个VanderPol振子以及由N个VanderPol振子组成的动态复杂网络同步的充分条件。最后通过仿真电路图验证了所得到条件的有效性。

关键词：复杂网络 Van der Pol振子同步

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CFRP持载加固高强混凝土偏压柱受力性能研究

CFRP持载加固高强混凝土偏压柱受力性能研究

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低碳经济与土木工程科技创新——2010中国（北京）国际建筑科技大会

作者：王吉忠赵玉杰大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

通过8根碳纤维布约束加固高强混凝土方柱的持载偏心受压试验,研究加固后持载高强混凝土方柱在不同的偏心距、加固方式及持载水平作用下的破坏特征和受力性能,对外包碳纤维布的横向应变、柱截面应变、侧向挠度以及极限承载能力等进行分... 详细信息

通过8根碳纤维布约束加固高强混凝土方柱的持载偏心受压试验,研究加固后持载高强混凝土方柱在不同的偏心距、加固方式及持载水平作用下的破坏特征和受力性能,对外包碳纤维布的横向应变、柱截面应变、侧向挠度以及极限承载能力等进行分析。试验结果表明,碳纤维布约束加固持载小偏心受压高强混凝土柱是有明显效果的,承载力和延性都有一定程度的提高。随着偏心距和持载值的增大,加固效果逐渐减小,而且碳纤维布用量的减小也会使加固效果减小。在已有的相关研究成果的基础上,根据试验结果和试验分析,提出碳纤维布约束加固持载偏心受压柱的承载能力计算公式。

关键词：高强混凝土偏心受压持载碳纤维布承载力延性

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人工智能技术在森林保护中的应用

人工智能技术在森林保护中的应用

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第三届中国森林保护学术大会

作者：张真竺乐庆王鸿斌孔祥波张培毅中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林保护学重点实验室浙江工商大学计算机与信息工程学院

随着计算机技术的不断高速地发展,作为计算机科学的分支学科人工智能(Artificial Intelligence)的发展也十分迅速。被认为是二十一世纪(基因工程、纳米科学、人工智能)三大尖端技术之一。它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人... 详细信息

随着计算机技术的不断高速地发展,作为计算机科学的分支学科人工智能(Artificial Intelligence)的发展也十分迅速。被认为是二十一世纪(基因工程、纳米科学、人工智能)三大尖端技术之一。它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。除了计算机科学以外,人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数学逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。人工智能广泛应用的领域有指纹识别、人脸识别、视网膜识别、虹膜识别、掌纹识别、专家系统、智能搜索、定理、博弈、自动程序设计、还有航天应用等。人工智能在森林保护领域也得到广泛的应用。专家系统被广泛地应用在病虫害的鉴定、病虫害预测、管理决策支持等方面,目前专家系统不断与3S技术、人工神经网络、模糊数学、数据库技术、多媒体技术、网络技术等结合,开发技术越来越多样化,应用范围越来越广。松毛虫综合管理决策专家系统和森林病虫害鉴定专家系统是这方面研究的典型实例。人工智能的另一个重要方面图像识别技术也广泛地应用在病虫害的鉴定和监测等方面。作者利用基于颜色直方图与双树复小波的昆虫图像自动分类、积分区域匹配和双树复小波的昆虫种类识别、颜色直方图和灰度共生矩阵的昆虫图像自动分类、昆虫区域颜色特征及支持向量机的昆虫分类等方法对森林害虫进行识别,取得了良好的效果。利用Mel倒谱系数和矢量量化、带倒谱和隐马尔可夫模型、Mel倒谱系数和隐马尔可夫模型等方法对昆虫声音自动鉴别,识别正确率达96%以上。利用图像识别技术能够通过昆虫的形态、声音图谱、化学图谱和反射光图谱进行自动识别。

关键词：人工智能专家系统图像识别昆虫自动识别

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活性炭吸附丙酮及其常压脱附规律模拟研究

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现代化工 2010年第S2期30卷 152-155,157页

作者：王晓刚李海龙李立清四川省核工业地质调查院四川成都610061 华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验湖北武汉430074 中南大学能源科学与工程学院湖南长沙410083

为了测定活性炭/丙酮体系的总传质系数,对常压脱附过程床层中的丙酮浓度分布进行了实验和模拟研究。在常温下,以活性炭C40/4为吸附剂对丙酮废气进行常压吸附和脱附实验,测定了固定床吸附器的穿透曲线。建立了物质守恒、吸附平衡以及LDF... 详细信息

为了测定活性炭/丙酮体系的总传质系数,对常压脱附过程床层中的丙酮浓度分布进行了实验和模拟研究。在常温下,以活性炭C40/4为吸附剂对丙酮废气进行常压吸附和脱附实验,测定了固定床吸附器的穿透曲线。建立了物质守恒、吸附平衡以及LDF数学模型,应用差分方法借助计算软件Athena V iualW orkbench对模型进行了数值解。通过模型与实验比较得到了该体系的总传质系数,利用数学模型考察了常压脱附过程固定床内浓度分布的动态行为以及浓度、温度、空塔速度等参数对床层浓度分布的影响。结果表明:常压脱附过程后期,传质区中丙酮的浓度大致呈直线分布;增大脱附时的空塔速度对于处于活性炭吸附中心与活性炭结合紧密的丙酮脱附效果不明显。

关键词：活性炭丙酮吸附数值模拟传质系数

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双视三维重建的高精度运动参数估计方法

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工程图学学报 2010年第6期31卷 23-28页

作者：蔡涛段善旭李德华华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074 华中科技大学图像识别与人工智能研究所图像信息处理与智能控制教育部重点实验室湖北武汉430074

从两幅透视图像恢复被摄目标的三维结构是计算机视觉最基本的任务之一,其中,运动估计算法的性能决定了最终的三维重建精度。首先讨论了双视成像的基本数学模型,并介绍了几种现有运动参数估计方法的基本原理和不足。随后,基于投影误差最... 详细信息

从两幅透视图像恢复被摄目标的三维结构是计算机视觉最基本的任务之一,其中,运动估计算法的性能决定了最终的三维重建精度。首先讨论了双视成像的基本数学模型,并介绍了几种现有运动参数估计方法的基本原理和不足。随后,基于投影误差最小判决函数,提出了用于双像运动估计的改进非线性迭代优化方法。数值仿真结果表明,在大平移小旋转角及小平移大旋转角2种运动条件下,采用文中提出的方法,运动估计精度均有所提高。此外,根据运动参数的估计值对真实目标进行三维重建实验,结果表明尺度重建误差小于2%且角度误差在3°以内。

关键词：计算机视觉三维重建运动参数估计 Levenberg-marquard优化算法

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火电厂补给水系统气囊式空气罐水锤防护特性研究

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四川大学学报（工程科学版） 2010年第3期42卷 19-23页

作者：陈云良鞠小明郑小玉王波袁明四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院四川成都610072 四川省德阳市水务局四川德阳618000

针对补给水系统并联水泵、出口阀门以及气囊式空气罐等建立数学模型,模拟了事故断电停泵后的瞬态过程。计算表明:补给水泵出口附近装设气囊式空气罐后,提高了长距离管道中的最小水锤压力,能有效避免凸起部分出现负压及水柱分离。通过计... 详细信息

针对补给水系统并联水泵、出口阀门以及气囊式空气罐等建立数学模型,模拟了事故断电停泵后的瞬态过程。计算表明:补给水泵出口附近装设气囊式空气罐后,提高了长距离管道中的最小水锤压力,能有效避免凸起部分出现负压及水柱分离。通过计算设定出气囊式空气罐的总容积及气囊初始体积等参数。由于水泵发生倒流的时间明显提前,出口阀门关闭规律宜相应调整。结合气囊式空气罐和出口阀门进行优化整定,可使补给水系统免遭水锤压力的破坏。

关键词：补给水系统气囊式空气罐水锤

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喷墨印刷系统中墨滴渗透扩散模型的研究

喷墨印刷系统中墨滴渗透扩散模型的研究

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2010中国印刷与包装学术会议

作者：陈奇峰陈广学唐宝玲邰晶磊华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广州510640

本文在深入研究纸张涂层结构的基础上,根据多相流离散相的流体动力学方程研究和分析喷墨成像系统中墨滴喷射飞行的物理现象,进而准确计算和预测墨滴与承印物接触前的能量分布;然后从墨滴成像过程中能量转换的角度,结合其流体动力学条件... 详细信息

本文在深入研究纸张涂层结构的基础上,根据多相流离散相的流体动力学方程研究和分析喷墨成像系统中墨滴喷射飞行的物理现象,进而准确计算和预测墨滴与承印物接触前的能量分布;然后从墨滴成像过程中能量转换的角度,结合其流体动力学条件,研究了墨滴与纸张涂层表面碰撞、渗透、扩散和铺展的作用机理并提出其数学模型。该数学模型包含了喷墨墨滴成像的所有动力学特征及纸张涂层的物理特征,通过对该模型的研究与求解,可以得到墨滴扩散铺展的最大直径,即喷墨网点的大小。其次通过实验研究得出墨滴的黏性损耗功及渗透所消耗的能量,进而根据纸张涂层特性求解了墨滴的平均渗透深度。

关键词：喷墨印刷系统墨滴渗透扩散模型动力学特征

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电子式电流互感器及数字化电站新技术研究

电子式电流互感器及数字化电站新技术研究

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作者：李伟华中科技大学

学位级别：博士

随着计算机技术、自动控制技术和网络通信等科学技术的飞速发展,电力系统设备的自动化程度不断提高。本世纪初,欧美国家相继提出了“智能电网”的概念和发展计划,我国的国家电网公司也于2009年启动了智能电网的建设工作。智能电网的研... 详细信息

随着计算机技术、自动控制技术和网络通信等科学技术的飞速发展,电力系统设备的自动化程度不断提高。本世纪初,欧美国家相继提出了“智能电网”的概念和发展计划,我国的国家电网公司也于2009年启动了智能电网的建设工作。智能电网的研究和实践日益得到政府高度重视和全社会的关注,它将是现代电力系统的发展趋势。数字化变电站是智能电网的关键节点,电子式互感器作为数字化变电站重要的基础性设备,其工作方式与常规变电站的互感器有着本质的不同,它对稳态电流和暂态电流的刻画能力以及它与站内其他二次设备的通信接口,是电子式互感器在数字化变电站中应用成败的关键性问题。对电子式互感器开展深入研究,对大规模推广应用电子式互感器,以及数字化变电站乃至智能电网的安全稳定运行,有着不言而喻的重要意义。本文以目前获得广泛关注的有源型电子式电流互感器(简称ECT)为课题对象开展了相关研究。文章在国内外相关研究的基础上,深入研究了ECT的暂态测量特性和信号处理技术,探索了ECT合并单元(简称MU)的信息模型以及数字化风电场风力发电机的信息模型构建方法。目前关于ECT的研究主要是针对稳态测量情况下,探讨提高测量精度的各种方法和措施。但实践发现,ECT信号处理电路中的积分器电路对互感器的暂态特性有着决定性的影响。本文建立了ECT传感头的数学模型,通过数字仿真手段对比分析了不同积分器和参数配置对互感器暂态性能的影响,并提出了一种确定传感头积分器参数的方法。根据研究结果,文章设计了一套具有合适积分器的ECT传感头,实验表明该传感头有着良好的稳态性能和暂态性能,完全可以也十分有必要应用于比实际继电保护装置对互感器暂态特性要求更苛刻的动模实验研究中。针对改善ECT暂态性能,提高抗干扰能力以及为了更好地解决采样同步问题,文章发明了一种基于压频变换的模数混合积分器方法,并深入探讨了实现该方法的若干关键性技术。该方法通过巧妙的计数技术,将理想积分和模数变换在压频变换过程中完成,使传感头既具有良好的暂态特性,也免去了一般ECT所需的采样同步信号光纤,简化了电路结构,提高了ECT可靠性,也极大地增强了ECT的抗干扰能力。动态模拟实验是开展继电保护特性研究和电气设备暂态模型研究的重要手段。采用传统的电磁式电流互感器(简称MCT)测量电流可能会破坏模拟系统参数,影响实验结果,使得研究结论无法适用于真实情况。而且MCT由于磁饱和问题,导致输出波形畸变,使研究工作所依据的波形根本不是研究对象产生的一次电流波形,这严重干扰了对研究对象本身的研究,甚至可能会使研究工作误入歧途。本文以ECT为基本测量工具建立了整套的动模实验的测量系统,并在此基础上开展了发电机内部故障研究和变压器和应涌流研究。文章对比了ECT和MCT对动模实验结果的影响,结果表明,采用ECT作为测量手段,可充分发挥其微功耗、无饱和的独特优点,对研究工作的开展有着MCT无法替代的重要作用。风电作为一种实用化程度较高的可再生能源,近年来获得了迅猛的发展。数字化变电站作为风电场与电力网唯一接口,其安全稳定运行对于提高风电场发电效率有着决定性作用。MU是电子式互感器应用于数字化变电站的关键性接口装置,它承担着向二次设备及时提供电流电压采样值的重任。目前投入试运行的MU大多数基于IEC61850-9-1标准研制,或者实现了IEC61850-9-2标准的部分功能,都只能单向发送采样值。本文从数字化变电站应用的角度对MU进行了深入的需求分析,重点开展了基于IEC61850-9-2标准的MU信息建模和信息交换服务建模,使MU可以完成全双工通信,具备接受在线调整和控制的能力。这可缩短变电站的调试时问,也为运行人员在变电站连续运行中对MU的监视与控制提供了手段,有利于加强风电场安全稳定运行。目前风电场监控通信系统及通信协议多由风机厂家自行规定,这给风电场的建设和运行管理造成了极大的不便。本文借鉴计算机软件工程“自顶向下”的设计思想,利用研究合并单元建模的方法,首次建立了完整的基于IEC61400-25标准的风力发电机模型,这对于开展数字化风电场研究与建设具有较强的参考作用。最后,论文总结了主要研究成果,并指出了要进一步研究的内容。

关键词：电子式互感器 rogowski线圈积分器压频变换合并单元 IEC61400-25 数字化风电场

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基于混合智能优化方法的同步发电机励磁控制策略研究

基于混合智能优化方法的同步发电机励磁控制策略研究

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作者：贺徽华中科技大学

学位级别：博士

同步发电机励磁控制系统是电力系统中一种重要的控制系统,对电力系统安全、可靠、稳定运行起着至关重要的作用。随着我国经济建设的持续发展,电力系统不断扩大,大型同步发电机励磁控制研究成为了一个研究热点,而快速励磁方式的广泛使用... 详细信息

同步发电机励磁控制系统是电力系统中一种重要的控制系统,对电力系统安全、可靠、稳定运行起着至关重要的作用。随着我国经济建设的持续发展,电力系统不断扩大,大型同步发电机励磁控制研究成为了一个研究热点,而快速励磁方式的广泛使用促进了对励磁控制系统的进一步研究。由于励磁控制系统是一个具有时变性、多时滞环节且高度非线性的复杂控制系统,当系统的工况改变时,系统的动态特性会随之显著改变。此时,采用单纯PID控制策略的线性控制器往往不能满足系统稳定性的要求,只能通过切机、制动等故障处理方式避免系统进一步失稳。励磁控制器参数优化方法是解决上述问题最直接有效的手段,传统的控制器参数调整大多采用时域或频域下的人工静态整定,缺乏对突发扰动信号的制约,控制参数不具备自适应性,难以实现不同工况下发电机安全、稳定运行。因此,如何设计出结构简单,且能有效提高复杂非线性励磁控制系统调节品质的励磁控制器并研究其参数优化方法成为本文所关注的重点。本文针对同步发电机励磁控制系统所具有的复杂非线性,在全面分析同步发电机特性基础上,结合模糊理论及先进智能优化方法,对水力发电机组励磁控制系统建模、参数优化方法及控制策略进行了系统深入的研究,进一步开展了基于非线性励磁控制系统的理论研究,提出了基于模糊理论与混合智能优化方法的励磁控制策略体系。论文的主要研究工作及创新成果归纳如下： (1)针对大型同步发电机特性及励磁系统研究需求,建立了同步发电机励磁控制系统各环节数学模型,重点研究了同步发电机电压、电流、力矩等能量关系,分析了励磁系统的基本控制规律及其静、动态特性。根据研究与工程的需求,对理论模型进行相应简化得到本文仿真用的实用励磁控制系统模型,为后面章节研究提供理论支持。 (2)针对励磁控制系统的复杂非线性,结合模糊理论与经典PID控制规律,提出一种非线性系统参数优化策略,对比分析两种模糊模型的基础上,设计出一种基于Mamdani模糊模型的模糊PID励磁控制器,在不考虑系统精确建模的情况下,实现多工况下励磁系统的稳定控制。最后经过对比实验,验证了该方法的有效性。 (3)粒子群优化是近年来智能优化方法中的研究热点。在深入分析粒子群算法机理基础上,提出了一种基于碰壁反弹策略的自适应粒子群优化算法。通过实例仿真,比较了该算法与另外两种常见粒子群算法在励磁系统控制中的计算精度和收敛速度。 (4)针对智能进化算法在励磁系统控制参数优化中的早熟问题,引入混沌搜索概念,研究采用Tent混沌映射,产生更均匀的搜索空间,并在此基础上提出了两级混沌搜索算法,同时研究用混沌搜索改进粒子群优化算法及差分进化算法的局部寻优能力,提出了混沌粒子群优化和混沌自适应差分进化算法。通过仿真结果和对比研究发现：与基本的粒子群优化、差分进化算法相比,混沌智能优化方法的效果更好；而混沌粒子群优化和混沌自适应差分进化算法的比较结果表明,后者能够提供更加可靠、稳定的参数寻优效果。

关键词：同步发电机励磁控制 PID 参数优化模糊理论智能控制混沌映射混沌搜索粒子群优化差分进化

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半预制钢筋混凝土叠合墙(PPRC-CW)非线性研究

半预制钢筋混凝土叠合墙(PPRC-CW)非线性研究

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低碳经济与土木工程科技创新——2010中国（北京）国际建筑科技大会

作者：章红梅吕西林段元锋李检保浙江大学建筑工程学院绿色建筑与低碳城市建设研究中心同济大学土木工程防灾国家重点实验室

介绍一种新颖的部分在工厂预制部分在现场浇筑的半预制钢筋混凝土叠合墙(PPRC-CW)。首先概述其应用现状、构造形式和建造方式。然后通过典型钢筋混凝土叠合墙的低周反复试验,进行PPRC-CW的破坏模式、变形性能、新老混凝土黏结界面破坏... 详细信息

介绍一种新颖的部分在工厂预制部分在现场浇筑的半预制钢筋混凝土叠合墙(PPRC-CW)。首先概述其应用现状、构造形式和建造方式。然后通过典型钢筋混凝土叠合墙的低周反复试验,进行PPRC-CW的破坏模式、变形性能、新老混凝土黏结界面破坏发展规律的试验研究。在试验基础上,通过大型有限元分析软件ANSYS建立PPRC-CW试件有限元模型,并进行非线性数值仿真分析,分析模型以弥散法和混合法考虑分布筋和边缘纵筋,预制部分和现浇部分结合的黏结关系采用三向弹簧模型。通过非线性研究计算分析比较力-位移推覆曲线和低周反复试验骨架曲线、预制部分和现浇部分的应变差异等。计算分析所得力-位移曲线结果与试验结果符合良好,预制部分应变云图和现浇部分应变云图未见明显差异。研究结果表明半预制钢筋混凝土叠合墙具有良好的抗侧性能,新老混凝土协同工作性能良好。

关键词：剪力墙叠合墙半预制数值仿真黏结界面

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