王中石[1]（2021）在《航空光电载荷视轴稳定宽频带高精度控制方法研究》文中研究指明航空光电载荷的机动性强、时效性好、分辨率高,能够对目标进行侦察探测、瞄准跟踪、目标定位和辐射测量,具有广泛的军事用途。航空光电载荷通过光学成像方式获取目标的图像或视频,光电载荷的视轴稳定精度和带宽有利于成像清晰。近年来,随着载机飞行速度越来越快,光电载荷探测距离越来越远,对光电载荷的视轴稳定精度和带宽要求也越来越高,因此,研究高精度、宽频带的视轴稳定控制方法具有重要的工程应用价值。本学位论文以惯性传感器捷联的航空光电载荷（以下称为捷联式航空光电载荷）为对象,深入研究视轴惯性稳定控制方法,旨在提高航空光电载荷视轴稳定精度和带宽,扩展航空光电载荷在先进航空装备中的应用。针对具有粗精二级稳定的光电载荷控制系统,分别研究基于框架伺服的粗稳定和基于压电微动台的精稳定的控制方法,具体从以下四方面展开研究:（1）为了有效扩展航空光电载荷视轴稳定控制系统带宽,利用基座的惯性运动信息,本文以捷联式航空光电载荷的框架伺服系统为研究对象,基于多刚体动力学理论,建立了捷联式航空光电载荷框架伺服模型。针对基座安装结构效应和基座与负载耦合效应易引起捷联惯性稳定控制系统振荡的问题,分析了常规机电模型未考虑基座动力学特性的局限,进而结合所提的动力学模型,通过仿真实验验证了提出的模型的有效性。（2）为了有效补偿框架伺服系统的扰动,本文分析了航空光电载荷的多源扰动和抗扰的必要性。将摩擦力矩和基座与负载的耦合力矩看成一种类摩擦力矩,通过等价变换,建立了类摩擦力矩模型。根据上述类摩擦力矩模型,设计了基于干扰模型前馈,基于干扰模型反馈和基于干扰观测的三种扰动补偿方法。最后,通过实验,给出了类摩擦力矩模型的参数辨识步骤和验证过程。在不同频率的指令输入条件下,对比了多种干扰补偿方法的速度误差,总结了各种扰动补偿方法的特点。（3）为了实现具有抑制振荡和补偿干扰的控制器,针对类摩擦力矩,结合捷联式航空光电载荷动力学模型,基于三步法设计了捷联惯性稳定控制器,包含改进的反馈控制器,基于基座角速度及角加速度的前馈控制器和复合扰动补偿控制器。其中,改进的反馈控制器是为了抑制捷联式惯性稳定控制系统可能产生的振荡;基于基座角速度及角加速度的前馈控制器有效的提升了控制系统的动态性能;复合扰动观测器采用基于类摩擦模型前馈补偿结合非线性干扰观测器的方法,使控制系统具备了较强的干扰抑制能力。进一步地,本文给出了该控制器的稳定性和收敛性证明,通过多组对比实验,结果表明本文方法在指令跟踪性能和干扰抑制性能方面的有效性及优越性。（4）航空光电载荷框架稳定作为粗稳定通道进行一级稳定后,系统仍然有一定的残余误差。为了实现更高精度和带宽的视轴稳定控制,在一级稳定基础上增加了基于压电微动台的二级稳定系统。针对压电微动台的迟滞非线性特性,基于Bouc-Wen模型和二阶线性系统建立了压电微动台的二阶动态迟滞模型。在此模型基础上,提出一种自适应滑模控制方法,并给出了该控制器的有限时间收敛性证明。该方法在滑模控制基础上增加了自适应控制量,该控制量是一项具有自适应增益的切换函数,通过实时调节切换增益以适应模型及参数的不确定性和突发的外界扰动。最后,通过实验验证了该动态迟滞模型在描述压电微动台非线性特性时的准确性。与比例积分和滑模控制算法对比结果表明,在多种频率的指令输入下,本文算法可以实现最小的位置指令跟踪误差。本文提出的控制算法在嵌入式平台中得到验证,为先进控制算法在航空光电载荷视轴惯性稳定中的应用提供了理论支撑和设计参考。
潘恺[2]（2021）在《带自由液面问题的绝对位置-压力格式粒子有限元方法研究》文中指出传统的流体模拟方法主要以欧拉法为主,其中一个很重要的原因是欧拉方法具有处理流体大变形的能力。然而,对于带自由液面的流动以及运动边界问题欧拉法将面临很大的挑战。在基于网格的拉格朗日模型中,网格会随着连续体一起移动,运动过程中边界和界面能够自然地被跟踪和识别。然而,当变形大到一定程度时,网格会极度扭曲,求解精度下降甚至不收敛。因此,传统拉格朗日有限元方法通常只能处理小变形的流动问题。绝对节点坐标（ANCF）单元由于采用了斜率坐标来描述局部方向,这允许使用少量单元来表示复杂的形状,因此最近被应用到流体模拟领域,特别是充液系统自由液面的大变形模拟。此外,采用绝对节点坐标作为主变量使得流体可以自然地与固体有限元程序以及多体系统算法相结合构成一个统一的复杂系统。尽管如此,基于完全拉格朗日描述的绝对节点坐标单元仍受到网格极端变形以及复杂接触边界的限制。粒子有限元方法（PFEM）是一种基于背景网格的粒子方法,它使用更新的拉格朗日描述并通过有限元网格离散求解域。有限元网格的节点可以看作是粒子用来传递流体的动量及其所有物理性质,这些粒子可以自由移动甚至与主体区域分离。因此,本文在绝对节点坐标法的基础上,结合粒子有限元方法高效的网格更新技术来描述带自由液面的流动问题,不仅可以和多体算法相结合,还适用于各类复杂的边界。此外,在算法方面做了相关改进,避免了传统拉格朗日方法因网格畸变而带来的时间步长限制。本文的主要研究内容如下:采用绝对节点坐标法和完全拉格朗日公式建立了不可压缩牛顿流体的二维有限元模型。采用罚函数方法处理流体的近似不可压缩性,同时给出了广义粘性力和惩罚力对应切线刚度矩阵的显式表达式。为了在全局坐标系下建立刚-液系统的统一模型,采用绝对节点坐标参考节点（ANCF-RN）来描述刚性贮箱的运动,并引入拉格朗日乘子施加自由滑移和非穿透约束。为了保证长时间仿真的稳定性,采用Bathe复合积分格式求解液-固系统的动力学方程,并通过相关算例来验证ANCF流体单元的大变形能力。将不同外激励形式下监测点的自由液面位移和压力结果与文献实验数据进行对比验证,并进行相关的收敛性分析,指出采用传统绝对节点坐标单元求解流体问题的实用性及局限性。结合绝对节点坐标思想和传统拉格朗日粒子有限元方法,提出采用线性单元描述的绝对位置-压力格式的粒子有限元方法（AP-PFEM）。根据伽辽金有限元方法推导更新构型下的纳维-斯托克斯方程的等效积分形式,并采用规避inf-sub条件的有限增量微积分法则（FIC）对质量守恒方程进行压力稳定化处理。为了提高求解精度,采用具有高频数值耗散特性和二阶精度的广义-α法进行时间离散并通过“离散-预估-校正”格式求解系统动力学方程。在“离散-预估-校正”模型的基础上,提出一种基于流线积分的“预估-离散-校正”模型,其中预估过程使用显式流线积分来预测流体域的非线性初始迭代构型。这种根据当前背景网格所对应的流线预测模型可以在很大程度上减轻传统拉格朗日模型所面临的时间步长限制问题,尤其是在一个时间步长内可能出现的单元反转情况。此外,采用绝对位置作为运动主变量可以直接对当前网格节点位置进行更新来满足动量守恒方程。接着,在流线积分预测基础上做了进一步改进,考虑不同时刻流线的变化。通过算例验证所提算法在复杂流动以及大时间步长下的稳定性。研究传统采用非滑移边界粒子有限元方法（PFEM）的特点,发现当采用较粗的网格离散求解域时边界的粘滞效应会对整体流场造成很大影响。由于PFEM的拉格朗日特性及网格更新过程,使得自由滑移边界的施加存在困难。因此,借助每一时刻生成的虚拟接触单元来识别真实接触节点,并通过拉格朗日乘子引入自由滑移约束,将绝对位置粒子有限元方法与多体算法相结合,建立统一的拉格朗日耦合系统。为了避免大时间步长下界面节点在大曲率边界上出现偏离,对凹曲面边界情况下边界节点出现的位错提出相应的调整方法。传统拉格朗日方法在求解管道进出口边界和驱动边界问题时需要特殊处理,主要是涉及到流体粒子在运动过程中无法保持进出口的剖面形状。因此,同样借助虚拟接触层的思想施加进出口以及驱动边界条件。通过若干数值算例验证了自由滑移边界在粗网格及较大时间步长下仍具有良好的质量守恒特性,并将压力计算结果与文献数值和实验结果进行对比,证明所提方法的稳定性和准确性。详细讨论和分析了采用自由滑移边界的三维绝对位置粒子有限元方法（3D AP-PFEM）在仿真过程中容易遇到的网格变形问题,并给出相应的解决方案。采用一致法向施加自由滑移约束来消除压力场的非物理振荡以及虚假的速度场。为了避免仿真过程中接触面网格的过度扭曲,并同时保持固体壁面的几何特征,提出一种有效的接触节点识别方法以及接触面网格光滑方法,并对接触面容易出现的凹陷进行修补。此外,通过自由液面网格加密以及液面通量调整对仿真过程中造成的流体质量损失进行修正。本文提出的基于绝对位置-压力格式的粒子有限元模型,以及在此基础上给出的相应改进算法对工程上充液多体系统的模拟提供了一种新的求解思路。
于蒙[3]（2021）在《基于数据驱动的间歇化工过程批次内和批次间复合优化控制策略研究》文中认为本文致力于研究针对特种精细化学品间歇生产过程的智能优化控制方法。特种精细化学品生产控制属于间歇过程控制,生产过程具有强非线性和批次重复特性,目前生产中采用的控制策略是经典PID控制,这种控制方式的特点是控制结构具有较高的可靠性,并且对控制器的维护较为简单,但是难以满足复杂工艺过程高精度控制的要求,历次特种化学品生产产品质量和运行过程均出现过不稳定的情况。如何对现有的PID控制策略进行改进,并充分利用批次生产的重复特性,针对无法用精确数学模型描述的被控对象,通过利用控制过程的在线或离线数据并开发智能控制算法,对复杂被控对象施以控制,为本文的研究重点。针对特种化学品间歇生产过程,如Chylla Haase间歇反应过程,本文采用一种复合控制方式,将间歇过程控制划分为批次内控制和批次间控制两个维度,设计复合控制策略,将批次内的智能自整定PID控制和批次间的迭代学习控制结合,充分利用批次间重复特性,并在批次内和批次间实现控制的自适应改进。在批次内控制中,采用PID控制架构,通过LM优化算法实现PID控制参数的自整定,利用RBF神经网络辨识优化过程产生的Jacobian信息,使用一种改进的差分进化算法优化PID自整定参数的初值以及径向基神经网络基函数的中心、宽度以及神经元连接权值的初值。批次内的控制策略不要求获得被控对象的数学模型,仅以过程数据为控制来源,具有较高实际应用价值。在批次间控制中,针对需要抑制的重复性干扰,采用具有实际应用价值的P型迭代学习控制,为实现这种控制方式数据驱动的自适应改进,设计限定参数集的去伪控制策略。这种控制策略既实现了抑制批次间重复扰动的功能,又具备实用性的自适应调整能力,取得优于固定参数迭代学习控制方法的效果。特种化学品D1的生产过程,对转馏分点的预测和控制十分重要。该间歇蒸馏过程存在反应蒸馏过程复杂多样的特性,需要进行分离处理的物质多种多样并且成分不断变化,而上升气温度可以对蒸馏过程需分离的物质有较高程度的反映,准确判断转馏分点是特种化学品D1生产的关键。从实际出发,建立一种数据驱动的LSTM预测模型,对转馏分点实施预测。LSTM结构复杂,需要进行参数优化,设计贝叶斯优化算法实现了参数的优选。针对D1生产过程,纯度数据作为关键指标只在生产终点时检测的情况,设计了一种基于BP神经网络的终点质量迭代学习控制算法,首先利用BP神经网络建立生产过程变量与终点产品纯度的预测模型,以神经网络预测模型为基础,实施终点纯度的迭代学习控制,实现了对具有批次重复特性的间歇蒸馏过程的质量控制。
王海波,纪海潮[4]（2021）在《非线性动力方程精细积分法的自适应步长研究》文中提出基于Adams显式和隐式预估公式实现对时间步长的自适应选择,利用当前时刻v（tk）,采用预估公式的两种形式（显式与隐式）,对v(tk+1)进行两次预估,利用两公式局部截断误差关系,得出误差估计值ξ(tk+1),并根据其大小自适应调节时间步长。将该思想应用于预估型（求解过程需要用到预估公式）精细积分算法中,使精细积分算法的时间步长依赖于给定的每步误差限值,提高计算精度,且使算法具有很好的稳定性,对刚度硬化和软化问题均有很好的效果。数值算例验证了本文思想的有效性与适用性。
乔洁[5]（2020）在《基于半物理仿真驱动的客运车辆关键性能虚拟测试技术研究》文中研究说明汽车试验在汽车新车型开发过程中占有十分重要的地位,尤其是样车设计出来后的定型试验需要进行大量的实车测试试验,因而耗费大量的人财物资源,延长开发周期,间接降低新车型产品的市场竞争力。同时,据相关统计分析表明,营运车辆尤其是客运车辆的本质安全问题是触发道路交通事故群死群伤的主要诱因,而车辆本身结构安全性能又是支撑客运车辆安全行驶的主导因素。随着计算机科学技术的快速发展以及汽车产品研发数字化的不断推进,车辆性能试验的全数字化仿真是其主要发展趋势之一,而传统车辆虚拟仿真测试系统存在费用高昂、系统过于庞大复杂等诸多问题。因此,开展客运车辆关键性能虚拟测试技术研究,将对客运车辆新车型开发的提质增效具有重要的现实意义和深远的社会意义。本文依托国家自然科学基金面上项目（51278062）、陕西省自然科学基础研究计划项目（2018JQ5142）,综合运用人机工程学、系统工程学、车辆系统动力学、优化理论技术、信号处理技术、虚拟试验技术和智能评价技术,通过理论分析、算法建模、程序设计及大量离线模拟试验,研究能实时进行客运车辆性能虚拟测试、适时评判和优化车辆设计参数等关键技术及低成本、便携式、个人辅助设计工作平台系统的实现。针对车辆操纵信息采集非实时性及车辆运行参数模型构建简易等效的技术问题,采用多核多线程的方法进行操纵信息实时并行采集及车辆运行参数模型构建精细化技术研究。通过线位移传感器、角位移传感器、微动开关及光耦隔离模块的硬件搭建,对车辆操纵信息数据进行初步采集标定转化;基于改进变步长LMS算法对采集的数据进行自适应滤波清洗,抑制杂波干扰,提高信息采集效能;采用共享片上缓存的多核体系架构,构建多线程间条件变量同步的并行实时采集框架,采用任务级并行模式实现驾驶操纵信息“采集—处理—传输”的无缝连接,节省程序执行时函数切换的时间开销,达到低开销、高并行的驾驶操纵信息实时采集传输效果;充分考虑车辆动力系统、传动系统、转向系统及气压制动系统的物理结构特征及动力传输特性,建立车辆运行参数精细化模型,实现车辆操纵信息向车辆运行参数信息的精准传递,提高了车辆动力学模型参数输入的有效性。针对传统车辆动力学模型解算迟滞性问题,采用改进四阶RTRK算法及模板技术进行车辆动力学模型实时解算技术研究。通过设立车辆动力学模型的约束条件,缩小整车动力学模型的系统边界;依据多视角车辆三维动力学模型受力分析,构建相应的整车动力学模型;基于主流轮胎模型比对,选用改进Gim模型构建轮胎地面力学模型,结合轮胎滚动力学模型,有效分析轮胎受力与结构参数变化下的轮胎力学特性,进而精确描述车辆行驶过程中整车运行姿态。通过对车辆动力学方程表达式进行标准化改造,将仿真时间区域按一定步长离散化,遴选改进四阶RTRK算法对车辆动力学方程进行实时解算,降低积分运行子程序工作量;采用基于C++的模板技术对车辆动力学方程的解算器进行封装,将车辆动力学方程的表达式作为函数参数进行传递,在编译过程中形成相应计算实例,避免了表达式对象加载造成的时间开销,从而提高代码复用性,完成车辆动力学方程的实时解算优化,解决了解算算法实时性与鲁棒性并存问题,实现了低耗时高精度的车辆试验工况仿真。针对车辆关键性能表征物理量繁多及传统车辆性能评价功能单一问题,基于改进雷达图理论,进行车辆关键性能评价技术研究。基于3DMax多边形建模技术、映射贴图技术和多边形平滑组技术,结合参照模板及扩展库进行试验车辆及试验场环境搭建,通过OpenGL矩阵堆栈调用,实现三维试验场景的多视角实时漫游。参照国标及相关ECE法规制定的车辆性能试验方案,构建车辆关键性能特征物理量方案集。通过对传统雷达图评价方法进行改进,采用扇形面积和扇形周长作为评价特征向量,以定性和定量相结合的方法,构建车辆关键性能层次分析模型的目标层、准则层和指标层。基于判断矩阵确定评价指标权重,针对不同量纲表述的评价指标进行归一化处理,依据指标权重和评价值计算的评价对象所占的面积和周长作为评价特征向量,根据构造的评价向量及构造函数的解析值完成车辆关键性能的技术评价,提升了车辆关键性能评价的有效性与实用性,便于车辆设计参数的优化改进。为验证论文所提出算法的有效性和实时性,完成客运车辆关键性能虚拟测试系统的设计开发,并进行系统的功能实现。基于市场主流车型,完成客运车辆关键性能虚拟测试试验,并对试验结果进行智能评价及对车辆设计参数进行优化改进。测试结果表明:本文提出的结合个人辅助操纵的客运车辆关键性能虚拟测试方案有效可行,系统使用便捷、成本低廉、工作稳定可靠,达到车辆设计工程师个人辅助设计应用要求。
黄杰忠[6]（2020）在《基于改进卡尔曼滤波与协整方法的结构损伤识别研究》文中认为大跨桥梁作为城市的重要基础设施,其安全运营直接关系国民的生命财产安全,如何通过高效可靠的现代技术监测大跨桥梁的运营状况,是打造智慧城市的一项内容。近年来,国内许多桥梁逐渐安装了结构健康监测系统（Structural Health Monitoring,简称SHM）,采用有效的损伤识别方法对监测的数据进行分析,获得桥梁结构的损伤信息,对确保大跨桥梁结构的安全具有重要意义。基于振动特性的结构损伤识别方法在近些年受到广泛关注,并取得迅猛发展。然而,目前大部分方法在数值模型或者实验室模型中有较好的损伤识别效果,但用于实际结构中成功的案例并不多见。主要原因在于实验室内的环境条件可以控制,而实际结构容易受外界的环境因素影响。例如,温度导致的桥梁基频变化在5%左右是常见的。损伤导致的结构动力特性变化可能完全淹没在环境因素导致的变化之中,从而使结构真实损伤不能得到有效识别,导致结构健康监测亦无法顺利进行。因此,必须有效地分离变化环境因素与运行条件的影响,这是目前国际上结构健康监测与损伤识别领域的核心与关键难点。此外,由于受经济以及技术方面的限制,布置在大跨桥梁上的传感器数目总是有限的。如何利用尽量少的测量信息准确识别结构的损伤,也是结构健康监测系统急需解决的难点问题。本文针对上述SHM遇到的难点问题,以结构的振动数据为研究对象,开展了考虑损伤稀疏性约束的扩展卡尔曼滤波损伤识别方法研究,以及改进协整的环境因素分离方法研究。本文具体的研究内容如下:（1）由于在实际的工程结构中,损伤通常发生在个别位置,因此损伤的分布具有稀疏特性。本文将损伤的稀疏特性作为lp正则化约束引入到扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter,简称EKF）方法中,提出了 EKF-lp损伤识别算法;该算法通过采用伪测量技术,将lp约束方程嵌入到EKF的递推过程中,获得状态向量的递推解。为了选择最佳的p值,提出了一种确定p值的L曲面方法。数值算例和实验算例的研究结果表明,考虑损伤稀疏特性后,本文方法在测量信息非常少的情况下也可准确识别出损伤;且识别结果对测量噪声不敏感。（2）由于在EKF-lp方法中,为了获取合适的p值,需要获取大量不同p值的解范数和残差范数,该过程计算量较大,不利于结构的在线损伤识别。并且当伪测量方程的非线性程度较大时,EKF-lp方法进行线性化时误差较大。为克服上述缺点,提出了 UKF-lp和EKF-Atan两种改进的施加稀疏约束方法。UKF-lp是通过UKF（Unscented Kalman filter,简称UKF）替代EKF施加稀疏性约束,利用UT变换减小了非线性系统线性化产生的误差;EKF-Atan方法是采用Arctangengt函数替代lp范数作为惩罚函数,不需要像EKF-lp方法一样选择p值,却可以获得与EKF-lp一样的稀疏解。通过剪切结构实验和悬臂梁实验算例,验证了两种方法的有效性。（3）传统协整方法在分离环境因素影响时,需要全部变化环境下的无损数据建立协整方程。然而,获得这些数据通常非常困难,尤其是在早期监测阶段。其次,传统协整方法由于存在离线阶段,难以在线识别损伤。为此,本文提出一种结合协整和卡尔曼滤波（Kalman Filter,简称KF）的在线损伤识别算法。该方法以协整系数作为KF中的状态向量,以协整方程作为KF框架下的观测方程;通过KF算法对协整系数进行在线的估计,根据协整系数的动态变化进行在线损伤识别。此外,为了避免传统KF过度依赖旧观测值而出现时变参数识别不准的问题,在KF中引入衰减因子以增加新观测值的权重。最后,通过一个桁架桥的数值算例以及天津永和桥的现场数据研究,验证了所提出方法的有效性。（4）考虑到传统协整方法是一种线性算法,只适用于监测变量间存在较好线性相关性这一情况。为克服协整的这一缺点,本文提出了结合协整和核典型相关分析的算法。首先采用核典型相关分析方法,将低维空间存在非线性关系的监测变量映射到高维空间,使其转化为线性相关的核典型变量;然后对线性相关的核典型变量进行协整处理,以分离共同的环境因素影响。通过木桁架桥实验和Z24桥实测数据,对算法的有效性进行了验证。
田富成[7]（2020）在《连续体损伤断裂与动力学失稳的数值研究》文中提出理解连续介质的损伤断裂和动力学不稳定是力学和物理领域一个长期的挑战。随着计算机技术的飞速发展,数值模拟在当今的科学研究中起着至关重要的作用。近年来,一种叫做相场（phase field method,PFM）的方法在处理复杂断裂方面显示出了非凡的能力。然而,该方法所需的高时空分辨率使得其数值计算相当苛刻。而且,以往的研究工作主要集中于脆性断裂方面。最近几年,关于大变形下断裂相场模拟的报道逐渐增加,但是也基本仅限于准静态断裂。据我们所知,至少在力学领域,有关相场建模与非线性弹性动力学耦合的研究屈指可数。在此背景下,我的博士工作首先是提出一系列原创的算法和模型以弥补现有算法和理论的不足。在奠定了方法学的基础之后,进一步的研究致力于揭示脆性/软材料中的高速断裂不稳定和极限裂纹速度的起源。在连续介质理论框架下,除了固体断裂之外,该论文的研究也扩展至非牛顿（粘弹性）流体的流体动力学不稳定。该博士论文的主要工作包括以下五个方面:（1）为了降低断裂相场建模昂贵的计算开销,一种新型的混合自适应有限元相场法（ha-PFM）被提出。基于一个新颖的裂纹尖端识别策略,ha-PFM可以动态地跟踪裂纹的传播并对网格进行自适应的细化与粗化。该方案显着降低了计算成本,例如CPU时间和内存占用等。与以往的自适应相场方法（APFM）相比,计算域的离散采用了一种新的多级混合三角形和四边形单元策略,从而消除了悬挂节点并确保了裂纹尖端附近的网格是高度各向同性的。利用ha-PFM对几种包含准静态和动态断裂的基准算例进行了重新研究并且与采用均匀网格离散的相场模拟进行比较后,我们发现,ha-PFM可以提速约15～30倍。（2）基于已开发的ha-PFM,我们通过计算机模拟研究了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的动态脆性断裂。在没有任何先验假设以及附加断裂准则的情况下,数值模拟不仅成功地再现了实验中关键的裂纹特征,例如裂纹模式,速度演化以及极限裂纹速度,而且还发现了实验研究中尚未报道的断裂速度过冲等一些新特征。通过量化进入裂纹尖端的能量通量,我们提出了裂纹分叉遵循一个能量准则。基于这一准则,连续介质理论成功地预测了实验中捕捉到的裂纹的极限传播速度,揭示了裂纹分叉为裂纹传播速度设定了上限。结合裂纹分岔准则和连续介质理论,该研究为裂纹的复杂路径选择提供了合理的解释。（3）在脆性断裂基础上,我们首次提出了自适应边缘基平滑有限元（ES-FEM）框架下的大变形断裂的Griffith型相场格式。其中,ES-FEM是S-FEM算法“家族”的优秀成员,其引入了无网格思想,相比FEM,ES-FEM具有较高的准确性,“较软的”刚度,并且对网格变形不敏感。鉴于此,该研究工作的亮点是将PFM和ES-FEM相结合,从而最大程度的释放两种方法的优势。考虑到PFM和ES-FEM的昂贵的计算开销,我们开发了一种设计良好的多级自适应网格策略,从而大大提高了计算效率（约20倍）。此外,我们详细阐述了 PFM和ES-FEM耦合的数值实施。在此基础上,该工作重新计算了几个有代表性的数值算例,并与实验和文献结果进行了比较,验证了其有效性。需要特别指出的是,本研究首次再现了在橡胶断裂实验中的弱界面导致裂纹偏转。（4）对预应变超弹性材料断裂的数值实验表明,力学基的经典动态相场模型在非线性变形的框架内是不适用的。为了深入理解快速断裂的失稳,我们开发了一种以波速不变为特征的新型动态相场模型,从而使裂纹能够以接近渐近极限的速度传播。鉴于高速断裂的数值处理涉及极高的时空分辨率,因此,本研究采用稳健的显式动力学方法和高效的ha-PFM,并提出了一种新颖的自适应畸变网格去除方案（ADMR）,以解决大变形断裂中难以处理的有限元网格畸变问题。本研究给出了整个求解流程的详细数值实施,并通过两个准静态断裂基准验证了程序与算法的可靠性。利用所提出的新颖的模型和算法,成功地再现了超弹性凝胶断裂实验中捕获的超高速裂纹振荡和尖端劈裂失稳。（5）该工作采用着名的Phan-Thien-Tanner（PTT）微分粘弹性本构模型分析非等温薄膜流延的非线性稳定性和动力学。为了进行瞬态薄膜流延的数值计算,该工作首次在膜模型的控制方程中引入了粘弹性应力分裂（DEVSS）和Streamline Upwind-Petrov Galerkin（SUPG）算法。从而,可以在更大的聚合物熔体的加工和流变参数空间进行薄膜流延的稳定性分析。与upper convected Maxwell（UCM）模型所预测的结果不同,我们发现在临界拉伸比（Drc）以上并不存在稳定区域。而在纵横比不同的情况下,我们在模拟中观察到多个Drc峰值,该峰主要受两种变形类型的影响:平面变形和过渡变形。我们的仿真结果表明,拉伸流变行为对拉伸增稠和拉伸稀化流体的流动稳定性起着主导作用,而诸如挤出速率和冷却等加工参数以及松弛时间等流变参数对Drc的影响都可以归因于拉伸粘度。
姜尚磊[8]（2020）在《曲面薄壁构件侧铣加工动力学建模及稳定性预报研究》文中进行了进一步梳理发动机机匣、整体叶轮、气波制冷装备转毂等曲面薄壁构件,是航空航天、能源动力等领域高端装备的关键件,这些结构件的某些部位或其整体多采用侧铣加工方式,对性能和加工表面质量的要求极其苛刻。然而,由于这些构件壁薄、形状复杂、材料去除量大,不仅自身刚性较弱,且加工过程中刚度时变、刀具悬伸大,若加工参数选取不当,极易诱发表面质量退化、颤振失稳等问题,难以满足加工要求。因此,构建加工工艺系统的动力学模型,提出稳定性极限的精确预报方法,寻求合理的工艺参数组合,对实现曲面薄壁构件的高质高效加工具有极为重要的意义。为此,本文以曲面薄壁构件的侧铣加工为研究对象,开展了考虑刀具与工件柔性的加工动力学建模与稳定性预报研究,深入揭示了刀具与工件的激励响应机制与动态交互作用机理,为气波制冷装备转毂空间曲折流道的高质高效加工提供了重要的理论依据与技术支持。论文的主要研究内容如下:（1）建立了多点接触的五轴侧铣动态切削力模型。首先,给出了五轴侧铣加工的路径表达以及刀具坐标系与工件坐标系间的转换关系,确定了齿间角和螺旋角同时变化下不同切削微元的位置角。然后,提出了基于实体裁剪技术的刀具-工件接触域提取新方法,计算了考虑刀具跳动效应的瞬时未变形切厚,给出了基于最小静态瞬时未变形切厚原则的多重再生索引确定方法。在此基础上,进一步建立了多点接触的动态切削力模型,并给出了动态切削力模型在模态空间下的表达形式。最后,提出了并行标定变齿间角/螺旋角刀具切削力系数和刀具跳动参数的方法。所建立的动态切削力模型为侧铣加工的精确动力学建模提供了力学基础。（2）提出了针对细长刀具的模态测试与参数辨识方法。基于模态分析理论,提出了一种跨轴跨点模态测试方法,解决了常规测试方法由于忽略结构跨轴和跨点模态对细长刀具造成的动力学参数辨识失准问题。提出了与新模态测试方法配套的动力学参数辨识方法,给出了多频响函数的分组参数辨识策略,进而确定了整个刀具结构的动力学参数。测试与辨识实验结果表明:通过所提方法辨识出了具有主振动方向属性的刀具动力学参数,弥补了常规方法在振型向量辨识精度方面的不足。所提方法为考虑跨轴跨点模态耦合效应的刀具动力学方程提供了准确可靠的动力学参数。（3）建立了考虑刀具与工件柔性的侧铣加工动力学模型。针对侧铣工况,建立了考虑跨轴和跨点模态耦合效应的刀具动力学方程,并给出了与刀具动力学方程相匹配的参数矩阵拼装方法。仿真与实验结果表明:考虑跨轴和跨点模态耦合效应的动力学模型使得稳定性边界的预报精度显着提升。针对薄壁结构件侧铣工况,综合考虑切削过程中的材料去除效应和静力诱使变形影响等,建立了工件柔性下和刀具与工件双柔性下的工件动力学方程。考虑实际材料去除效应,给出了切削过程工件动力学参数的快速提取方法,考虑静力诱使变形影响,提出了刀具与工件实际啮合角边界的迭代求解方法。仿真和实验结果表明:考虑静力诱使变形影响能够提升切削力的预报精度,使得动力学模型所预报的稳定性边界与实验结果更加吻合,特别是对于壁厚越薄的薄壁结构件。（4）提出了具有高收敛率的铣削稳定性预报方法。面向单时滞铣削系统,提出了基于精细时程积分的二阶半离散法。该方法采用二阶牛顿插值公式逼近Duhamel积分的时滞项,获得了对系统状态响应更精确的逼近;对于逼近过程中所产生的大量指数矩阵及其与多项式函数乘积的积分,给出了基于精细时程积分算法的高效求解策略。面向多时滞铣削系统,提出了基于精细时程积分的多步Adams法。该方法采用多步Adams公式分别对系统状态响应的动态和静态组量进行精确逼近,具备同步预报系统动态位移及表面位置误差的能力。逼近过程中所产生的大量指数矩阵及其与多项式函数乘积的积分同样通过精细时程积分算法实现高效求解。标准算例仿真结果表明:二阶半离散法与多步Adams法与国际通用的主流方法相比均具有显着更高的收敛性,在较小的离散数下即可获得较高的计算精度。在计算效率方面,二阶半离散法相比一阶半离散法提升65%以上,不同步数下的多步Adams法均高于不同阶数下的全离散法,且随步数增加其计算时间增长的趋势较缓。（5）进行了曲面薄壁构件的加工验证。将本文提出的侧铣加工动力学模型及稳定性预报方法应用于气波装备转毂的侧铣加工中,形成了转毂上环状均布的空间曲折流道的加工工艺路线。设计了具有刚度增强功能的定位及装夹方案,划分了涉及应用变齿间角刀具的加工阶段并生成了各加工阶段下的侧铣刀具路径,分析了变齿间角刀具带来的抑振作用效果,给出了依据稳定性极限图的侧铣加工参数优选策略。仿真结果表明:在某些转速范围内,使用变齿间角刀具可将临界径向切深提升一倍以上。加工实验结果表明:该工艺路线有效避免并抑制了加工颤振,实现了气波制冷机转毂薄壁流道的高效稳定加工,验证了本文所提模型与方法在实际工程应用中的可行性。
张欣刚[9]（2020）在《类结构叠放多体系统地震瞬态响应分析》文中研究指明工程中存在很多由多个部件叠放而成的机械系统,如桥式起重机、港口起重机以及海上火箭回收平台等。从力学机制来看,这些部件之间存在着明确的单面约束特征。在地震、波浪等基础激励的作用下,部件与部件之间或者整体与基础之间往往发生明显的相对运动,例如滑移、瞬时脱离甚至脱轨,等等。传统的结构动力学方法无法描述单面约束,因此通常将部件之间做绑定处理,进而可采用准静态分析策略（例如反应谱法）来简化结构的瞬态响应分析,所得结果相对保守,无法反映实际的运动情况。多体系统动力学在约束的处理方面积累了大量的成果,因此,将叠放机械系统纳入到多体系统动力学的框架下进行分析就成了自然的选择。实践表明,这类系统不仅包含多体系统动力学的共性问题,还呈现出一些鲜明的特征:从对象结构上看,这些系统尺寸和跨度往往很大,整体呈现出柔性特征,属于多柔体系统接触碰撞动力学的研究范畴;从体系结构上看,这些系统往往需要将部件保持在既定位置,因此其宏观刚体运动往往幅值不大,但由此造成的冲击效应又非常剧烈;从结构设计上看,在设计阶段往往需要依据虚拟样机的仿真结果对设计进行反复修正和验证,重复建模工作量庞大。本文在多柔体系统动力学的框架下,探讨了叠放多体系统的针对性建模方法、柔体间动态接触力的求解以及对复杂工况长时间积分的精细调控等问题。主要工作如下:（1）提出一种分析叠放机械系统瞬态响应的广义模态叠加法。本文将多柔体系统接触碰撞问题导入到叠放机械系统中,结合其宏观刚体运动幅值小、变化快的特征,将这类系统归纳为“类结构叠放多体系统”。论证了自由约束条件下的刚体模态能够反映叠放部件的微幅刚体运动,继而联合应用模态叠加法和模型降噪方法将叠放多体系统的动力学方程改写为一组模态方程。其优势是不需对单面约束进行任何简化,能够反映真实的机构特征,在保证可靠精度的同时提高了建模效率。模型降噪方法能够在建模阶段可控的滤除伪高频振荡,降低系统刚性的同时减少了高频振荡对接触力求解的干扰。（2）提出了多柔体系统中瞬态接触力的分析模型以及求解方法。叠放多体系统部件间的约束机制通过接触力来实现,对柔性部件进行有限元离散引入的伪高频振荡问题使得柔体间接触力的求解变得异常复杂。本文首先引入互补问题描述柔体间的动态接触力,通过在短时区间内对缝隙函数进行均匀化,进而利用时均缝隙函数和接触力建立线性互补方程,最后提出一种规范化方法改善数值性态。该方法客观上将突变的冲击力光滑化,能够综合考虑平顺接触和碰撞,不需在接触状态发生改变时切换模型。同时,接触力的幅值由柔体的本构关系确定,不需要引入多余的本构关系,继而避免了不同本构关系之间的相互干扰。（3）提出了一种避免非零基线问题的人工地震波直接拟合方法。该方法首先将位移时程表示为包络函数与三角级数相乘的形式,进一步求导获得速度、加速度时程表达式,根据地震波在起始段和衰减段应满足的归零条件即可确定该包络函数,从而在拟合前就避免了零线漂移现象。在此基础上,依据单自由度系统的谐波响应解析解,将以反应谱为目标的合成地震波问题转化为一组关于谐波组合系数的非线性方程,进而利用非线性方程组的高效算法求解。数值算例表明拟合误差在5%以内,耗时在200s以内。所提方法为人工地震波快速拟合提供了一种新途径。（4）以三代核环吊为应用背景,针对复杂激励条件下的长时间仿真问题提出一种分段精细调控策略。含接触碰撞问题的大规模结构瞬态响应分析是多柔体系统动力学的前沿课题,其中包含的时空多尺度特征使得求解极为困难。本文辨析了自适应积分器求解控制参数的意义,通过对典型工况进行计算得到了满足数值稳定性的积分步长分布规律,将求解区间进行分段,依据每段区间内的数值性态对积分器最大步长进行限制,避免了自适应积分器进行的大量无效搜寻过程,在不干扰数值求解的前提下显着提高了效率。利用所提方法对地震激励下的核环吊进行瞬态分析,侦测到了跳轨、滑移以及水平冲击等传统结构动力学方法难以反映的非光滑现象,验证了本文方法的有效性。
何腾[10]（2020）在《基于光谱的反应动力学参数估计方法研究》文中认为化学工业是由人类生活和生产的需要而发展起来的,对于历史上的产业革命和当代的新技术革命都起着重要作用。目前精细化工成为了各个国家化学工业的主要发展方向。它的产品品种繁多,难以替代,生产过程中工艺流程长、单元反应多、原料复杂,特别是需要对生产过程中的化学反应过程具有极强的控制能力,而这离不开对反应动力学的研究。反应动力学是针对化学反应过程的研究,以一种动态的角度观察化学反应,研究反应系统转变所需要的时间,以及其中涉及到的微观过程。本文通过研究反应动力学参数的估计方法,获得合理的模型参数,以便对化学反应过程进行合理的预测和有效的控制。这有助于提高主反应的速率,抑制副反应的速率,从而增加目标产物的产量,提高目标产物的纯度,减少化工原材料的消耗,减少副产物的产出,提高产品的质量。同时也可以避免化学工业产品生产过程中有可能发生的危险状况。论文的研究内容主要包括以下三个方面:（1）介绍了反应动力学的基础概念和基础知识,动力学基本原理在简单反应上的应用。比较了经典曲线分析方法（Classical Curve Resolution,CCR）和传统曲线拟合方法（Traditional Curve Fitting,TCF）,当光谱重叠严重时,CCR有更好的表现。将自适应步长有限差分方法与CCR结合,给出了基于自适应步长的CCR方法,并使用四个仿真案例进行验证。实验结果表明了与固定步长的CCR相比,基于自适应步长的CCR有更高的计算效率。（2）光谱数据采样过程中的噪声是无法避免的,这造成了系统误差,针对这一问题,采用了无偏估计以减少噪声带来的偏差。介绍了点估计和无偏性的概念,给出了基于无偏估计的CCR方法,并使用四个仿真案例进行验证。仿真结果说明无偏估计能够有效地减少采样噪声带来的影响,使结果更加接近真实值。（3）CCR使用了Newton-Gauss-Levenberg/Marquardt（NGL/M）算法,这是一种梯度算法,容易陷入局部最优解。针对这一问题,将蒙特卡洛方法（Monte Carlo method）与CCR结合实现了全局寻优的功能。仿真过程中发现该方法耗时较长,因此给出了基于禁忌策略的MC-CCR方法。使用四个仿真案例进行验证,结果说明基于禁忌策略的MC-CCR方法取得了不错的效果,较差的初始值并不影响对全局最优解的寻找,并且该方法成功减少了计算时间。最后,总结了本文做的主要工作,为反应动力学参数估计问题进一步研究提供了一些研究思路和方法。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国外先进航空光电载荷 |
| 1.3 视轴稳定控制技术研究现状 |
| 1.3.1 航空光电载荷框架伺服控制技术研究现状 |
| 1.3.2 航空光电载荷二级稳定控制技术研究现状 |
| 1.4 本论文主要研究内容和方法 |
| 第2章 航空光电载荷建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航空光电载荷常规建模 |
| 2.2.1 基本原理 |
| 2.2.2 运动学分析 |
| 2.2.3 动力学模型 |
| 2.3 常规模型局限分析 |
| 2.3.1 基座的安装结构效应 |
| 2.3.2 基座与负载的耦合效应 |
| 2.4 基于多刚体动力学的捷联式航空光电载荷建模 |
| 2.5 模型仿真及问题描述 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 航空光电载荷扰动分析与补偿 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抗扰的必要性和方法分析 |
| 3.3 捷联式航空光电载荷类摩擦力矩建模 |
| 3.3.1 摩擦力矩模型 |
| 3.3.2 类摩擦力矩模型 |
| 3.4 基于类摩擦模型的扰动补偿 |
| 3.4.1 基于类摩擦模型的扰动反馈补偿 |
| 3.4.2 基于类摩擦模型的扰动前馈补偿 |
| 3.5 基于扰动观测的类摩擦补偿 |
| 3.5.1 干扰观测器 |
| 3.5.2 非线性干扰观测器 |
| 3.6 实验验证 |
| 3.6.1 实验平台 |
| 3.6.2 类摩擦力矩模型验证与辨识 |
| 3.6.3 扰动补偿实验与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 捷联式航空光电载荷惯性稳定控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 捷联惯性稳定复合控制 |
| 4.2.1 基于模型分析的滤波器 |
| 4.2.2 基于内回路扰动补偿的鲁棒控制 |
| 4.2.3 复合控制器 |
| 4.3 基于精细抗扰的捷联惯性稳定控制 |
| 4.3.1 改进的PI反馈控制器 |
| 4.3.2 复合扰动补偿控制器 |
| 4.3.3 基于基座惯性运动信息的前馈控制器 |
| 4.3.4 稳定性证明 |
| 4.4 仿真与实验验证 |
| 4.4.1 仿真验证 |
| 4.4.2 实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于压电微动台的高精度视轴稳定控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 压电陶瓷非线性特性 |
| 5.2.1 蠕变特性 |
| 5.2.2 迟滞特性 |
| 5.3 压电微动台动态迟滞建模与模型辨识 |
| 5.3.1 Bouc-Wen模型 |
| 5.3.2 压电微动台动态迟滞模型 |
| 5.3.3 基于蝙蝠优化算法的迟滞模型辨识 |
| 5.4 基于PID滑模面的压电微动台滑模控制 |
| 5.5 基于自适应滑模的压电微动台有限时间鲁棒控制 |
| 5.6 实验验证 |
| 5.6.1 实验系统搭建 |
| 5.6.2 模型辨识与验证 |
| 5.6.3 算法实验验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文研究总结及创新点 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究目的 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.2 绝对节点坐标单元流体模拟概述 |
| 1.3 粒子有限元方法简介 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 网格更新-Delaunay三角剖分 |
| 1.3.3 自由液面以及流-固界面识别 |
| 1.3.4 粒子有限元方法与其他数值方法的对比 |
| 1.4 拉格朗日流体边界处理方法概述 |
| 1.4.1 自由滑移边界 |
| 1.4.2 进出口边界及驱动边界 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 二维绝对节点坐标有限元方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 完全拉格朗日描述的不可压缩牛顿流体 |
| 2.3 绝对节点坐标四节点平面单元 |
| 2.4 运动和变形描述 |
| 2.4.1 惯性力和外力虚功 |
| 2.4.2 粘性力虚功 |
| 2.4.3 体积应变能和广义罚力 |
| 2.4.4 动力学方程 |
| 2.5 绝对节点坐标参考节点及约束方程 |
| 2.5.1 绝对节点坐标参考节点(ANCF-RN) |
| 2.5.2 节点约束方程 |
| 2.6 Bathe复合积分法求解动力学方程 |
| 2.6.1 Bathe复合积分法 |
| 2.6.2 广义惩罚力对应雅克比矩阵 |
| 2.6.3 广义粘性力对应雅克比矩阵 |
| 2.7 数值算例 |
| 2.8 绝对节点坐标单元描述流体的局限性 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 绝对位置-压力格式粒子有限元方法及流线积分预测模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 绝对位置-压力格式粒子有限元方法 |
| 3.2.1 运动描述 |
| 3.2.2 纳维-斯托克斯方程 |
| 3.2.3 伽辽金等效积分及其弱形式 |
| 3.2.4 稳定化的质量守恒方程及其弱形式 |
| 3.2.5 有限元空间离散 |
| 3.2.6 时间积分方案及方程求解 |
| 3.2.7 绝对位置-压力格式粒子有限元求解流程 |
| 3.3 显式流线积分预测方法 |
| 3.3.1 显式流线积分 |
| 3.3.2 改进的显式流线积分 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 绝对位置-压力格式粒子有限元方法自由滑移边界及进出口边界处理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自由滑移边界 |
| 4.2.1 三种流-固边界以及与离散化的关系 |
| 4.2.2 AP-PFEM流-固边界条件处理 |
| 4.2.3 自由滑移边界接触点位置校正 |
| 4.3 进出口边界及驱动边界处理 |
| 4.3.1 进出口边界处理 |
| 4.3.2 驱动边界处理 |
| 4.4 时间积分方案及方程求解 |
| 4.5 数值算例 |
| 4.5.1 自由滑移边界及充液多体系统验证算例 |
| 4.5.2 驱动边界和进出口边界验证算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 三维带自由液面流动问题求解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 一致法向和自由滑移边界条件 |
| 5.2.1 节点一致法向 |
| 5.2.2 特征接触节点判断 |
| 5.2.3 自由滑移约束 |
| 5.3 Sliver单元清除 |
| 5.4 流-固接触界面网格处理 |
| 5.4.1 接触界面网格凹陷修补 |
| 5.4.2 接触界面网格光滑 |
| 5.5 质量保持和修正方法 |
| 5.5.1 自由液面网格细化处理 |
| 5.5.2 全局质量修正 |
| 5.6 数值算例 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A:FIC压力稳定 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 缩略语表 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 间歇化工生产过程控制的难点及常用控制策略 |
| 1.2.1 间歇化工生产过程控制难点 |
| 1.2.2 间歇生产过程的常用控制策略 |
| 1.3 数据驱动控制 |
| 1.3.1 模型驱动控制与数据驱动控制的比较 |
| 1.3.2 PID控制及自整定策略 |
| 1.3.3 迭代学习控制 |
| 1.4 间歇化工过程控制复合架构研究 |
| 1.4.1 复合架构研究的必要性 |
| 1.4.2 复合架构的形式 |
| 1.4.3 间歇化工过程中复合架构迭代学习控制的应用情况 |
| 1.5 时序预测技术与终点质量迭代学习控制 |
| 1.5.1 时序预测技术研究现状 |
| 1.5.2 终点质量迭代学习控制研究现状 |
| 1.6 研究论文的主要内容 |
| 第二章 间歇化工过程批次内时间域控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 RBF神经网络及差分进化算法 |
| 2.2.1 RBF神经网络结构及学习算法 |
| 2.2.2 差分进化算法 |
| 2.3 IDE-RBF-LM-PID算法设计 |
| 2.3.1 RBF-PID控制算法 |
| 2.3.2 LM算法改进RBF-PID |
| 2.3.3 IDE算法优化RBF网络 |
| 2.4 智能自整定PID控制算法电加热控制实现 |
| 2.4.1 电热水浴装置 |
| 2.4.2 算法设计 |
| 2.4.3 仿真验证 |
| 2.5 智能自整定PID控制算法微化工过程制冷箱控制实现 |
| 2.5.1 制冷箱和控制系统设计 |
| 2.5.2 程序设计 |
| 2.5.3 控制结果 |
| 2.6 智能自整定PID控制算法Chylla Haase间歇反应釜控制实现 |
| 2.6.1 Chylla Haase间歇反应装置 |
| 2.6.2 数学模型 |
| 2.6.3 Matlab Simulink模型开发 |
| 2.6.4 算法设计 |
| 2.6.5 仿真验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 间歇化工过程批次间迭代学习控制及复合控制实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合结构的稳定性分析 |
| 3.2.1 系统形式 |
| 3.2.2 复合控制器结构 |
| 3.2.3 稳定性分析 |
| 3.3 批次间迭代学习控制自适应算法设计 |
| 3.3.1 去伪控制算法 |
| 3.3.2 设计批次间去伪控制算法 |
| 3.3.3 基于有限控制器参数集合的去伪控制策略自适应ILC及算法收敛性证明 |
| 3.4 自适应迭代学习控制算法应用设计 |
| 3.4.1 间歇化工过程批次间控制的难点及大小批次划分 |
| 3.4.2 大小批次划分后初始控制问题 |
| 3.5 Chylla Haase间歇反应过程复合控制实验结果及分析 |
| 3.5.1 方案设计 |
| 3.5.2 结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于LSTM的间歇蒸馏过程转馏分点预测及终点质量迭代学习控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于LSTM的时序预测建模 |
| 4.2.1 模型建立流程 |
| 4.2.2 数据重构 |
| 4.2.3 长短期记忆神经网络建模基础 |
| 4.2.4 模型搭建与预测 |
| 4.3 数据驱动终点质量迭代学习控制对D1 蒸馏过程纯度的控制 |
| 4.3.1 终点迭代学习控制算法设计 |
| 4.3.2 算法实现 |
| 4.4 系统GUI软件集成 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本文主要工作 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 主要简历 |
| 致谢 |
| 1 引 言 |
| 2 自适应步长的实现原理 |
| 2.1 非线性动力方程 |
| 2.2 Adams显式与隐式预估公式 |
| 2.3 Adams公式的局部误差 |
| 2.4 误差估计及其优点 |
| 3 自适应时间步长精细积分算法 |
| 3.1 流程图及参数分析 |
| 3.2 文献[6]+自适应步长 |
| 4 数值算例 |
| 4.1 算例1 |
| 4.2 算例2 |
| 5 结 论 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的提出及研究意义 |
| 1.1.1 研究背景和选题依据 |
| 1.1.2 研究目的和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及评述 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 研究现状评述 |
| 1.3 研究目标、内容、技术路线与创新点 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 1.3.4 研究创新点 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 基于多核多线程的车辆操纵数据实时并行采集技术研究 |
| 2.1 基于多传感器融合的车辆操纵数据信息采集 |
| 2.1.1 基于线位移传感器的踏板信号采集与处理 |
| 2.1.2 基于角位移传感器的转向信号采集与处理 |
| 2.1.3 基于微动开关的挡位信号采集与处理 |
| 2.1.4 基于改进变步长LMS的自适应滤波洗出算法 |
| 2.2 基于多核多线程的数据实时并行采集方法 |
| 2.2.1 基于多核内存资源共享的数据实时采集软件框架设计 |
| 2.2.2 基于条件变量线程间同步的并行采集程序模型构建 |
| 2.3 考虑车辆结构特征的车辆运行参数模型构建 |
| 2.3.1 基于发动机负荷特性曲线的动力系统仿真模型构建 |
| 2.3.2 面向扭矩传递路径的传动系统仿真模型构建 |
| 2.3.3 基于转向梯形机构的转向系统仿真模型构建 |
| 2.3.4 基于气压传递原理的车辆制动系统仿真模型构建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于改进四阶RTRK算法及模板技术的车辆动力学模型实时解算技术研究 |
| 3.1 车辆动力学实时仿真模型构建 |
| 3.1.1 整车动力学仿真流程及模型构建约束条件 |
| 3.1.2 坐标系统及其关系模型的建立 |
| 3.1.3 车辆动力学模型的构建 |
| 3.2 基于改进四阶RTRK算法的车辆动力学模型实时解算方法研究 |
| 3.2.1 车辆动力学方程表达式的标准化 |
| 3.2.2 车辆动力学模型实时求解方法的选取原则 |
| 3.2.3 基于改进四阶RTRK算法的车辆动力学模型实时解算 |
| 3.3 基于模板技术的车辆动力学模型解算器的封装 |
| 3.3.1 解算器代码层级执行架构 |
| 3.3.2 面向模型仿真实时性的解算器封装 |
| 3.3.3 车辆动力学模型解算算例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于改进雷达图理论的车辆关键性能评价技术研究 |
| 4.1 基于OpenGL与3DMax的车辆虚拟试验环境构建 |
| 4.1.1 建模关键技术 |
| 4.1.2 车辆与试验场景构建 |
| 4.1.3 试验场景驱动 |
| 4.2 车辆关键性能虚拟试验方法与特征物理量方案集构建 |
| 4.2.1 车辆动力性试验方法 |
| 4.2.2 车辆操纵稳定性试验方法 |
| 4.2.3 车辆制动性试验方法 |
| 4.2.4 车辆关键性能特征物理量方案集构建 |
| 4.3 基于改进雷达图理论的车辆关键性能评价 |
| 4.3.1 层次分析模型与评价指标体系构建 |
| 4.3.2 基于判断矩阵的评价指标权重确定 |
| 4.3.3 基于特征向量的车辆关键性能评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 客运车辆关键性能虚拟测试系统设计与实现 |
| 5.1 系统架构设计 |
| 5.1.1 系统设计任务与目标 |
| 5.1.2 系统设计原则 |
| 5.1.3 系统设计流程 |
| 5.1.4 系统功能模块组成 |
| 5.2 车辆关键性能虚拟测试系统仿真实现 |
| 5.2.1 试验车辆主要参数 |
| 5.2.2 车辆关键性能虚拟试验 |
| 5.2.3 试验评价及车辆设计参数优化 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 结构损伤识别方法进展 |
| 1.2.2 考虑环境因素影响的损伤识别方法进展 |
| 1.2.3 目前存在的主要问题 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 2 利用稀疏l_p正则化的改进扩展卡尔曼滤波损伤识别方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于EKF的损伤识别方法介绍 |
| 2.2.1 系统的动力学方程 |
| 2.2.2 传统EKF用于损伤识别 |
| 2.2.3 基于Tikhonov正则化的EKF损伤识别方法 |
| 2.2.4 基于l_1正则化的EKF损伤识别方法 |
| 2.3 基于l_p正则化的改进EKF损伤识别方法 |
| 2.4 数值算例 |
| 2.4.1 EKF-l_p方法与其他方法识别结果的比较 |
| 2.4.2 测量噪声和模型误差对EKF-l_p算法的影响 |
| 2.4.3 不同类型的观测响应对本文算法的影响 |
| 2.5 三层剪切结构的实验算例 |
| 2.5.1 实验介绍 |
| 2.5.2 损伤识别 |
| 2.5.3 响应的重构 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 结构损伤识别中两种改进的施加稀疏约束的方法 |
| 3.1 UKF-l_p方法 |
| 3.1.1 EKF与UKF的区别 |
| 3.1.2 使用UKF施加非线性约束 |
| 3.2 EKF-Atan方法 |
| 3.3 三层剪切结构的实验算例 |
| 3.4 悬臂梁的实验算例 |
| 3.4.1 不同测点数目下的损伤识别 |
| 3.4.2 响应的估计与重构 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 变化环境下基于卡尔曼滤波与协整的损伤识别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 协整的基本理论 |
| 4.2.1 非平稳序列的概念及ADF检验 |
| 4.2.2 协整理论 |
| 4.2.3 基于协整的环境因素分离及损伤识别过程 |
| 4.3 基于协整与卡尔曼滤波的损伤识别方法 |
| 4.3.1 传统卡尔曼滤波用于状态评估 |
| 4.3.2 改进的基于衰减因子KF与协整的损伤识别 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 与传统KF方法的比较 |
| 4.4.2 测量噪声对KFC算法的影响 |
| 4.4.3 不同损伤时刻对KFC算法的影响 |
| 4.5 天津永和桥的损伤识别 |
| 4.5.1 桥梁简介 |
| 4.5.2 永和桥的结构健康监测系统 |
| 4.5.3 损伤识别 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 变化环境下基于核典型相关分析与协整的损伤识别研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 相关分析的基本理论 |
| 5.2.1 典型相关分析(Canonical Correlation Analysis,简称CCA) |
| 5.2.2 核典型相关分析(Kernel Canonical Correlation Analysis,简称KCCA) |
| 5.3 核典型相关分析与协整相结合的损伤识别方法 |
| 5.4 数值实验 |
| 5.5 木桁架桥损伤识别 |
| 5.5.1 协整方法 |
| 5.5.2 CCA+协整方法 |
| 5.5.3 KCCA+协整方法 |
| 5.6 Z24桥的损伤识别 |
| 5.6.1 桥梁概况 |
| 5.6.2 损伤识别 |
| 5.7 本章小结 |
| 附录 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 连续介质力学的基本概念 |
| 1.2.1 研究对象 |
| 1.2.2 理论基础 |
| 1.3 连续体断裂理论及其数值研究进展 |
| 1.3.1 经典线弹性断裂力学 |
| 1.3.2 动态断裂失稳研究进展 |
| 1.3.3 断裂的变分相场模型研究进展 |
| 1.4 非牛顿流体流动失稳的研究概述 |
| 1.4.1 非牛顿流体 |
| 1.4.2 奇异流变行为 |
| 1.4.3 非牛顿流体流动失稳研究进展 |
| 1.5 本论文的研究内容和意义 |
| 参考文献 |
| 第2章 脆性断裂的混合自适应相场方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 断裂相场模型 |
| 2.2.1 裂纹拓扑的相场描述 |
| 2.2.2 脆性断裂的控制方程 |
| 2.2.3 数值实施 |
| 2.3 混合自适应相场方法的一般框架 |
| 2.3.1 细化域识别策略 |
| 2.3.2 多级混合自适应网格 |
| 2.3.3 基本操作流程 |
| 2.4 数值结果 |
| 2.4.1 准静态断裂测试 |
| 2.4.2 动态断裂测试 |
| 2.5 小结 |
| 附录 四阶弹性张量的推导与代码实现 |
| 参考文献 |
| 第3章 动态裂纹分岔与极限速度起源 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.2.1 相场模型 |
| 3.2.2 裂纹扩展速度 |
| 3.2.3 裂纹尖端的能量通量 |
| 3.3 材料参数 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 预应变PMMA动态断裂 |
| 3.4.2 非均质材料中的裂纹扩展 |
| 3.4.3 弱界面中的裂纹传播 |
| 3.5 小结 |
| 3.6 附录 脆性钠钙玻璃的动态断裂 |
| 参考文献 |
| 第4章 有限形变断裂相场的光滑有限元建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限形变下断裂相场格式 |
| 4.2.1 有限形变理论简介 |
| 4.2.2 超弹性模型 |
| 4.2.3 扩散裂纹的相场描述 |
| 4.2.4 控制方程 |
| 4.3 光滑有限元理论方面 |
| 4.3.1 应变光滑技术 |
| 4.3.2 ES-FEM的构造 |
| 4.3.3 自适应网格方案 |
| 4.4 数值实施 |
| 4.4.1 伽辽金弱形式 |
| 4.4.2 线性化 |
| 4.4.3 基于ES-FEM的离散化 |
| 4.4.4 不可逆约束 |
| 4.4.5 求解流程 |
| 4.5 数值算例 |
| 4.5.1 具有可变长度缺口的双边拉伸试样 |
| 4.5.2 包含中心裂纹的平板断裂 |
| 4.5.3 含孔板的裂纹扩展测试 |
| 4.5.4 含界面的超弹性材料的裂纹偏转 |
| 4.6 小结 |
| 4.7 附录 |
| 参考文献 |
| 第5章 快速断裂中动力学失稳的相场模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 大变形动态相场模型 |
| 5.2.1 扩散裂纹的相场近似 |
| 5.2.2 动态断裂的非保守拉格朗日构造 |
| 5.2.3 控制方程 |
| 5.3 数值实施 |
| 5.3.1 弱形式 |
| 5.3.2 空间和时间离散 |
| 5.3.3 线性化 |
| 5.3.4 不可逆约束 |
| 5.3.5 多级混合自适应网格 |
| 5.3.6 自适应畸变网格移除策略 |
| 5.3.7 预应变断裂的求解流程 |
| 5.4 准静态测试验证 |
| 5.4.1 非对称双边缺口拉伸测试 |
| 5.4.2 多裂纹拉伸测试 |
| 5.5 动态断裂不稳定 |
| 5.5.1 预应变断裂配置 |
| 5.5.2 经典模型的失效 |
| 5.5.3 基于模型P的急速断裂预测 |
| 5.5.4 两种模型的差异 |
| 5.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 聚合物非牛顿流体的数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基本平衡方程 |
| 6.2.1 连续性方程 |
| 6.2.2 运动方程 |
| 6.2.3 能量守恒方程 |
| 6.3 非牛顿流体的本构模型 |
| 6.3.1 广义牛顿模型 |
| 6.3.2 粘弹性模型 |
| 6.4 数值实施案例 |
| 6.4.1 控制方程-膜模型 |
| 6.4.2 稳定化算法 |
| 6.4.3 空间-时间离散化 |
| 6.4.4 线性化 |
| 6.4.5 网格重划分 |
| 6.4.6 求解流程与验证 |
| 6.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 非等温薄膜流延的非线性稳定性分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 材料参数 |
| 7.3 模型 |
| 7.3.1 数值模型 |
| 7.3.3 PTT模型拉伸流变行为 |
| 7.4 结果与讨论 |
| 7.4.1 加工参数的影响 |
| 7.4.2 拉伸流变参数的影响 |
| 7.4.3 讨论 |
| 7.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题背景 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 动态切削力建模研究 |
| 1.2.2 铣削动力学建模研究 |
| 1.2.3 铣削稳定性预报研究 |
| 1.3 当前研究存在的不足 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 五轴侧铣动态切削力建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 五轴侧铣路径表达与坐标变换 |
| 2.2.1 路径表达 |
| 2.2.2 坐标变换 |
| 2.3 刀具与工件接触区域提取 |
| 2.4 变齿间角/螺旋角刀具位置角计算 |
| 2.5 考虑刀具跳动的瞬时未变形切厚模型 |
| 2.6 多点接触的侧铣动态切削力模型 |
| 2.7 切削力系数与刀具跳动参数的并行标定 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 跨轴跨点模态测试与参数辨识方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 跨轴跨点模态测试理论基础 |
| 3.3 跨轴跨点频率响应函数测量 |
| 3.4 动力学参数辨识 |
| 3.5 模态测试与参数辨识实例 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 考虑刀具和工件柔性的侧铣加工动力学模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 侧铣加工动力学方程 |
| 4.2.1 考虑刀具柔性的动力学方程 |
| 4.2.2 考虑工件柔性的动力学方程 |
| 4.2.3 同时考虑刀具和工件柔性的动力学方程 |
| 4.3 考虑实际材料去除的薄壁结构件动力学参数提取 |
| 4.4 静力诱使变形影响下的刀具与薄壁结构件啮合角边界计算 |
| 4.4.1 啮合角边界的迭代求解方法 |
| 4.4.2 节点切削力的自适应分配 |
| 4.4.3 仿真与实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于精细时程积分的铣削稳定性预报方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动力学方程的状态空间变换 |
| 5.3 面向单时滞铣削系统稳定性预报的二阶半离散法 |
| 5.3.1 方法构建 |
| 5.3.2 精细时程积分在二阶半离散法中的应用 |
| 5.3.3 二阶半离散法收敛性分析 |
| 5.3.4 二阶半离散法计算精度与效率分析 |
| 5.4 面向多时滞铣削系统稳定性预报的多步Adams法 |
| 5.4.1 方法构建 |
| 5.4.2 精细时程积分在多步Adams法中的应用 |
| 5.4.3 多步Adams法的收敛性分析 |
| 5.4.4 多步Adams法计算精度与效率分析 |
| 5.5 不同工况下动力学模型实验验证 |
| 5.5.1 细长刀具侧铣工况 |
| 5.5.2 薄壁件侧铣工况 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 气波制冷机转毂空间流道的侧铣加工验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 定位与装夹方案 |
| 6.3 加工阶段划分及刀具路径生成 |
| 6.4 基于稳定性预报的加工参数优选 |
| 6.5 加工实验及结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究内容总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 后续研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 叠放机械系统抗震分析研究现状 |
| 1.2.1 核环吊抗震研究现状 |
| 1.2.2 岸桥起重机抗震研究现状 |
| 1.3 多体系统中接触问题的研究现状 |
| 1.3.1 法向接触力模型研究现状 |
| 1.3.2 摩擦力模型研究现状 |
| 1.4 多体系统建模、求解理论研究现状 |
| 1.4.1 建模理论 |
| 1.4.2 数值方法 |
| 1.5 人工地震波拟合研究现状 |
| 1.6 研究内容 |
| 2 类结构叠放多体系统建模方法 |
| 2.1 叠放机械系统建模框架 |
| 2.1.1 准静态分析方法 |
| 2.1.2 浮动坐标法 |
| 2.2 广义模态叠加法 |
| 2.3 模型降噪法 |
| 2.3.1 刚性系统数值求解问题 |
| 2.3.2 多柔体系统模型降噪法 |
| 2.4 数值算例 |
| 2.4.1 例题1: 龙门吊地震响应分析 |
| 2.4.2 例题2: 不同积分器的比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 柔体间动态接触力求解 |
| 3.1 连续接触力模型 |
| 3.2 柔体间动态接触力方程 |
| 3.2.1 单面约束 |
| 3.2.2 均匀化线性互补关系 |
| 3.3 互补变量规范化 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.4.1 例题1:一维弹簧质量系统 |
| 3.4.2 例题2: 含间隙平面滑移铰铰内接触分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 核环吊动力学模型 |
| 4.1 核环吊结构 |
| 4.2 大车动力学模型 |
| 4.2.1 桥架力学模型 |
| 4.2.2 水平导向装置力学模型 |
| 4.2.3 行走机构力学模型 |
| 4.3 小车动力学模型 |
| 4.4 核岛安全壳动力学模型 |
| 4.5 轮轨关系 |
| 4.5.1 大车—环轨轮轨关系 |
| 4.5.2 水平轮—水平轨道轮轨关系 |
| 4.5.3 小车—大车轮轨关系 |
| 4.5.4 摩擦模型 |
| 4.6 动力学方程组集 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 核环吊地震响应仿真分析 |
| 5.1 人工地震波合成 |
| 5.1.1 人工地震波直接拟合方法 |
| 5.1.2 人工地震波拟合 |
| 5.2 初值的确定 |
| 5.3 数值求解控制策略 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 三代核环吊抗震分析软件简介 |
| 附录B 求解动态接触力的MATLAB程序 |
| 附录C 核环吊地震瞬态响应分析技术路线 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 反应动力学参数估计问题背景介绍 |
| 1.1.1 论文研究背景 |
| 1.1.2 论文研究的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 反应动力学基础 |
| 2.1 动力学基本概念和定义 |
| 2.2 浓度对反应速率的影响 |
| 2.3 反应级数的定义 |
| 2.4 动力学基本定律在简单反应上的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 经典曲线分析方法 |
| 3.1 光谱分析算法的对比 |
| 3.2 光谱数据结构与Beer-Lambert定律 |
| 3.3 反应物质浓度分布的计算 |
| 3.4 经典曲线分析方法 |
| 3.4.1 线性参数 |
| 3.4.2 非线性参数 |
| 3.5 基于自适应步长的CCR方法 |
| 3.6 数值仿真实验 |
| 3.6.1 基于自适应步长的CCR方法与固定步长的CCR方法对比 |
| 3.6.2 基于自适应步长的CCR方法与MCR-ALS对比 |
| 3.6.3 基于自适应步长的CCR方法与LM-PAR对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 无偏估计方法 |
| 4.1 点估计与无偏性 |
| 4.2 基于无偏估计的CCR方法 |
| 4.3 数值仿真实验 |
| 4.3.1 无偏估计仿真 |
| 4.3.2 基于无偏估计的CCR方法简单两步反应仿真 |
| 4.3.3 基于无偏估计的CCR方法复杂反应仿真 |
| 4.3.4 基于无偏估计的CCR方法与MCR-ALS对比 |
| 4.3.5 基于无偏估计的CCR方法与LM-PAR对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全局优化方法 |
| 5.1 MC-CCR方法 |
| 5.2 数值仿真实验 |
| 5.2.1 MC-CCR方法简单两步反应仿真 |
| 5.2.2 MC-CCR方法复杂反应仿真 |
| 5.2.3 MC-CCR方法与MCR-ALS对比 |
| 5.2.4 MC-CCR方法与LM-PAR对比 |
| 5.3 基于禁忌策略的MC-CCR方法 |
| 5.4 数值仿真实验 |
| 5.4.1 基于禁忌策略的MC-CCR方法简单两步反应仿真 |
| 5.4.2 基于禁忌策略的MC-CCR方法复杂反应仿真 |
| 5.4.3 基于禁忌策略的MC-CCR方法与MCR-ALS对比 |
| 5.4.4 基于禁忌策略的MC-CCR方法与LM-PAR对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 参与的科研项目及获奖情况 |
| 3 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
