具有衰减测量和概率通讯延迟的随机非线性系统的事件触发分布式一致滤波

文章针对传感器网络下一类具有衰减测量和概率通讯延迟的随机时变非线性系统,研究该类系统的分布式一致滤波算法设计问题.首先,考虑到传感器网络的拓扑结构,状态估计信息可在相关节点间进行交换.注意到相邻节点间的信息传输会产生概率通讯延迟现象,提出事件触发传输方案旨在减少交换传感器节点之间误差较大的估计信息.每个传感器节点使用相邻节点发送的信息来修正自身的状态,从而构造相应的分布式一致滤波器.通过最小化滤波误差协方差上界的迹来求出滤波器增益以及一致增益.此外,对滤波误差协方差上界矩阵的单调性进行理论分析,并通过数值仿真验证所提出的滤波算法的可行性和有效性.     

存在有界功率扰动和高斯白噪声的滤波算法

传统滤波算法,如卡尔曼滤波,通常对系统模型具有较高的依赖性,需要精确建模才能达到较高的估计精度.而现实场景中由于未知环境因素与建模误差的存在,往往使得估计品质不尽人意.因此针对离散系统同时受有界功率扰动和高斯白噪声影响的滤波问题,提出了一种新的线性时不变的鲁棒最优滤波方法.该方法在保证鲁棒性的同时还能够保证最优均方估计.为了保证鲁棒最优滤波,基于系统级综合方法,并根据误差动力学的系统响应以及干扰和噪声的参数来描述估计性能的上界.并在此基础上,提出了一种数值可处理的新的滤波器设计算法.最后借助测速算例验证了结果的有效性,仿真表明采用该方法得出的滤波算法相比于其它现有方法,能够实现理想的估计品质.     

区域物流系统与区域重点产业协同发展分析——以河北省为例

物流系统与重点产业的协同发展,对于区域经济的高质量发展和物流系统的能力提升,具有重要的现实意义.在分析五种协同发展模型基础上,构建基于CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)权重的距离协同发展复合模型,对河北省2010年-2019年数据分析,结果表明:河北省重点产业发展度高于物流系统发展度,特别是在2015年大规模承接京津产业转移之后,重点产业发展迅速;透过拉动因子显示重点产业对物流系统有显著的拉动作用;2015年后,总体协同发展度明显增速减缓,体现系统内外由冲突到缓和协同的时间匹配特性;最后对如何提高协同发展水平提出建议.     

一类带有无穷时滞的Lotka-Volterra食饵捕食系统的正周期解

首先给出了一类带有无穷时滞的Lotka-Volterra食饵捕食系统,接着使用Krasnoselskii’s不动点定理研究了其正周期解的存在性;然后证明了正周期解的全局吸引性;最后,给出了一个例子.     

在轨贮存技术地面原理试验系统研制及其热力排气系统工作能力测试

热力排气系统(TVS)可在微重力环境下实现低温贮箱压力的有效控制,在低温推进剂在轨贮存技术中具有应用前景。为了深入研究热力排气系统、被动绝热、蒸汽冷却屏等多项技术的耦合运行规律,设计并搭建了以液氮为模拟介质的在轨贮存技术地面多功能原理验证试验系统。本文将通过净蒸发量测试、消除热分层测试及控压实验测试来介绍该系统的热力排气功能的实现情况。分析低温贮箱的自增压过程特性,获得贮箱热分层规律;在单个热力排气控压周期内检验TVS消除热分层和消降压力的效果;对比分析基于压力反馈和基于压力+液体温度反馈这两种控制策略的控压特点,从介质损失率的角度评估两种控制策略的优劣。结果表明,贮箱热分层主要出现在气枕区的轴向上,形成于气枕的等容加热期,而热力排气系统能有效消除热分层并消降贮箱压力;压力反馈策略能够通过节流换热的方式减缓液体温度上升,但是贮存流体损失相对较多;而压力加温度反馈策略可实现短期贮存流体零损失。     

布朗运动理论及其在复杂气候系统研究中的应用

文章将从非平衡态统计物理发展和应用的角度,介绍德国科学家哈塞尔曼荣获2021年诺贝尔物理学奖的研究工作——基于布朗运动理论,建立了描述气象(天气)影响气候长期演化的随机气候学模型,并建立了寻求影响气候主因的最优指纹方法,从而能够分辨出人类活动和自然界局部改变对气候这一复杂系统的影响。哈塞尔曼的工作本质上是理论物理在实际复杂系统领域的成功应用,他采用的基础物理方法——布朗运动理论是我国杰出女物理学家王明贞和其导师乌伦贝克在20世纪40年代基于爱因斯坦的工作发展起来的[1,2]。文章将介绍布朗运动理论的发展及其相关的非平衡统计物理思想的当代发展,以展示哈塞尔曼如何把相关的物理理论巧妙地用于气候长期预测的实际应用研究：(1)建立了快变的局部“气象”变量涨落通过耗散涨落关系影响缓变的整体气候变量的基础理论;(2)通过最优指纹方法,寻找局部“噪音”和外驱动力影响气候演化的关键要素。     

基于离轴积分腔输出光谱的燃烧场CO浓度测量研究

CO是碳氢燃料不完全燃烧的重要产物,常常被作为反应燃烧效率的标志物,燃烧场CO组分浓度的精确测量对提高燃烧效率、减少污染物排放具有重要意义。离轴积分腔输出光谱(OA-ICOS)是一种利用物质对激光的特异性吸收,实现对该物质分析和测量的技术,具有非接触、稳定和高灵敏度等优点。针对燃烧场CO浓度低,背景信号干扰强等特点,采用分布反馈式(DFB)激光器搭建基于离轴积分腔输出光谱的CO浓度测量系统,通过直接吸收光谱的测量方法实现对高温燃烧场CO浓度测量。利用仿真模拟的方法,在所用激光器中心波长的附近选出了常温下谱线强度较为突出,高温下不受其他燃烧产物干扰的第一泛频带R(10)吸收谱线。通过固定光程池对比吸光度的方法标定了OA-ICOS系统的有效光程;通过比较不同扫描频率下吸收谱线的信噪比和线型拟合残差标准差,得到最佳波长扫描频率;通过测量不同浓度CO混合气体的吸收信号分析了系统误差。探究了不同燃烧情况下CH₄/Air预混平焰炉上CO的产生情况,根据燃烧场测量区域温度分布情况描述了温度分布不确定度对CO测量结果的影响。当量比为1.0时,在10 ms的测量时间分辨率下,噪声等...     

基于机器学习的锅炉送风控制系统仿真及优化

送风系统是一个多扰动和多耦合的复杂系统,为了解决送风系统模型辨识难和PID控制效果较差的问题,本文提出了一种基于机器学习的送风控制系统优化设计方案。首先基于现场运行数据,采用随机森林算法筛选出可用于系统辨识的数据;基于BP神经网络辨识送风系统模型并进行闭环控制仿真,仿真结果表明该模型有很高的辨识精度和泛化能力;最后,基于所得仿真回路,采用ADRC算法对系统控制器进行优化,仿真结果与原PID控制相比,表明ADRC可提高送风系统的跟踪性能和抗干扰能力。本文方案也适用于火电机组其他对象的控制回路仿真及优化。     

电子膨胀阀对电动汽车空调系统的调节特性研究

电子膨胀阀是电动汽车空调系统的主要调控部件,探究其调节特性对于制定系统控制策略具有重要意义.本文搭建了以R134a为制冷剂的电动汽车空调系统实验台,研究了电子膨胀阀调节过程中,空调系统内制冷剂流量和压力的动态变化规律,分析了不同压缩机转速下,阀开度对系统制冷量、空调箱出风温度、压缩机功耗和系统COP等性能参数的影响.结果表明：阀前制冷剂相态是影响电子膨胀阀调节时系统压力变化强弱的重要因素.在阀前制冷剂为过冷液态时,调节阀开度对系统压力影响更大,并且在阀前制冷剂具有较大过冷度(大于10℃)时,下调阀开度会导致短时间的过节流造成系统压力大幅波动;系统中制冷剂循环流量与阀开度呈线性变化趋势,不受阀前制冷剂相态的影响.在实验工况下,100%阀开度对应的制冷剂循环流量为97.2～115.5 kg/h,阀开度每下调10%,系统中制冷剂循环流量下降6%～9%.     

可用于现场快速检测的小型化多通道光谱测量系统

现有商用光谱仪虽然能够以极高的光谱分辨率对目标物进行测量与分析,但是存在系统复杂、体积庞大和价格昂贵等缺点,难以满足现场检测等应用需求.为了解决该问题,提出了可用于现场快速检测的小型化多通道光谱测量系统.相较于传统光谱仪,提出的小型化多通道光谱测量系统不仅结构紧凑而且光谱分辨率高;另外,多通道设计可以用于同时检测多个样...