煤层开采覆岩破坏与地表变形规律的数值模拟

基于研究矿区煤层覆岩的地质条件,结合数值模拟方法,研究了厚松散层薄基岩条件下不同采宽采厚开采的覆岩破坏与地表移动变形规律,得到了覆岩导水裂隙带高度随放采比及采厚增大而增大的结论,提出了该采区防水防砂技术,控制采高,加强顶板管理,为煤层的安全开采提供依据,为提高煤炭资源的开采率做出科学的分析和建议。     

测量数据丢失的随机不确定系统鲁棒滤波递推算法

针对一类具有测量数据丢失的不确定离散随机系统,研究了鲁棒状态估计问题,基于间断观测滤波算法和规则最小二乘优化理论,给出一种Kalman形式的递推滤波算法.对于测量数据丢失的问题,采用已知概率的Bernoulli随机序列,使得对于所有可能的测量数据丢失和所能容许的不确定性,间断观测鲁棒状态估计递推算法是稳定的.最后,通过数值仿真和对比结果验证了所提出算法的可行性.     

导弹姿态的自抗扰有限时间控制

针对导弹模型同时具有不确定性和执行机构饱和受限的问题, 首先针对模型不确定性, 将质心运动方程的非线性影响、耦合影响、外部环境干扰视为总干扰, 并设计扩展状态观测器对其进行实时估计; 然后针对舵偏角和角速度存在饱和受限的问题, 设计辅助系统和限幅微分器; 最后结合反演和有限时间稳定系统理论, 设计有限时间控制器, 以保证整个闭环系统在受限条件下能收敛到参考信号. 数值仿真结果表明, 所设计的控制器与理论分析结果一致, 是可行而有效的.

     

薄基岩采动裂缝水砂流运移过程的模拟试验

在分析厚松散层薄基岩下开采水砂突涌工程地质模式的基础上,设计自制了水砂混合流运移及突涌模型。试验以0.05 MPa和0.10 MPa水压力条件下的不同水砂混合物成分、不同通道裂缝宽度为例,揭示了孔隙水压力在裂缝通道中不同位置的变化特征。通过设置的模型试验,定量化地研究水砂混合物运移及涌出的多种地质信息,获得不同模型试验水砂混合流运移通道中不同位置监测的水压力变化曲线,同时分析裂缝通道水砂流速度与通道宽度的关系,观测水砂流通道溢出口出砂量与时间的变化关系。     

脆性岩石单轴压缩条件下损伤机制分析

利用损伤理论和断裂理论,首先讨论了脆性岩石在单轴压缩条件下的破坏过程;其次,对破坏过程中的损伤变量进行分析;最后推导出了Ⅰ型裂纹的能量释放率GI与应变ε之间的定量关系,建立了能量和变形之间、细观和宏观之间的联系,对更好地研究岩石破坏的损伤机制具有一定的意义。     

深部非采煤层CO2封存稳定性模糊综合评判

为实现对深部非采煤层CO2封存稳定性问题的多因素量化评价,采用模糊数学理论提出基于二级评判模型的深部非采煤层CO2封存稳定性模糊综合评判方法,基于科学性、合理性、可操作性、代表性的原则确立8个一级因素指标和4个二级因素指标,建立综合评判体系,综合采用模糊统计法和专家评分法对各个因素指标按4个稳定性等级进行量化分级,分析各因素指标隶属函数的构造,采用层次分析法合理分配各因素指标的权重,结合我国山西沁水盆地CO2-ECBM项目地质勘查资料进行工程实际评判验证,取得与工程实际相一致的评判结果,由此表明:采用模糊综合评判的方法评价深部非采煤层封存CO2的稳定性具有合理性和可操作性,为CO2煤层封存的场地选址提供理论支持。     

基于快速高斯变换的辅助边缘粒子滤波算法

针对辅助粒子滤波算法计算量大,滤波效率较低的问题,提出了一种基于快速高斯变换（Fast Gaussian transform, FGT）的辅助边缘粒子滤波算法。该算法假设状态噪声是加性的,并且是高斯的,这样非线性滤波的Chapman Kolmogorov方程的求解近似于执行了核密度估计（Kerner density estimation, KDE）,从而可将KDE中的快速算法FGT引入,以提高算法的计算效率和实时性。仿真结果表明,该算法利用少数粒子就可以获得与常规粒子滤波相似的误差,大大提高了计算效率。     

基于二阶滑模观测器的连续系统故障估计

针对传统的滑模观测器在实现故障估计时带来的抖振问题,设计基于super-twisting算法的二阶滑模观测器以稳定地估计出故障。针对以往利用几何或齐次性方法证明super-twisting算法稳定性过程繁琐的缺点,采用Lyapunov函数来证明稳定性。给出的故障估计结果克服了传统的滑模观测器在估计故障时带来的时延或引进新参数等缺点。最后,将所提出的方法应用于某型飞控系统,结果表明了所提出方法的有效性。     

基于CD-RSF 算法的航天器姿态确定

针对具有模型不确定及初始误差较大的航天器姿态确定系统的滤波问题,提出一种基于中心差分风险敏感滤波(CD-RSF)算法的航天器姿态确定方法.该方法利用风险敏感滤波更具鲁棒性的特点来估计模型不确定的航天器姿态,并利用中心差分求积分法来解决风险敏感器滤波中难以处理的积分.该方法能够消除由于模型不确定和初始误差大而导致的滤波收敛速度慢,甚至发散的现象,使得姿态确定算法更具鲁棒性.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

主/子惯导标定中挠曲变形误差综合补偿方法

针对挠曲变形对主/子惯导在线标定误差方程多方面影响的问题, 提出一种挠曲变形误差综合补偿方法. 首先, 基于极大似然估计和赤池信息量准则(AIC) 定阶的自回归(AR) 模型对挠曲变形进行建模; 然后, 针对挠曲变形引起的动态杆臂效应问题, 利用机理建模方法建立动态杆臂与挠曲变形角之间的关系模型; 在此基础上, 推导出挠曲变形与动态杆臂误差综合补偿方法; 最后, 将该方法应用于主/子惯导标定滤波器设计. 仿真结果表明, 所提出的综合补偿方法是有效的.