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油气水三相流相含率超声测试模型优化

化工进展 2024年第2期43卷 791-799页

作者：苏茜邓翔天刘振兴武汉科技大学信息科学与工程学院(人工智能学院) 湖北武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心湖北武汉430081

油气水多相流广泛存在于油气工业过程。针对现有油气水多相流相含率模型对超声换能器测量信息利用有限这一问题,提出了一种水基分散分层流相含率超声测试模型的优化方法。利用最大粒径模型,研究了水基分散分层流中分散相粒径变化规律,... 详细信息

油气水多相流广泛存在于油气工业过程。针对现有油气水多相流相含率模型对超声换能器测量信息利用有限这一问题,提出了一种水基分散分层流相含率超声测试模型的优化方法。利用最大粒径模型,研究了水基分散分层流中分散相粒径变化规律,确定粒径-波长比的范围处于中波长区。根据超声脉冲回波法,采用“一发三收”超声换能器测试系统,提出了水基分散分层流中超声扩散衰减的测试方法。在此基础上,结合Faran弹性散射理论,建立了油水分散流含油率超声测试模型。利用换能器渡越时间测量信息,提出了声程波动修正参数,改进了油水分散流中混合声速测试模型,并进一步优化了含气率测试模型。仿真结果表明,水基分散分层流含气率预测平均相对误差和均方根误差分别为0.43%和0.23%,含油率预测平均相对误差和均方根误差分别为3.30%和0.28%,验证了所提出的基于混合声速的相含率测试优化模型的有效性和准确性,为油气水多相流超声测试方法提供理论依据。

关键词：分散系相含率模型优化脉冲回波法

纳米SiO改性聚丙烯薄膜热力学性能的分子动力学模拟

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中国电机工程学报 2024年

作者：李长云范延岐山东科技大学电气与自动化工程学院

为探究纳米SiO2掺杂及其表面修饰对聚丙烯电热力学性能的影响机制，该文采用分子动力学方法建立二氧化硅/聚丙烯复合模型，以SiO2粒径和其表面硅烷偶联剂KH550接枝率作为变量，研究复合模型在不同温度下的微观结构和电热力学性能。结果... 详细信息

为探究纳米SiO2掺杂及其表面修饰对聚丙烯电热力学性能的影响机制，该文采用分子动力学方法建立二氧化硅/聚丙烯复合模型，以SiO2粒径和其表面硅烷偶联剂KH550接枝率作为变量，研究复合模型在不同温度下的微观结构和电热力学性能。结果表明：掺杂SiO2后聚丙烯复合材料的性能均有所提升，但提升程度不同。相较于其他粒径，0.88nm的复合体系性能提升效果最明显，在常温下相较于聚丙烯玻璃化转变温度提升了39K、导热率提升了27.39%、均方位移和自由体积下降、力学模量和介电性能也有小幅提高；KH550接枝率为10%的复合体系在提升电热力学性能上效果最显著，导热率较聚丙烯提升了74.23%，且在力学模量和介电性能提升幅度上更为明显。结果可为提升聚丙烯电热力学性能提供方法指导和参考。

关键词：聚丙烯分子动力学纳米SiO 硅烷偶联剂KH550 电热力学性能

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含多项式取绝对值函数的混沌系统分析与应用

复杂系统与复杂性科学 2024年第1期21卷 74-84页

作者：高正中杜翔山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266510

为获得更复杂的动力学特性,设计了一种含有三次多项式取绝对值函数的混沌系统,该混沌系统的理论模型由含有3个状态变量的非线性方程组描述。分析了该系统的基本属性,以及相轨图、时域波形、Lyapunov指数、Poincaré映射、分岔图等动力... 详细信息

为获得更复杂的动力学特性,设计了一种含有三次多项式取绝对值函数的混沌系统,该混沌系统的理论模型由含有3个状态变量的非线性方程组描述。分析了该系统的基本属性,以及相轨图、时域波形、Lyapunov指数、Poincaré映射、分岔图等动力学特性。系统在一定的参数条件下存在周期和混沌的特性,初值对称时存在共存吸引子或聚合吸引子。此外,某些系统参数变化时,系统存在恒定的动力学特性,状态变量初值变化时系统的动力学特性也是恒定的。电路仿真验证了理论的正确性。基于新设计的混沌系统设计了一种加密方案,对加密性能进行了分析,表明了加密方案的有效性。

关键词：混沌动力学共存吸引子共存分岔图像加密

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基于多目标进化算法的防空导弹武器目标分配

系统仿真学报 2024年第6期36卷 1298-1308页

作者：孙昕邢立宁王锐王凌石建迈罗天羽国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073 西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710126 清华大学自动化系北京100084

有效的武器目标分配(weapon-target assignment,WTA)方法对减少作战损失,提高防御效果具有重要意义。针对防空资源分配问题建立合理的数学模型,以最大化目标毁伤效能和最小化雷达资源消耗为优化目标,同时考虑雷达通道数上限等多个约束,... 详细信息

有效的武器目标分配(weapon-target assignment,WTA)方法对减少作战损失,提高防御效果具有重要意义。针对防空资源分配问题建立合理的数学模型,以最大化目标毁伤效能和最小化雷达资源消耗为优化目标,同时考虑雷达通道数上限等多个约束,在基于分解的多目标进化算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,MOEA/D)基础上进行改进,种群进化过程中自适应调整交叉与变异的概率以提高个体的质量,最终得到一组可供决策者使用的最优解集。实验结果表明:与其他多目标进化算法相比,该算法能得到适应度更高且分布性良好的结果,能够为防空导弹武器目标分配问题提供可行方案。

关键词：武器目标分配多目标进化算法自适应参数防空导弹

基于改进差分进化算法的动态防空资源分配优化

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系统仿真学报 2024年第6期36卷 1285-1297页

作者：罗天羽邢立宁王锐王凌石建迈孙昕国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073 西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 清华大学自动化系北京100084

面对动态防空资源分配问题中存在的空袭目标突现和雷达、发射车等资源受干扰现象,在综合考虑雷达、发射车和导弹等武器装备性能的基础上,基于目标集、资源集建立了最小化目标总拦截价值与生存概率的混合整数决策模型。提出了一种新的改... 详细信息

面对动态防空资源分配问题中存在的空袭目标突现和雷达、发射车等资源受干扰现象,在综合考虑雷达、发射车和导弹等武器装备性能的基础上,基于目标集、资源集建立了最小化目标总拦截价值与生存概率的混合整数决策模型。提出了一种新的改进差分进化算法进行求解,采用反向学习策略生成初始解,确保初始种群的质量,设计了一种快速修复与重构的启发式规则作用于多阶段,以提升算法的搜索能力。仿真实验验证了该算法具有求解时间和求解精度上的优越性。该研究能使武器系统在动态事件的随机影响下,保持高效的作战能力和决策效果。

关键词：防空作战动态防空资源分配反向学习改进差分进化算法

激光粉末床熔融的熔道宽度与熔池温度的预测:一种新型数值模拟模型的提出与验证

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 997-1009页

作者：陈汉聪汪润泽司婧雯房淑晗姚锡禹严明南方科技大学材料科学与工程系深圳518055 南方科技大学电子与电气工程系深圳518055

为了减少预测激光粉末床熔融熔道宽度与熔池峰值温度所需的计算资源,本研究提出了一种精度高、计算资源消耗少、对常见合金材料适用的数值模拟模型。在保证模拟精度的情况下,采用此模型可以使计算成本降低2个数量级,对于Ti6Al4V合金、Al... 详细信息

为了减少预测激光粉末床熔融熔道宽度与熔池峰值温度所需的计算资源,本研究提出了一种精度高、计算资源消耗少、对常见合金材料适用的数值模拟模型。在保证模拟精度的情况下,采用此模型可以使计算成本降低2个数量级,对于Ti6Al4V合金、AlSi10Mg合金、316L合金和In 718合金,本模型对熔道宽度、熔池峰值温度的预测值的平均相对误差值±标准差值分别为4.8%±3.1%和7.9%±3.6%,说明模型预测值与实验值较为吻合。本研究提出的模型在保证较高模拟精度的情况下,可以大大降低激光粉末床熔融数值模拟的计算成本,具有很强的实用价值。

关键词：激光粉末床熔融合金数值模拟计算成本

基于免疫-烟花算法的交通信号控制问题建模与优化

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云南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：乔志敏柯良军李永伟李峰太原工业学院自动化系西安交通大学自动化科学与工程学院

针对交通网内多交叉口信号协同控制问题，利用一种半分布式的三层构架对交通网进行区域分割，并根据车流动力学特性建立了一种交通信号协同优化模型.为了解决交叉口之间的相位差冲突问题，提出了一种分级策略，实现了相位差的最优配置.... 详细信息

针对交通网内多交叉口信号协同控制问题，利用一种半分布式的三层构架对交通网进行区域分割，并根据车流动力学特性建立了一种交通信号协同优化模型.为了解决交叉口之间的相位差冲突问题，提出了一种分级策略，实现了相位差的最优配置.此外，根据所建模型的特点提出了一种基于免疫的烟花算法，加快了算法的收敛速度，还避免了陷入局部最优，提高了算法的全局搜索能力和求解精度.实验结果表明，所提出的模型、算法以及分级策略在解决多交叉口信号协同控制和相位差冲突问题时具有一定的优势.

关键词：信号控制分级策略相位差免疫-烟花算法

基于离散特性的飞行器姿态智能控制方法研究及实验设计

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实验技术与管理 2024年第3期41卷 83-92页

作者：万春秋李擎崔家瑞杨旭李希胜北京科技大学自动化学院北京100083

针对飞行器姿态复合控制问题研究中直接力连续化处理导致的与实际工程特性差距较大问题,研究了体现直接力离散特性的控制系统构建方法及控制参数优化设计方法。首先,搭建了体现直接力离散特性的飞行器姿态复合控制系统框架及模型;然后... 详细信息

针对飞行器姿态复合控制问题研究中直接力连续化处理导致的与实际工程特性差距较大问题,研究了体现直接力离散特性的控制系统构建方法及控制参数优化设计方法。首先,搭建了体现直接力离散特性的飞行器姿态复合控制系统框架及模型;然后针对复合控制问题的非线性、强耦合、多约束等复杂特性,采用PSO算法对控制律及控制分配参数进行多目标优化设计,构建了飞行器姿态智能控制系统;再通过数字仿真从控制算法、PSO算法参数、飞行器系统参数三个方面对智能控制问题研究方法进行了说明;最后,依托最新科研成果设计开发了飞行器姿态智能控制实验系统,为自动化专业本科生智能控制类课程实践教学及创新型人才培养提供了自主开放的实验研究平台。

关键词：飞行器姿态智能控制离散特性 PSO算法实验系统

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锅炉汽包水位的积分时滞型自抗扰控制

中国电机工程学报 2024年

作者：孙明徐文鑫邹浓茂赵吉兴华北电力大学自动化系

在能源绿色低碳转型过程中，火电机组承担着大量的调峰调频任务来平抑新能源电力规模化并网带来的波动，这给现役亚临界机组汽包水位的稳定控制带来了巨大挑战。针对汽包水位这类非自衡过程，提出了一种积分时滞型自抗扰控制策略。首先... 详细信息

在能源绿色低碳转型过程中，火电机组承担着大量的调峰调频任务来平抑新能源电力规模化并网带来的波动，这给现役亚临界机组汽包水位的稳定控制带来了巨大挑战。针对汽包水位这类非自衡过程，提出了一种积分时滞型自抗扰控制策略。首先将被控对象近似成积分加时滞的标称模型，然后引入控制量时延环节以使扩张状态观测器的两个输入信号相位近似同步，最后采用双轨迹法求解出积分时滞型自抗扰控制器的控制参数稳定域。仿真算例表明，对比其他几种典型控制算法，所提控制方法在设定值跟踪、抑制干扰以及鲁棒性等方面具有更为优良的性能。进一步，基于某600MW亚临界燃煤机组机进行给水系统的实验结果也同样表明，在机组稳定工况和大范围变工况两种条件下，积分时滞型自抗扰控制品质满足电力行业标准的指标要求，且相比原始的串级三冲量PID策略水位偏差更小，定负荷时偏差≤1.5mm，变负荷时偏差≤2.1mm，展现了所提控制策略在机组深度调峰和性能优化等方面的良好应用前景。

关键词：锅炉汽包水位非自平衡过程积分时滞模型自抗扰控制参数稳定域