面向世博的市政道路路网路由控制方案研究

世博会期间上海城市路网将承受日常交通与世博交通的双重压力。为保障世博会的召开,浦东进行了大规模的路网配套建设。如何均衡路网流量,避免交通走廊出现拥挤是需要解决的问题。依照世博交通组织关于世博专线车和专用道的规划,根据浦东中环线及相关路网建设情况,进行面向世博会需求的路段交通参数采集、路线行驶方案比选,路由信息发布、路由控制效果评估与反馈的路由控制方案研究。     

某型无人直升机俯仰姿态制律设计与仿真

某型无人直升机非线性模型在线性化过程中存在简化中高频段模型特性的问题,本文提出一种对非线性模型采用频域扫频的方法得到纵向俯仰角速度线性模型的方法,并采用常规小扰动线化方法与之对比,分析了两种线化模型的差异,针对两种线化模型分别进行PID控制器设计与仿真实验,仿真结果表明,扫频线化模型能充分反映非线性模型特性,以扫频线化模型设计的PID控制器对非线性和线性模型都能进行有效控制。     

变速恒频双馈风电系统的H_2/H_∞混合控制

针对外界未知扰动、随机变化的风速等不确定因素,建立了变速恒频双馈风电系统小信号改进数学模型,该模型解决了原风电模型中存在的部分耦合和非线性问题。基于H_2/H_∞混合控制算法,设计变速恒频双馈风电系统状态反馈控制器。通过求解Riccati方程得到H_2/H_∞混合控制问题的解。该控制器在保证系统具有一定鲁棒性的前提下,使控制效果得到改善。以某工况下的实际工程参数为基础,通过仿真,验证了该控制方法的有效性。     

交通网络信号控制中感应控制困境现象分析

以自适应控制策略中较简单的感应控制为例,研究感应控制路网中交叉口间的交互作用对路网整体效益的影响。结果发现路网整体效益下降,笔者称这种现象为感应控制困境现象。基于此现象,笔者将交叉口间的信号控制交互抽象为交叉口间的博弈问题,建立二人互相抛球模型,使用接球就抛策略模拟感应控制。研究表明,由于交叉口间交互作用的影响,感应控制策略下,各交叉口的控制周期会超出实际需求,路网整体效益也会下降。     

可持续城市景观的动态集成规划设计体系

景观都市主义揭示出城市景观系统复杂性、弹性和不确定性的特点.针对这些特点,以整体研究范式为导向,提出了基于系统集成、动态反馈来解决生态可持续问题的思路,建立了以集成设计为方法、以实时评价驱动为核心、以非线性动态流程为程序的动态集成设计体系框架.与传统规划设计方法相比,这一设计体系具有多层次动态反馈、实时评价优化的特点,是一种可持续城市景观的规划设计新途径.     

基于模糊自适应PID三自由度直升机控制器的研究

针对三自由直升机系统的高阶、非线性、强耦合等特点,提出了一种模糊自适应PID控制算法。该控制方案摆脱了对受控对象复杂的建模过程,通过模糊推理实时整定PID参数,实现了模糊控制和PID控制的优势融合,三自由度直升机可完成实时、有效的在线控制;同时,解决了PID控制器不能很好地反映被控对象的动态性能,精度和鲁棒性不高的问题。搭建出Simulink仿真模型,并运用于三自由度直升机模型的实时控制,将模糊PID控制的仿真结果与PID控制的仿真结果进行对比。结果表明,模糊PID控制比PID控制具有更好的动态性能,超调量也远小于常规PID控制的超调量,能够实现对三自由度直升机的控制,系统结构合理,满足实时性和可靠性的要求。     

多Euler-Lagrange系统有限时间跟踪控制

为解决多Euler-Lagrange系统有限时间的跟踪控制问题,提出了一种基于非奇异终端滑模的有限时间跟踪控制方法。通过建立多Euler-Lagrange系统动力学跟踪误差模型,将引入连续超螺旋高阶控制项,与所提出的非奇异终端滑模面相结合,设计了一个基于超螺旋的非奇异终端滑模控制方法,使多Euler-Lagrange系统能够消除抖振现象,同时在有限时间内实现对期望目标的跟踪。通过选取合适的Lyapunov函数和相应的仿真证明了所设计控制方法的有效性。     

采用滑动模态控制器的等效力控制方法

等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。滑动模态控制是一种非线性控制器,适合于进行线性和非线性系统的控制。对于非线性结构实时子结构试验的等效力控制方法,采用滑动模态控制器代替PID控制器。线性弹簧试件实时子结构试验的数值模拟和试验验证了这种控制方法的可行性。防屈曲支撑试件数值模拟和试验的结果表明:对非线性系统的等效力控制方法试验,滑动模态控制有较好的控制效果。     

机构投资中基于预测性控制的风险预算方法研究

分析我国机构投资者的风险管理现状,面向机构投资管理需求,引入带有预测功能的控制学方法,形成对风险预算技术进行模型层面优化改进的思路。推导风险预算控制对象的一阶模型,构建控制体系结构图,运用预测性反馈分析代替常规闭环反馈分析,改进风险测度参数,设计出一种基于预测性控制的风险预算方法。运用我国封闭式基金数据进行了实证研究。     

隧道窑测控策略探讨

本文论述了我国目前砖瓦隧道窑生产监控现状及现有的自动控制水平,并针对全内燃砖隧道窑这一具有纯滞后、强耦合、非线性等复杂特点的控制对象,提出了一种采用智能模糊控制和专家系统的新的控制方法,来解决常规控制难以解决的问题.     

足尺结构模型等效力控制试验研究

等效力控制试验方法是一种采用力反馈的闭环位移控制系统,本文将其先后应用于三层框支配筋砌块短肢砌体剪力墙结构和三层预制钢筋混凝土剪力墙结构足尺模型的拟动力子结构试验中,完成了试验子结构为多自由模型、计算子结构为弹性非线性复杂结构模型的拟动力子结构试验。试验结果表明,采用等效力控制进行复杂足尺结构模型的拟动力子结构试验是可行的,可以得到试验模型的下降段数据。     

室内消防救援路径寻优方法研究

建筑火灾救援时,现有的建筑内部路径生成多为最短路径,难以实现针对不同救援需求的室内路径规划。为此,提出一种基于BIM（建筑信息模型）的室内消防救援路径寻优方法,以BIM 技术建立消防救援模型,在模型中构建三维室内路网,并为不同路网节点赋予不同属性权重,再结合路径生成算法和路径寻优规则,在最短路径的基础上,增加最安全路径和消防灭火最优路径的规划,使火灾救援路线有更多选择性,消防指挥更加便捷。     

综合管廊加权复杂网络节点重要度评估方法

综合管廊是城市地下公共设施空间可持续发展的最好方式之一。综合管廊建设应“规划先行”,而节点作为引导综合管廊网络布局形成的重要组成部分,对综合管廊的规划起着重要作用。本文引入复杂网络理论,将道路网抽象成为加权复杂网络,首先建立管廊路径适建性评价模型确定路径适建性权值;其次,将路径适建性权值赋于路网的边,结合综合管廊自身特点对节点收缩法进行改进,评价综合管廊网络节点重要度;最后通过工程案例进行验证,并利用K-means进行聚类分析,确定节点重要度优先级。研究结果表明,综合管廊规划布局时,可根据节点重要度优先级选择综合管廊布局的控制点,为综合管廊最优路径规划提供依据。     

基于RTree的路网模型设计及实现

通过对交通要素的分析,提出了基于RTree空间索引的路网模型,用于进行公交、自驾、轨道交通等不同场景的最优路线选择,提高了路网分析、索引效率。     

Optimal allocation of area in hierarchical road networks

This paper deals with the hierarchical road network design using a continuous model. The model is based on a grid road network where roads are classified into three types: access roads, minor arterial roads, and major arterial roads. Using a continuous approximation in which the distance is measured as the rectilinear distance, we obtain a simple approximation for the total travel time. We then find the optimal allocation of area taken up by roads at each level of the hierarchy so as to minimize the sum of the travel and construction costs. The result demonstrates how the total traffic volume, the traffic composition, and the unit construction cost affect the optimal road area. The optimal area of major arterial roads increases with the total traffic volume and the proportions of inward, outward, and through traffic and decreases with the unit construction cost.     

预应力空间网格结构张拉全过程的反馈控制研究

预应力张拉是确保预应力空间网格结构实现预期设计状态的关键,但施工误差的随机变异影响了张拉过程的可控性。为此,提出一种预应力空间网格结构张拉全过程的反馈控制方法。在考虑施工材料参数与几何参数误差的基础上,首先对基准结构模型进行概率有限元分析,获取误差结构响应与预张力控制方案的样本对;然后利用BP神经网络的非线性映射功能,以概率有限元分析结果为训练样本,构建结构响应与预张力控制值的关系模型;在实际的多阶段张拉过程中,基于前一阶段的实测结构响应数据,利用构建的神经网络关系模型预测下一阶段的张拉控制力。利用ANSYS软件的概率设计模块与MATLAB软件的神经网络工具箱,编制了反馈控制的实现程序,并针对预应力弦支穹顶结构的数值算例进行模拟分析。结果表明：利用建议的方法能够实现对预张力控制方案的动态调整,确保结构张拉完成时实现预期设计目标。利用一3 m跨弦支穹顶模型,通过误差可调节点对结构施加节点安装误差,基于实测结构杆件内力与节点位移,对结构模型的径向索张拉过程进行了索力反馈控制试验。结果表明：施工误差影响下,结构张拉完成时径向索力达到目标预应力值,验证了反馈控制方法的有效性。     

公路网布局优化设计的正交枚举法

在公路总建设投资约束下,以路网综合效益最优为目标,进行满足路网交通需求的布局优化设计。为避免传统方法求解大系统优化问题存在的“组合爆炸”问题,采用正交枚举法作为路网优化的工具,使得计算工作量大大减少,并得到了合理的公路网布局优化决策方案。     

基于灰色关联和层次分析法的公路网运行状态评价

在综合分析影响公路网运行特点的基础上,建立了公路网运行状态评价指标体系,针对公路网的运行特点,提出了一种基于层次分析法和灰色关联相结合的综合评价方法,应用层次分析法确定指标的权重,再利用灰色关联分析法确定公路网的运行状态,建立公路网运行状态评价模型,应用结果表明,评价结果客观合理,所建模型可用于公路网运行状态评价。     

环境目标下城市交通综合网络设计的优化模型及求解算法

机动车尾气排放因子(emission factor)、路段行驶时间和交叉口等待时间等都是影响城市交通尾气总排放量的重要因素。而城市交通网络中路段通行能力的改善或者交叉口信号配时方案的调整都会直接影响机动车尾气排放因子和交通出行时间的变化,从而影响城市交通尾气总排放量的大小。为此,首先根据机动车在路段上的行驶状况,引入两个与出行时间关联的尾气排放因子,即路段正常行驶时的尾气排放因子和交叉口排队等待时的尾气排放因子,进而给出适用于城市交通网络设计问题的尾气总排放量计算公式;然后用双层规划方法综合优化信号灯配时方案和道路能力改善方案,以达到最大程度地降低交通尾气总排放量的目的。基于粒子群优化算法,设计了一个求解该双层模型的全局优化算法,该算法操作简单,易于实现,并用一个简单算例验证了本文模型与算法的有效性。     

城市交通网络设计问题中的双层规划模型

城市交通网络设计问题的主要内容就是通过规划的思想建立数学模型,通过优化计算方法寻找最优的用于道路网络新建或改善的交通建设投资决策方案,即研究如何能用最少的资金投入达到使整个交通网络中某种指标最优的目的。这些具体的系统性能指标可以是使整个网络中的系统总阻抗最小、交通拥挤程度最低、能源消耗最少等,从而为交通规划部门和决策人员提供科学、系统、合理、有效的决策方案和决策数据,使政府有限的资金投入能取得最佳的投资效益。本文首先简单介绍了城市交通网络设计问题研究的主要内容,然后给出了城市交通网络设计中一般形式的双层规划模型及其推广形式。