顶部定常吸气对高层建筑模型气动力的影响

为减少高层建筑受到的风荷载,提高高层建筑抗风性能,提出一种顶部吸气的主动控制方法。在一高宽比为H/d=5的正方形截面柱体的高层建筑模型上,通过在其顶部前边缘开设狭缝进行吸气来实现流动控制。通过风洞试验研究了顶部吸气对气动力与顶部分离流的影响.利用流动可视化与流场测试结果揭示了顶部狭缝吸气的控制机理.实验对比了不同吸气系数Q(=U/U_∞,U为狭缝吸气速度)对气动力控制效果的影响,并对Q=0,1和3的三种工况下风压分布与顶部剪切流进行了详细对比.研究发现狭缝吸气改变了顶部分离流特性,并对模型所有高度上的气动力均有显著影响.Q=1时控制效果最佳,脉动阻力与脉动升力分别减小17.8%和45.5%.此时顶面分离流被削弱并伴随有再附现象且湍流强度较大,最有利于顶部剪切流与尾流间的动量交换,从而削弱柱体展向涡脱落与脉动气动力.     

大内跨小边跨框架结构预应力筋优化布置方法

预应力筋的优化布置是大内跨小边跨的多跨预应力混凝土框架结构合理设计计算的关键.为满足控制截面承载力最大的需要,以往常将大跨所需预应力筋布置为连续曲线,并按水平直线延伸通过其相邻的两小跨,按这种布置方式仅使大跨内产生竖向向上的预应力等效荷载,可较好平衡大跨的竖向外荷载;而若将大跨及相邻的两小跨统一考虑,预应力筋按连续曲线布置,张拉产生的预应力等效荷载不但可有效平衡大跨的竖向外荷载而且也可平衡小跨的竖向外荷载,可以使荷载平衡得到优化实现.以一典型工程为例,分析了在相同条件下两种预应力筋布置过程中张拉引起的综合弯矩、主弯矩和次弯矩的分布和量值上差异,比较了两类布筋形式对正截面承载力计算结果的影响,验证了对大内跨小边跨框架结构统一考虑后整体上按三段连续正反抛物线预应力筋布置的合理性.     

高速公路施工区车辆强制换道耗时生存模型

为研究高速公路施工区车辆强制换道行为及其影响因素,采用生存分析中的半参数分析方法建立强制换道耗时的乘法风险率模型.通过无人机拍摄采集高速公路施工区的车辆换道耗时及其影响因素数据,最终确立换道耗时Cox比例风险模型,对换道耗时数据进行Cox回归建模分析.结果表明:近77%的换道车辆在10 s内完成换道;小型车和中型车经养护施工区的换道耗时未发现显著性差别;对于相同的换道耗时,平峰期的累积生存率明显低于高峰期和过渡时期,而高峰期的累积生存率最高.建立的强制换道耗时生存模型可有效的定量分析车型和交通时段对高速公路施工区车辆换道行为的影响,可为高速公路施工区交通管理控制及车辆换道行为建模及仿真奠定一定的理论基础.     

Research on Variable Structure and Adaptive Control for Strap-on Rocket

固体捆绑运载火箭变结构自适应控制

陈曦,刘玉玺,汪轶俊

（上海宇航系统工程研究所）

创新点说明：

对于新型固体捆绑火箭而言,由于箭体安装固体助推器,存在推力偏差较大、推力同步性较大的问题,导致火箭的结构干扰增大。安装尾翼外干扰增大,如经过大风区时,风干扰对箭体产生较大的影响。同时考虑建立动力学模型的过程中存在的参数不确定性、参数摄动、三通道间耦合的问题,传统的控制方法难以满足新型固体捆绑火箭的要求,因此本文率先将基于模型参考的变结构自适应控制方法应用于固体捆绑运载火箭上。

研究目的：

本文针对固体捆绑运载火箭控制系统的特点,应用变结构自适应控制理论,设计适用于固体捆绑运载火箭的控制系统,保障固体捆绑运载火箭的正常飞行。

研究方法：

（1）建立固体捆绑运载火箭动力学模型,考虑模型中参数不确定性、未建模动态及通道间耦合;

（2）分析固体捆绑运载火箭存在的干扰,例如：四个固体助推带来的推力偏差、推力不同步性、推力线偏斜,质心横移、芯级、发动机及尾翼安装误差、芯级发动机液体燃料晃动、箭体弹性振动等各类结构误差及风干扰等外干扰;

（3）针对固体捆绑运载火箭设计变结构自适应控制律的设计并证明其稳定性;

（4）Simulink仿真分析验证。

结果：

本文使用变结构自适应控制理论设计的控制系统可全局渐进稳定,三通道姿态角跟踪误差较小,姿态角收敛速度较快,系统性能良好,可有效处理各类结构干扰、外干扰、气动参数不确定性及未建模动态等问题,该控制系统的动态特性及控制品质良好,具有工程应用的前景。

结论：

本文将基于模型参考的变结构自适应控制方法应用于新型固体捆绑运载火箭的控制系统的设计中。给出了仅有俯仰方向有大姿态变动的条件下的火箭动力学偏量模型,并在此基础上设计变结构自适应控制律,同时证明了该控制系统的稳定性。本文通过理论及仿真分析,证明了变结构自适应控制理论在新型固体捆绑运载火箭上的应用可行性,具有一定的工程应用前景。

关键词：运载火箭;模型参考;变结构控制;自适应控制

     

求解声波动方程的隐格式有限体积法

为研究声传播问题,提出一种声波动方程的隐格式有限体积法,该方法将格点型有限体积法与Newmark格式相结合.模拟平面波的传播过程,对比分析隐格式有限体积法和文献中显格式有限体积法的精度、稳定性及计算消耗等方面的性能.数值结果表明:当λ/Δx≥10时,两种算法均能得到满足精度要求的解;采用无条件稳定的隐格式算法,当满足ω0Δt≤0.3时,预测声压的相对峰值误差1%;当采用相同时间、空间步长时,隐格式算法精度高于显格式算法;隐格式算法对吸收边界的处理精度高于显格式算法,但对全反射边界的处理精度低于显格式算法;两种算法内存消耗比较接近,显格式算法的CPU耗时较少.     

Improved Computational Model of Grid Cells Based on Column Structure

To simulate the firing pattern of biological grid cells, this paper presents an improved computational model of grid cells based on column structure. In this model, the displacement along different directions is processed by modulus operation, and the obtained remainder is associated with firing rate of grid cell. Compared with the original model, the improved parts include that: the base of modulus operation is changed, and the firing rate in firing field is encoded by Gaussian-like function. Simulation validates that the firing pattern generated by the improved computational model is more consistent with biological characteristic than original model. Besides, the firing pattern is badly influenced by the cumulative positioning error, but the computational model can also generate the regularly hexagonal firing pattern when the real-time positioning results are modified.     

Global Avalanche Characteristics of Boolean Functions by Concatenation

In order to measure the correlation propeties of two Boolean functions,the global avalanche characteristics of Boolean functions constructed by concatenation are discussed,i.e.,f_1‖f_2and f_1‖f_2‖f_3‖f_4.Firstly,for the function f = f_1‖f_2,the cross-correlation function of f_1,f_2 in the special condition are studied.In this case,f,f_1,f_2 must be in desired form.By computing their sum-of-squares indicators,the crosscorrelation function between f_1,f_2 is obtained.Secondly,for the function g = f_1‖f_2‖f_3‖f_4,by analyzing the relation among their auto-correlation functions,their sum-of-squares indicators are investigated.Based on them,the sum-of-squares indicators of functions obtained by Canteaut et al.are investigated.The results show that the correlation property of g is good when the correlation properties of Boolean functions f_1,f_2,f_3,f_4 are good.     

基于MRIO与SNA的中国水资源空间转移网络分析

基于2002年、2007年和2012年的多区域投入产出表的相关数据,利用多区域投入产出(MRIO)模型和社会网络分析法(SNA)分析了中国水资源流动网络的空间关联性和结构特征。结果表明:网络中的链接数量没有随水足迹贸易值的增加而增加,链接路径上的流量不断增加,网络的韧性不够,空间关联渠道有待拓展,存在一定的等级差异,稳定性需要加强;网络中一些省份链接的增加,会削弱其他省份的链接数目,这种可塑性特征有利于在全国范围内合理配置水资源;将网络划分为4个板块,板块间的溢出关系主要是以板块内部为主,且少数板块之间没有任何的溢出关系。     

基于多层注意力机制—柔性AC算法的机器人路径规划

针对行动者—评论家（AC）算法存在的经验学习样本维度高、策略梯度模型鲁棒性低等问题,依据多代理系统的信息协作优势,构建注意力机制网络并作为代理体,引入多层并行注意力机制网络模型对AC算法进行改进,提出一种基于多层并行注意力机制的柔性AC算法。将其用于解决动态未知环境下的机器人路径规划问题,可增强行动者的策略梯度鲁棒性并降低评论家的回归误差,实现机器人路径规划最优方案的快速收敛。实验结果表明,该算法有效克服机器人路径规划的局部最优,具有计算速度快、稳定收敛的优点。     

基于场景元模型的软件产品线追踪方法

针对软件产品线需求追踪方法进行了研究,基于软件产品线领域需求分析、设计、实现三个阶段的信息传播,提出了一种基于场景元模型的多层次软件产品线追踪模型,完整描述了追踪信息变化的整体框架;建立了需求—用例追踪矩阵、用例—动作追踪矩阵、动作—构件追踪矩阵;根据矩阵运算,描述了具体追踪实现过程,通过一个ATM案例验证了该方法对于软件产品线领域需求获取以及需求变更等问题的解决有较好的效果。