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基于数字观测器的比例阀芯位移控制系统

电机与控制学报 2007年第4期11卷 408-411页

作者：孔祥冰王海英哈尔滨理工大学自动化学院黑龙江哈尔滨150080

为解决普通比例阀不能直接用于高精度控制系统这一问题,探讨了精确控制系统中小流量比例阀阀芯位移的运动能量和在干扰作用下惯性体的运动能量产生机理,并对阀芯线位移控制进行了定量分析。然后基于DSP和所建立的数学模型,设计了一种数... 详细信息

为解决普通比例阀不能直接用于高精度控制系统这一问题,探讨了精确控制系统中小流量比例阀阀芯位移的运动能量和在干扰作用下惯性体的运动能量产生机理,并对阀芯线位移控制进行了定量分析。然后基于DSP和所建立的数学模型,设计了一种数字状态观测器状态反馈的控制系统。实验表明,该控制系统能明显的抑制干扰影响,具有较高的位移控制精度,比例阀芯线位移控制精度可达到5μm。

关键词：比例阀阀芯位移扰动数字观测器

模块环境下多目标遗传算法在过程优化综合中的应用研究

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模块环境下多目标遗传算法在过程优化综合中的应用研究

作者：孔祥冰青岛科技大学

学位级别：硕士

随着计算机技术和化工系统工程的发展，各种单元操作已开发出成熟的数学模型，并已出现了成熟的商品化模拟软件。但由于化工过程的复杂性和具体性，模拟软件不可能满足所有实际过程的需要，对于一个过程综合问题需要多个软件配合使用才... 详细信息

随着计算机技术和化工系统工程的发展，各种单元操作已开发出成熟的数学模型，并已出现了成熟的商品化模拟软件。但由于化工过程的复杂性和具体性，模拟软件不可能满足所有实际过程的需要，对于一个过程综合问题需要多个软件配合使用才能够解决，为了避免软件功能的重复开发并实现软件功能的联合，软件集成逐渐显现出其重要性。过程系统综合是指按照规定的系统特性，寻求所需要的系统结构及其各子系统的性能，并使系统按规定的目标进行优化组合。它是过程系统工程学的核心内容，是过程系统设计的关键。随着人们对环境、资源等问题的日益关注，化工过程的多目标优化综合成为一个重要的研究方向。求解多目标优化综合问题的方法主要有多目标数学规划法和多目标进化算法，以遗传算法为代表的进化算法是建立在生物进化基础上借鉴自然选择和群体遗传激励的随机搜索算法。由于遗传算法能同时处理一组可能的解，而且经过一次运算就可找到一组非劣解，另外遗传算法不受比如Pareto曲面形状、目标个数等条件的限制，还可处理带随机的、不确定的离散搜索空间问题，这正是数学规划法所难以克服的。所以遗传算法非常适合于求解多目标优化问题。本文讨论了多目标优化问题的求解方法，并针对精英保留非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)在过程综合中的应用进行了研究，并通过测试函数验证了该算法是求解此类问题的有效算法。本文以模块模拟器环境为基础，以Aspen Plus模拟软件为主要研究对象，将Aspen作为模块模拟器评估输入变量，利用软件代码集成实现对Aspen Plus的自动控制和访问。本文方法可简化具体模型建立及其处理等复杂工作。并结合具体实例说明方法的有效性。利用软件集成方法实现遗传算法与Aspen软件的集成，成功开发了一个多目

关键词：过程综合多目标优化遗传算法软件集成 Aspen Plus

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受随机因素影响的期权定价的鞅分析

受随机因素影响的期权定价的鞅分析

作者：孔祥冰哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

期权是金融市场中一种重要的金融衍生产品,著名的Black-Scholes模型的提出推动了期权交易的发展,期权交易很快成为世界金融市场的主要内容,期权定价理论也就成为现代金融统计学最为重要的内容之一。鞅是随机过程的一个前沿理论,在期权... 详细信息

期权是金融市场中一种重要的金融衍生产品,著名的Black-Scholes模型的提出推动了期权交易的发展,期权交易很快成为世界金融市场的主要内容,期权定价理论也就成为现代金融统计学最为重要的内容之一。鞅是随机过程的一个前沿理论,在期权定价的研究中具有结果深刻、简洁有力的优点,利用鞅论来研究期权定价问题对金融市场的完善、期权交易的发展具有重要现实意义。本文将随机因素引入期权定价模型中,探讨了受随机因素影响的期权定价问题。首先,本文阐述了期权定价和鞅分析的国内外研究现状,给出了其相关概念和理论,并对经典的Black-Scholes欧式期权定价模型进行探讨,比较了几种期权定价方法及存在问题。其次,将鞅分析的有关理论引入到本文所关注的受随机因素影响的期权定价的研究中,讨论影响期权定价的各种随机因素,如随机环境对股票价格的期望收益率、随机利率等的影响情况,红利的支付等。并结合市场的实际情况,假设股票支付红利,且利率、股票的预期收益率和红利率都是随时间变化的随机函数,标的资产价格服从分数布朗运动,建立了Ito?型分数Black-Scholes市场模型。运用等价鞅测度的方法推导出受随机因素影响的具有红利支付的欧式期权定价公式、看涨看跌平价关系及欧式双向期权定价公式。最后,研究了金融实际中更常见的具有形如V =|K-S|的支付函数的n次幂型欧式期权,将上述模型推广到n次幂型欧式期权定价中,得到了在上述随机因素影响下的n次幂型欧式看涨、看跌期权定价公式及n次幂型欧式双向期权定价公式。这些结果推广了经典Black-Scholes模型,更接近于金融市场的实际,这对于研究金融经济更具有现实意义。

关键词：随机因素等价鞅测度欧式期权定价分数布朗运动红利

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不同模式下挡土墙地震土压力的拟动力学分析

不同模式下挡土墙地震土压力的拟动力学分析

作者：孔祥冰浙江大学

学位级别：硕士

目前,对于挡土墙后动土压力的计算,普遍采用拟静力学方法,而且大部分都是只考虑水平地震力作用。拟静力学方法计算出的动土压力合力比较接近实际,但是该方法却无法计算动土压力分布与合力作用点,而且假定墙后土体为刚性,这也与实际有很... 详细信息

目前,对于挡土墙后动土压力的计算,普遍采用拟静力学方法,而且大部分都是只考虑水平地震力作用。拟静力学方法计算出的动土压力合力比较接近实际,但是该方法却无法计算动土压力分布与合力作用点,而且假定墙后土体为刚性,这也与实际有很大差距。拟动力学方法则刚好可以克服这些不足,本文正是在拟动力学法基本假定的基础上,对不同模式下挡土墙地震土压力进行了以下的研究工作：（1）T模式下挡土墙背向填土侧平移。考虑地震加速度的放大效应,运用拟动力学的分析方法,得到了考虑时间和相位变化的刚性挡土墙后粘性土地震主动土压力系数、地震主动土压力合力和主动土压力分布强度的理论公式。在此基础上,利用优化算法得到了地震卓越周期中的最不利工况,分析了水平和竖向地震加速度系数、内摩擦角、墙面摩擦角、挡土墙倾角和地震放大系数对最不利工况下滑动面倾角、主动土压力系数、临界深度、合力作用点和土压力分布的影响。（2）T模式下挡土墙向填土侧平移。考虑地震加速度的放大效应,运用拟动力学的研究方法,推导了地震条件下随时间变化的被动土压力系数、被动土压力合力、被动土压力强度和被动土压力合力作用点的理论公式;重点分析了加速度的放大系数以及地震卓越周期对最危险滑动面倾角、被动土压力系数以及被动土压力分布的影响。在之前分析的基础上,结合拟动力学法及水平层分析法,对于无粘性土,重新得到了计算地震被动土压力的分析模型,克服了拟动力学方法的不足,重点分析了被动土压力分布的特点。（3）RB模式即挡土墙绕墙踵转动。考虑地震加速度的放大效应,运用拟动力学的分析方法,得到了考虑时间和相位变化的刚性挡土墙后地震主动和被动土压力系数、地震动土压力合力和动土压力分布强度的理论公式。同时求得了RB模式下一定时间内挡土墙转角位移计算公式。

关键词：地震主动土压力地震被动土压力拟动力学方法放大效应挡土墙

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电液比例阀的阀芯微量控制

液压与气动 2004年第3期28卷 61-63页

作者：孔祥冰唐德栋尤波哈尔滨理工大学黑龙江哈尔滨150080

提出了既能有效地发挥普通电液比例阀在制造成本低 ,抗污染能力强优点 ,又能适应现代控制技术 ,提高普通电液比例阀控制精确度的扰动数字观测器补偿处理方法。为实现该方法 ,利用扰动数字观测器来推定负载和惯性变化的扰动量 ,重构状态... 详细信息

提出了既能有效地发挥普通电液比例阀在制造成本低 ,抗污染能力强优点 ,又能适应现代控制技术 ,提高普通电液比例阀控制精确度的扰动数字观测器补偿处理方法。为实现该方法 ,利用扰动数字观测器来推定负载和惯性变化的扰动量 ,重构状态反馈闭环控制系统 ,通过调制和补偿 ,能够把普通电液比例阀阀芯的位移量控制精确到产品标准值的 0 5 %范围内 (相当于 5 μm的位移等级 )。

关键词：电液比例阀阀芯位移扰动数字观测器 DSP 闭环控制系统

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基于Festo实验台气动综合实验的开发

机床与液压 2006年第4期34卷 109-110页

作者：唐德栋舒庆孔祥冰哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080

利用Festo实验台开发了综合性的气动实验项目,包括气压传动与控制、电气工程控制、可编程控制器应用等实验项目。学生可通过这些实验,综合运用所学的专业知识,快速熟悉机、电、气一体化技术。

关键词：气压传动与控制继电器控制 PLC

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基于土拱效应原理求解挡土墙被动土压力

岩土力学 2012年第10期33卷 2996-3000页

作者：侯键夏唐代孔祥冰孙苗苗浙江大学岩土工程研究所杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室杭州310058

对平移模式下的刚性挡土墙和滑裂面间的楔形土体处于被动极限平衡状态的应力进行分析,考虑墙面和滑裂面之间土体水平力平衡,运用土拱效应原理推导出被动土压力系数和滑裂面水平倾角。并根据水平单元土体的静力平衡条件建立平衡方程,提... 详细信息

对平移模式下的刚性挡土墙和滑裂面间的楔形土体处于被动极限平衡状态的应力进行分析,考虑墙面和滑裂面之间土体水平力平衡,运用土拱效应原理推导出被动土压力系数和滑裂面水平倾角。并根据水平单元土体的静力平衡条件建立平衡方程,提出被动土压力分布、土压力合力及其作用位置的公式。将公式计算结果与试验结果以及库仑、朗肯理论所得结果进行比较,结果表明,与试验结果接近,验证了所得计算方法的合理性。

关键词：刚性挡土墙土拱效应平移模式被动土压力

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挡土墙后黏性土的地震主动土压力分析

岩石力学与工程学报 2012年第A01期31卷 3188-3195页

作者：夏唐代孔祥冰王志凯陈炜昀浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310058

在Mononobe-Okabe平面滑裂面假设的基础上,考虑地震加速度的放大效应,运用拟动力学的分析方法,得到考虑时间和相位变化的刚性挡土墙后黏性土地震主动土压力系数、地震主动土压力合力和主动土压力分布强度的理论公式。在此基础上,利用优... 详细信息

在Mononobe-Okabe平面滑裂面假设的基础上,考虑地震加速度的放大效应,运用拟动力学的分析方法,得到考虑时间和相位变化的刚性挡土墙后黏性土地震主动土压力系数、地震主动土压力合力和主动土压力分布强度的理论公式。在此基础上,利用优化算法得到地震卓越周期中的最不利工况,分析水平和竖向地震加速度系数、内摩擦角、墙面摩擦角、挡土墙倾角和地震放大系数对最不利工况下滑动面倾角、主动土压力系数、临界深度、合力作用点和土压力分布的影响。研究表明:地震主动土压力分布为非线性;地震加速度的存在大大增加黏性土的主动土压力;挡土墙倾角和地震放大效应对临界深度、合力作用点和土压力分布都有着明显影响。

关键词：土力学刚性挡土墙地震主动土压力黏性土拟动力学方法放大效应

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基于扰动转动力矩速度补偿的电液伺服机构

电机与控制学报 2004年第1期8卷 74-78页

作者：孔祥冰唐德栋韩桂华哈尔滨理工大学黑龙江哈尔滨150080

电液伺服机构与负载连接具有很高的刚性,其输出受到负载和惯性变化的影响很大。除了采取速度反馈等补偿方法外,采用观测器重构状态反馈来抑制和减少扰动的影响也是行之有效方法.在迴转形电液伺服机构上,利用观测器来推定和测定负载和惯... 详细信息

电液伺服机构与负载连接具有很高的刚性,其输出受到负载和惯性变化的影响很大。除了采取速度反馈等补偿方法外,采用观测器重构状态反馈来抑制和减少扰动的影响也是行之有效方法.在迴转形电液伺服机构上,利用观测器来推定和测定负载和惯性变化的扰动量,重构状态反馈等价闭环控制系统.通过实验,对系统的频率特性和阶跃响应曲线的测定和分析,输出速度由负载和惯性变化引起的扰动影响显著被减少,证明了重构状态反馈理论的正确性。

关键词：电机控制电液伺服机构速度补偿闭环控制系统频率特性观测器扰动转动力矩