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.     

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

     

基于脱钩模型的新疆碳排放与经济增长的关系研究

在共建丝绸之路经济带以及生态文明的大背景下,新疆作为丝路经济带的核心区与中国西部重要的桥头堡,其经济发展的速度与效益值得关注。尤其新疆是我国重要的能源资源储备区,如何协调好能源开发过程中的碳排放与经济增长之间的关系,是当前摆在我们眼前的一大课题。本文旨在通过脱钩模型分析新疆碳排放与经济增长之间的关系,得出新疆碳排放与经济增长总体上呈现弱脱钩的结论,据此分析弱脱钩状态产生的原因,并提出了有针对性的对策建议,以期促进新疆经济能更好的适应经济新常态。     

智能电网中电动汽车充电的自适应电价控制方法

针对电动汽车的充电提出一种电价控制策略。聚合管理者集中管理电动汽车的电池,并且考虑用电高峰时电网的电能供给有限,通过电价控制调整充电的需求量。采用自适应动态规划,通过在线网络训练,得到最优的电价策略。仿真结果表明,该自适应电价控制方法能够通过学习电动汽车的移动性和充电过程,从而调整实际充电需求量至期望水平,保证智能电网的稳定运行。     

Method to compute the reachability set of S3PR

This paper proposes a novel approach to computing the reachability set by using place invariants and strict minimal siphons for S³PR with specific resource places. First, the set of invariant markings is enumerated. Then a necessary and sufficient condition is developed to decide whether a marking is spurious by analyzing the relationship between the number of tokens in the corresponding places of any strict minimal siphon and their bounds. In addition, the spurious markings are calculated. Finally, the reachability set of the net is generated by removing all the spurious markings from the set of invariant markings. Experimental results show the efficiency of the proposed method.     

电控柴油机分缸均衡控制算法及试验

柴油机各个气缸的进气量、喷油量、燃烧等存在差异,导致气缸间存在做功差异,直接影响柴油机转速的平稳性以及排放性能等。针对位置式电控柴油机,采用PI闭环控制,通过瞬时转速信号识别并计算各缸的工作差异,利用分缸均衡控制算法对油量进行补偿修正。试验结果显示低转速稳态工况转速波动由7 r/min降至3 r/min,各缸工作不均匀度由±5 r/min降至±2 r/min,在瞬态过程和高转速3 400 r/min时该算法仍然适用有效。     

消泡剂在发酵工业中的应用

泡沫问题是发酵工业中一个棘手的问题,几乎所用的液体深层发酵都会用到天然或者化学消泡剂。在过去的发酵过程中,泡沫控制一般是依靠经验,关于消泡剂的系统知识较少。本文综述了发酵工业中消泡剂的种类和作用机制,以及消泡剂的应用进展。     

On the Survivability of Self-repairing Control System for a Hybrid Underwater Vehicle

A hybrid remotely operated underwater vehicle （HROV） capable of working to the full ocean depth has been developed. In order for the vehicle to achieve a certain survivability level, a self-repairing control system （SRCS） has been designed. It consists of two basic technologies, fault diagnosis and isolation （FDI） and reconfigurable control. For F＇DI, a model-based hierarchical fault diagnosis system is designed for the HROV. Then, control strategies which reconfigure the control system at intervals according to information from the FDI system are presented. Combining the two technologies, it can obtain the fundamental frame of SRCS for the HROV. Considering the hazardous underwater environment at the limiting depth and the hybrid operating modes, an assessment of the HROV＇ s survivability is vitally needed before it enters operational service. This paper presents a new definition of survivability for underwater vehicles and develops a simple survivability model for the SRCS. As a result of survivability assessment for the SRCS, we are able to figure out the survivability of SRCS and make further optimization about it. The methodology developed herein is also applicable to other types of underwater vehicles.     

基于表面反应和扩散迁移控制的灰岩单裂隙渗流—溶解模型及其数值模拟

针对碳酸盐类可溶岩地区水电站坝址流场、化学场以及固相介质属性等随时间发生改变,从而对工程安全运行造成不利影响等问题,研究了灰岩地区地下水运移过程中各物理场间的相互作用,分析了影响灰岩溶解速率的两个因素,即表面反应控制和扩散迁移控制。在此基础上,建立了单裂隙中的渗流—溶解耦合模型,并进行数值求解。模拟结果表明,在垂直裂隙延伸方向,其溶蚀锋面为非齐整平面,而是呈似“虫洞”状非均一变化,而沿裂隙延伸方向即自上游侧向下游方向溶蚀程度逐渐减轻;而通过裂隙的流量呈现随时间逐渐增大的趋势,但变幅不大;根据流量求得的等效水力隙宽,其增幅和增长速率均小于实际平均隙宽;同时,化学场中Ca2+浓度的分布与裂隙开度变化具有相似性,不同时刻下上游侧反应速率R均大于下游侧。就反应机制而言,在初期均受表面反应控制,而随反应进行,位于上游补给区部位转为受扩散迁移控制,但在下游位置仍受表面反应控制。     

依据角度位置变速的铺匀器控制系统

用角度测量传感器，检测铺匀器的角度变化，并用新型的电、液控制技术，实施了对铺匀器的变速控制。此设计经实际使用，效果良好。