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基于LabVIEW的污水处理过程动态仿真研究

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仪器仪表学报 2008年第4期29卷 879-882页

作者：乔俊飞韩红桂张颖北京工业大学电子信息与控制工程学院北京100022

在国际公认的活性污泥1号模型(ASM1)数学方法建模基础上,引入了智能方法,利用增长型模糊神经网络算法建模与数学建模相结合对其进行改进处理,在数学方法建模方法的前提下,借助增长型模糊神经网络算法所具备的模糊和学习功能,对活性污泥... 详细信息

在国际公认的活性污泥1号模型(ASM1)数学方法建模基础上,引入了智能方法,利用增长型模糊神经网络算法建模与数学建模相结合对其进行改进处理,在数学方法建模方法的前提下,借助增长型模糊神经网络算法所具备的模糊和学习功能,对活性污泥处理过程进行建模,获得了能够反映二沉池出水水质的关键水质参数的简化模型。同时,利用LabVIEW软件平台对该改进模型进行验证,通过对污水关键水质参数COD、BOD5等进行仿真实验,证明了该模型系统的有效性。

关键词：仿真活性污泥法曝气池二沉池模糊神经算法

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天堃公司票据管理的改进研究

天堃公司票据管理的改进研究

作者：乔俊西北大学

学位级别：硕士

天垫公司是大型国有企业国家电网公司下属的N省集团公司,拥有6家地市分公司及2家子公司。自2009年开始,天堃公司收取到的银行承兑汇票占应收电费比例从不到20%呈逐年持续上升趋势,对银行承兑汇票的管理也从仅依靠历史经验的粗放管理、... 详细信息

天垫公司是大型国有企业国家电网公司下属的N省集团公司,拥有6家地市分公司及2家子公司。自2009年开始,天堃公司收取到的银行承兑汇票占应收电费比例从不到20%呈逐年持续上升趋势,对银行承兑汇票的管理也从仅依靠历史经验的粗放管理、无具体指导管理办法,面临着亟待转变的局面。天垄公司所在的N省是以煤炭资源为主要能源结构的地区,因此N省电网的负荷结构就以高耗能企业为主,高耗能企业的用电量占到N省用电量的66%以上。受到国家产业政策及货币政策影响,高耗能企业面临资金链断裂的危险,仅能以缴纳银行承兑汇票的方式来结算电费,从而导致天垫公司应收票据的持续快速增加且库存票据量居高不下。天垫公司票据管理主要存在以下问题：一是大量银行承兑汇票的收取使公司面临管理方式的选择,对于票据的管理应采取集中管理的模式还是分散管理的模式?二是如何面对公司流动资金紧张局面,缓解资金链断裂压力?三是如何在保证公司正常运转情况下,适度融资,降低财务费用且使资金效益最大化?本文以这三个核心问题入手,探讨分析票据管理改进方案的具体内容,以票据相关理论为科学指导,采用资料收集、专家访谈、系统测试等研究方法,通过具体实施,将票据纳入月度现金流量预算管理,突出票据预算管理“三重点”,建立“实物属地托管、票据集中运作、资金统筹管控”的票据管理模式,最大限度规避票据风险,盘活库存票据,实现票据与现金“一体化”管控,提高票据运作效率,切实解决天垫公司面临的流动资金管理问题。本文通过对天垫公司票据管理改进方案的研究,也提出进一步需要探讨的问题,希望改进方案对行业内有相同困惑的企业能够提供借鉴方法的同时,抛砖引玉、集思广益,对本文的后续研究提供思路与方法。

关键词：票据管理资金运作改进研究

城市固废焚烧过程智能优化控制研究现状与展望

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自动化学报 2023年第10期49卷 2019-2059页

作者：汤健夏恒余文乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 智慧环保北京实验室北京100124 智能感知与自主控制教育部工程研究中心北京100124 墨西哥国立理工大学高级研究中心(CINVESTAV-IPN) 墨西哥07360

针对全球城市固废(Municipal solid waste,MSW)的高增长率导致城市环境持续恶化以至于“垃圾围城”现象日益增多等问题,MSW焚烧(MSW incineration,MSWI)技术能够通过发酵、燃烧、换热和净化等工艺实现废物变能源(Waste-to-energy,WTE).... 详细信息

针对全球城市固废(Municipal solid waste,MSW)的高增长率导致城市环境持续恶化以至于“垃圾围城”现象日益增多等问题,MSW焚烧(MSW incineration,MSWI)技术能够通过发酵、燃烧、换热和净化等工艺实现废物变能源(Waste-to-energy,WTE).在当前“双碳战略”和“蓝天净土”的新环保背景下,作为未来长时期内MSW处理主流方式和生态文明建设与循环经济体系托底工业的MSWI过程正面临着重大机遇.如何融合人工智能、大数据、云计算等技术实现MSWI的智慧化、低碳化和绿色化可持续性发展是目前具有挑战性的难题.对此,本文首先描述MSWI工艺机理,分析其运行控制特性和实现其智能优化控制存在的难点;然后,从燃烧特性分析与建模、燃烧过程控制、指标建模与预测、运行监控与故障识别、操作(控制)变量优化、算法仿真验证平台等6个方面进行综述;接着,分析MSWI过程智能优化控制研究的必要性;最后,结合工业人工智能的本质给出未来研究方向.在此基础上,展望基于数字孪生平台的MSWI智能优化控制系统的框架和愿景,并总结未来挑战.

关键词：城市固废焚烧双碳战略智能优化控制工业人工智能数字孪生平台

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不同种植方式对冬小麦生理特性及耗水特点的影响

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不同种植方式对冬小麦生理特性及耗水特点的影响

作者：乔俊芳山西农业大学

学位级别：硕士

本文以常规平作宽行条播为对照组(CK),研究了窄行稀条播(C1)、膜侧条播(C2)和沟播(C3)三种种植方式对山西省晋城市泽州县高都镇冬小麦种植各时期的0-300 cm土层土壤含水量及水分分布情况,距地表5cm、20 cm、50 cm处空气温度,地表5 cm土... 详细信息

本文以常规平作宽行条播为对照组(CK),研究了窄行稀条播(C1)、膜侧条播(C2)和沟播(C3)三种种植方式对山西省晋城市泽州县高都镇冬小麦种植各时期的0-300 cm土层土壤含水量及水分分布情况,距地表5cm、20 cm、50 cm处空气温度,地表5 cm土层温度、农田种植区总蒸散量、冬小麦苗株光合作用速率、旗叶叶绿素含量、产量以及水分利用率进行了详细的研究。不同种植方式对水分在不同深度土层的分布影响不大,200-300 cm处土层水分含量要高于0-200 cm土层水分含量,其中常规宽行条播深层土壤水分含量和浅层水分含量差异显著,但另外三种种植方式下相差不大,这是由于另外三种种植防止有利于种植区深层土壤水分上移,提高冬小麦对深层土壤水分利用率。不同生育期内,各个土层水分分布趋势变化不大,随着小麦生长,耗水量增加,土壤含水量降低。不同种植方式之间和不同生育期耗水量差异显著,其中拔节期耗水量最大,占总耗水量27.58%-37.56%,C2最大,C3、Cl、CK依次降低。另外,膜侧条播和沟播模式下距地表5cm、20 cm、50 cm处空气温度及其变化趋势与对照组和窄行稀条播差异显著,二者距地表5 cm处空气温度较低,分别为20.9℃和20.3℃,但远地变温度高于近地表温度,变化趋势与另外两种种植方式相反。膜侧条播方式下5 cm土层土壤温度日变化显著,白天土壤温度最高,为18.8℃,而夜间土壤温度较低,为12.7℃。沟播种植方式下5 cm土层土壤温度日变化不大,白天土壤温度最低,为15.5℃,而夜间土壤温度较低,为14.0℃。膜侧条播和沟播种植方式下农田总蒸散量较低,分别为371.41 mm和376.51mm,窄行稀条播种植方式下农田总蒸散量为394.50 mm,仍低于常规宽行条播方式下的农田总蒸散量(409.85 mm)。这是由于改变地表形状的沟沟播种和减小苗株行距的窄行条播均能提高冬小麦冠层阳光截获率,降低土壤温度,减小蒸散量,并且垄沟模式的效果更为显著。与对农田总蒸散量影响趋势相反,改变地表形状和减小苗株行距提高了冬小麦冠层阳光截获率,从而提高了冬小麦光合作用速率,四种种植方式下冬小麦的光合作用速率变化趋势为膜侧条播>沟播>窄行稀条播>常规宽行条播,上午10：00,四种种植方式的光合作用速率分别为23.5μmolCO/m·h> 23.4umolCO/m·h> 22.5 umolCO/m·h>20.1μmolCO/m·h。而膜侧条播和沟播方式下冬小麦旗叶叶绿素含量也相对较高,抽穗期分别为306.00和305.00,灌浆期分别为162.67和154.07;灌浆期冬小麦旗叶叶绿素含量要明显低于抽穗期。窄行稀条播、膜侧条播和沟播三种种植方式下的冬小麦产量均要高于常规宽行条播,其中前三种种植方式对冬小麦的粒数和穗数影响较大,但对千粒重影响不大。膜侧条播和沟播的产量最高,为7680.35 kg/hm和7527.58 kg/hm,窄行稀条播方式次之,为7444.90 kg/hm.这与种植方式对冬小麦光合作用速率的影响效果类似。另外,与产量和种植方式之间的关系相同,膜侧条播和沟播种植方式下冬小麦的水分利用率也相对较高,分别为20.68 kg/hm·mm和20.00 kg/hm·mm,窄行稀条播种植方式下冬小麦的水分利用率相对前两者较低,为18.87 kg/hm·mm,但仍高于常规宽行条播模式(17.65 kg/hm·mm).

关键词：冬小麦耗水特性光合作用速率水分利用率产量产量组成

基于单网络评判学习的非线性系统鲁棒跟踪控制

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控制与决策 2023年第11期38卷 3066-3074页

作者：霍煜王鼎乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 北京工业大学北京人工智能研究院北京100124 北京工业大学智慧环保北京实验室北京100124

针对一类具有不确定性的连续时间非线性系统,提出一种基于单网络评判学习的鲁棒跟踪控制方法.首先建立由跟踪误差与参考轨迹构成的增广系统,将鲁棒跟踪控制问题转换为镇定设计问题.通过采用带有折扣因子和特殊效用项的代价函数,将鲁棒... 详细信息

针对一类具有不确定性的连续时间非线性系统,提出一种基于单网络评判学习的鲁棒跟踪控制方法.首先建立由跟踪误差与参考轨迹构成的增广系统,将鲁棒跟踪控制问题转换为镇定设计问题.通过采用带有折扣因子和特殊效用项的代价函数,将鲁棒镇定问题转换为最优控制问题.然后,通过构建评判神经网络对最优代价函数进行估计,进而得到最优跟踪控制算法.为了放松该算法的初始容许控制条件,在评判神经网络权值更新律中增加一个额外项.利用Lyapunov方法证明闭环系统的稳定性及鲁棒跟踪性能.最后,通过仿真结果验证该方法的有效性和适用性.

关键词：单网络评判学习非线性系统不确定性神经网络最优控制鲁棒跟踪控制

一种基于多样性信息和收敛度的多目标粒子群优化算法

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电子学报 2018年第2期46卷 315-324页

作者：韩红桂卢薇乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

为了提高多目标粒子群算法优化解的多样性和收敛性,提出了一种基于多样性信息和收敛度的多目标粒子群优化算法(Multiobjective Particle Swarm Optimization based on the Diversity Information and Convergence Degree,dicd MOPSO).首先,利用非支配解多样性信息评估知识库中最优解的分布状态,设计出一种全局最优解选择机制,平衡了种群的进化过程,提高了非支配解的多样性和收敛性;其次,基于种群多样性信息设计出一种飞行参数调整机制,增强了粒子的全局探索能力和局部开发能力,获得了多样性和收敛性较好的种群.最后,将dicd MOPSO应用于标准测试函数测试,实验结果表明,dicd MOPSO与其他多目标算法相比不仅获得了多样性较高的可行解,而且能够较快的收敛到Pareto前沿.

关键词：智能优化算法多目标粒子群优化种群多样性信息非支配解多样性信息收敛度

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基于SOTSFNN的溶解氧浓度控制方法

化工学报 2016年第3期67卷 960-966页

作者：乔俊飞付文韬韩红桂北京工业大学电子信息与控制工程学院计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

针对污水处理过程溶解氧浓度难以控制的问题,提出了一种基于自组织T-S模糊神经网络的控制方法。其实质是采用模糊规则层激活强度的方法,根据实际环境自适应的对神经元进行调整,构造合适的控制结构,从而提高控制精度。同时采用梯度下降... 详细信息

针对污水处理过程溶解氧浓度难以控制的问题,提出了一种基于自组织T-S模糊神经网络的控制方法。其实质是采用模糊规则层激活强度的方法,根据实际环境自适应的对神经元进行调整,构造合适的控制结构,从而提高控制精度。同时采用梯度下降法对控制器的各个参数进行实时调整。该控制器运用在污水处理基准仿真模型中进行实验,结果表明,提出的SO-TSFNN控制方法能够较好地实现对溶解氧浓度的控制,具有较好的自适应性。

关键词：神经网络控制溶解氧浓度动态仿真自组织算法

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非晶合金及合金液体的局域五次对称性

物理学报 2017年第17期66卷 87-97页

作者：李茂枝中国人民大学物理系

简要回顾了从20世纪30年代至今,有关非晶合金及合金液体的局域结构五次对称性的实验、理论和模拟研究.在简单液体的早期研究中,人们已经意识到五次对称性在简单液体的无序结构、过冷和晶化等起着重要作用,二十面体短程序作为五次对称性... 详细信息

简要回顾了从20世纪30年代至今,有关非晶合金及合金液体的局域结构五次对称性的实验、理论和模拟研究.在简单液体的早期研究中,人们已经意识到五次对称性在简单液体的无序结构、过冷和晶化等起着重要作用,二十面体短程序作为五次对称性的典型代表受到了广泛关注.自从Frank提出简单液体中二十面体短程序的结构单元,大量的理论和实验研究已经明确在简单液体、合金液体和金属玻璃中存在局域五次对称性,并且建立了局域五次对称性与合金液体复杂动力学行为、玻璃转变、液体-液体相变以及非晶合金的形变等统一的定量描述和物理图像,表明了局域五次对称性作为结构参量的简单、普遍和有效性.

关键词：非晶合金合金液体局域五次对称性

基于潜在特征选择性集成建模的二噁英排放浓度软测量

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自动化学报 2022年第1期48卷 223-238页

作者：汤健乔俊飞郭子豪北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

二噁英(Dioxin,DXN)是导致城市固废焚烧(Municipal solid waste incineration, MSWI)建厂存在"邻避现象"的主要原因之一.工业现场多采用离线化验手段检测DXN浓度,难以满足污染物减排控制的需求.针对上述问题,本文提出了基于潜在特征选... 详细信息

二噁英(Dioxin,DXN)是导致城市固废焚烧(Municipal solid waste incineration, MSWI)建厂存在"邻避现象"的主要原因之一.工业现场多采用离线化验手段检测DXN浓度,难以满足污染物减排控制的需求.针对上述问题,本文提出了基于潜在特征选择性集成(Selective ensemble, SEN)建模的DXN排放浓度软测量方法.首先,采用主元分析(Principal component analysis, PCA)分别提取依据工艺阶段子系统及全流程系统过程变量的潜在特征,并依据预设贡献率阈值进行特征初选;接着,采用互信息(Mutual information, MI)度量初选特征与DXN间的相关性,并自适应确定再选的上下限及阈值;最后,采用具有超参数自适应选择机制的最小二乘-支持向量机(Least squares—support vector machine,LS-SVM)算法建立多源特征的候选子模型,基于分支定界(Branch and bound, BB)优化和预测误差信息熵加权算法进行集成子模型的优化选择和加权组合,进而得到软测量模型.基于某MSWI焚烧厂DXN检测数据仿真验证了所提方法的有效性.

关键词：城市固废焚烧二噁英多源潜在特征最小二乘-支持向量机选择性集成建模