酿酒酵母发酵过程的仿真

计算机辅助生物学研究愈来愈受到人们的关注。随着不同类型生物过程网络及其模型的复杂度的提高,求解难度亦随之增加。酿酒酵母发酵产生乙醇的过程是细胞内典型的代谢过程,并伴有振荡现象。针对该过程的数学模型,对比了MATLAB和开源数值积分计算工具进行常规仿真的效果,两者模拟结果一致;以此作为比对参照,采用基于内点法的非线性规划解题器应用动态优化的方法进行求解。分析结果表明:动态优化法能够应对复杂的动态过程模型;通过设定不同的离散参数,动态优化法能够得到与对照组有较高一致性的仿真结果,这说明非线性规划可作为分析此类振荡复杂系统的新方法,可应用到大规模非线性系统中。     

非线性动态优化仿真在间歇过程中的应用

为实现求解大规模非线性系统最优控制问题的自动设计及算法自动生成问题,开发基于非线性规划的动态优化软件集成系统.首先自定义基于XML的标准化非线性动态优化标记语言NDOML,采用NDOML模型设计模型编辑器;结合联立法和多点打靶法对NDOML模型进行自动离散化处理;最后利用内点算法解题器IPOPT设计了解题器接口程序生成器,实现模型录入通用化、模型离散自动化及优化控制算法代码的自动生成等多种应用功能.最后通过一个间歇反应过程实例验证动态优化软件系统的有效性,结果显示,系统能够实现最优控制算法的自动生成,仿真结果为大型非线性系统求解优化提供了依据.     

动态博弈框架下的分布式动态优化

为了实时在线求解复杂的大规模动态优化问题,本文基于动态博弈理论提出了一种分布式动态优化方案,滚动合作博弈优化(RCGO).首先基于滚动时域优化框架,该方案将原本复杂的大规模动态优化问题分解为若干简单的小规模局部优化子问题,使得计算复杂度降低从而保证优化求解的实时性.之后本文基于动态博弈提出了分解迭代法求解各局部动态优化子问题,并对RCGO优化方案下系统稳定性进行分析.最后本文选择一个化工过程网络作为仿真案例,基于RCGO方案得到了极大化经济效益下该网络的最优操作.优化结果表明在求解复杂大规模动态优化问题时, RCGO方案较传统的集中式优化方案在由系统经济效益、闭环控制性能及优化求解实时性等组成的综合指标上有较大优势.     

原油换热网络Simulink动态仿真中提高运行速度的问题

提出状态空间离散化的思想,建立换热器的动态机理模型,然后通过Simulink模块化进行连接,对换热网络进行动态仿真。在大规模原油换热网络的仿真中,采用存储初值和切断代数环的方法,使换热网络的收敛速度得到了很大的提高,为复杂换热网络的动态仿真和实时优化打下了基础。这种方法,还可适用于一般石油化工过程装置的大规模动态仿真运行中。     

Optimal control of the aeration system based on a simplified ASM1 model apply to Wastewater treatment plant

本文建立了基于ASM1模型的曝气系统简化数学模型,在此基础上提出了以曝气能量消耗最小为目标函数的曝气系统优化控制问题.采用联立配置法进行优化问题的求解,把非线性微分代数方程组的DAE系统转化为非线性代数方程组,将动态优化问题转化为非线性规划问题,最后调用IPOPT解法器求解.在动态入水的条件下进行曝气池的优化控制仿真,其结果显示比传统定值PID控制可节约近40％的能耗.     

基于简化ASM1模型的污水处理厂曝气系统优化控制

本文建立了基于ASM1模型的曝气系统简化数学模型,在此基础上提出了以曝气能量消耗最小为目标函数的曝气系统优化控制问题。采用联立配置法进行优化问题的求解,把非线性微分代数方程组的DAE系统转化为非线性代数方程组,将动态优化问题转化为非线性规划问题,最后调用IPOPT解法器求解。在动态入水的条件下进行曝气池的优化控制仿真,其结果显示比传统定值PID控制可节约近40%的能耗。     

基于Hopfield网络的多变量动态矩阵控制及其在精馏塔系统中的应用

利用Hopfield网络的优化计算功能求解有约束多变量动态知阵控制问题,算法简单,收敛性好,即或以用硬件实时实现,也可用数值积分求解,对Wood-Berry精馏塔的仿真表明了算法的有效性。     

基于降精度求解准则的快速最优控制问题求解算法

动态优化策略广泛应用于很多领域,包括基于微分方程模型的最优控制问题求解等等. 这类问题在离散后,得到大规模、复杂的非线性优化问题.现在的优化方法采用传统收敛准则,往往收敛速度缓慢甚至最终收敛失败,无法及时得到可靠的数值解.本文针对联立法离散后的问题,采用一种基于降精度求解准则(reduced precision solution criterion,RPSC)的序列2次规划方法(sequcntial quadratic programming,SQP)进行求解.RPSC定义了一系列指标,用于判断继续迭代是否能够有效改善解值,是否可以终止求解进程.仿真实验结果表明,该收敛准则与传统收敛准则相比,能够及时终止求解过程,同时返回较好的数值解.此外,收敛阈值可以根据用户的实际需要设定,在得到满足要求的估计值时及时终止求解进程.     

一种基于动态规划策略的离散动态大系统递阶优化神经网络

给出了一种具有集成化特征的、快速求解大规模系统动态规划问题的神经网络模型 (LDPNN),该神经网络将大系统的各子系统的动态方程约束嵌入局部优化子网络,使得整个 网络的结构简洁、紧凑,便于硬件实现,该神经网络计算模型克服了数值方法迭代计算的缺 陷,求解效率高,适宜于大规模动态系统实时优化应用.     

基于波动方程的动态交通流网络模型研究

研究优化交通流量问题。从交通流量中获取实时旅行时间是现代智能交通系统模型的关键技术,针对传统模型构建复杂、计算时间长、难以提供实时旅行时间的缺点,构建出一种动态交通流网络分析模型,以计算实时性的旅行时间优化交通流量。在模型中首先使用LWR车流模型构建成起始值-边界条件连续方程式,采用高阶Runge-Kutta法计算路段上的流量、密度和运行速度,进而得到车辆运行某段距离所需要的旅行时间;再将这些旅行时间加总,则可求得全路段或路网的旅行时间。最后使用上面提出的的动态交通流网络模型对一小型的高速公路单车道交通流网络进行了仿真。仿真结果表明,上述模型可以加快动态交通流网络中旅行时间的求解速度,以达到提供实时信息的目标。     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

联合收割机脱粒滚筒恒速智能控制器设计

研究了轴流式联合收割机的控制问题,给出了联合收割机脱粒滚筒的数学模型,介绍了基于模式识别的智能控制原理,建立了联合收割机脱粒滚筒恒速控制模型,设计了基于模式识别的智能恒速控制器.应用Matlab/Simulink进行了控制器仿真,其结果表明,将基于模式识别的智能控制应用于联合收割机脱粒滚筒的恒速控制,其过渡过程平稳、响应速度快、无超调、无振荡并且无稳态误差.     

计算机辅助课表编排技术的研究

讨论了几种实用的计算机辅助课表编排技术及在实际编排中的应用。应用分析表明，采用分批与或图搜索和分批优化的匈牙利算法相结合的方法，在计算机辅助课表编排中是行之有效的。     

Complexity of approximation of 3-edge-coloring of graphs

The problem to find a 4-edge-coloring of a 3-regular graph is solvable in polynomial time but an analogous problem for 3-edge-coloring is NP-hard. To make the gap more precise, we study complexity of approximation algorithms for invariants measuring how far is a 3-regular graph from having a 3-edge-coloring. We show that it is an NP-hard problem to approximate such invariants with an error O(n1−ε), where n denotes the order of the graph and 0<ε<1 is a constant.     

桥面损坏状态评估专家系统探讨

介绍关于桥梁结构损坏状态评估专家系统，在讨论状态评估方法的基础上，重点介绍损坏状态评估因素关系树的建立及各因素状态的模糊表达式等，最后以桥面诊断过程为例介绍系统的构成及诊断流程图，知识表达方式，系统推理过程及工作流程。     

Topological formulation of termination properties of iterates of functions

We consider a number of decision problems, that appear in the dynamical systems and database literature, concerning the termination of iterates of real functions. These decision problems take a function as input and ask, for example, whether this function is mortal, nilpotent, terminating, or reaches a fixed point on a given point in . We associate topologies to functions and study some basic properties of these topologies. The contribution of this paper is a translation of the above mentioned decision problems into decision problems concerning well-known properties of topologies, e.g., connectivity. We also show that connectivity of topologies on is undecidable for n>1.     

实现三维喷绘的软件系统设计

对三维喷绘软件系统的设计,通过USB 2.0实现与喷绘主板的高速图像数据通信。基于ARM与MCX314的运动控制器实现实时三轴运动控制以及精确的喷头时序控制,论述USB驱动程序和ARM固件的开发。结果表明,该系统具有设计简洁、成本低、可扩展性强和实用性高等特点。     

矿用传感器的伪数据滤除方法

介绍了矿用传感器的组成和工作原理,分析了矿用传感器伪数据的表现形式和产生的原因,并从抗干扰设计、低功耗设计和信号输出方式等方面提出了矿用传感器伪数据滤除的基本方法。实际应用表明,该方法减少了矿用传感器产生伪数据的几率,提高了矿用传感器的稳定性和安全监控系统的可靠性。     

辐照仪控制系统的设计

通过使用可编程控制器中的专用脉冲输出指令和高速计数器,实现了对辐照仪步进电机的精确控制。介绍了辐照仪的工作过程和控制系统的组成,给出了控制软件的流程及控制步进电机转动误差的措施,并利用触摸屏实现了人机界面控制。实际应用表明,该系统性能可靠、控制精确、实用性强。     

《数据库系统概论》教学方法探索

针对<敷据库系统概论>课程的教学性质,结合其理论和实践教学并重的教学特点,对该门课程的本科生教学进行了探索.分析该门课程的体系结构和教学中存在的问题,给出了相应的解决办法,对该门课程的教学方法进行了研究、探索和总结.