机理建模

摘要： 为解决湿法炼锌净化除钴过程机理建模困难的问题,首先,将影响除钴效果的反应归纳为电化学反应、锌离子的水解和吸附反应。其次对微电池电势分布引入等电位假设,建立除钴过程电化学反应速率方程、混合电位方程;引入饱和函数模拟铜锑添加剂的催化效应,并基于水解和吸附平衡反应原理建立锌离子水解和吸附反应速率方程。最后,基于质量守恒定律建立批式除钴过程的状态空间方程,通过实验数据对模型进行辨识和验证。研究结果表明:该模型能较好地反映锌粉浓度、铜锑浓度、p H对除钴反应的影响。

摘要： 为解决气垫登陆艇驾控训练需求,以某型气垫登陆艇驾控系统为研究对象,研究分析了某型气垫艇驾控系统总体结构、功能要求,在此基础上对模拟驾控系统的软、硬件进行设计与开发。采用PLC架构,实现了模拟驾控系统电气电路系统设计,对PLC通信控制软件、模拟驾控系统操纵平台人机界面等进行了开发;研究分析了Modbus/TCP协议,并根据Modbus/TCP协议框架实现了模拟驾控系统与教练员控制台的数据通信;建立了气垫艇平面运动坐标系,并给出了气垫艇平面运动方程组,按照分离建模的方式,结合气、水动力学建立了气垫登陆艇三自由度运动模型;对气垫艇三自由度模型进行了直航、回转试验,仿真结果显示,模型能够很好地模拟气垫艇的直航运动情况以及在中度舵以下的回转运动情况。

摘要： 在热工系统建模中,若建立一个全工况模型,传统上会采用集总参数建模方法,但在建模过程中,模型中存在许多经验参数,这将导致机理模型精度较低,然而很难通过简单的试验建模在全工况范围内建立模型。因此提出了一种机理建模和神经网络建模相结合的组合建模方法,它不仅提高了模型的精度,而且可以应用到更大的范围。根据某电厂1 000 MW超临界机组的历史运行数据,依据典型工况(例如不同时期的负荷),在Matlab平台上对汽水分离器组合模型进行仿真和测试,仿真结果显示,神经网络模型在训练之后,该模型能够有效地预测机理模型中的未知参数,并且所构建的组合模型也能够有效地模拟该系统现场典型工况,通过机理建模和神经网络建模相结合的组合建模方法具有一定的通用性。

摘要： 为解决大量分布式光伏接入配电网带来的电能质量问题,基于分布式光伏发电系统的工作原理,分析了双极性SPWM(正弦脉冲宽度调制)控制算法对逆变器谐波特性的影响,以及恒功率控制策略对控制器控制算法的影响。通过分析光伏电源的发电功率与调制信号幅值的机理关系,推导出发电功率与并网谐波电压的函数表达式,建立光伏电源的谐波源机理模型。采用PSCAD搭建光伏电源模型,在发电功率不确定与波动的情况下,测量注入电网的谐波电流和并网的谐波电压,与谐波源机理模型计算的理论值进行比较,验证了谐波源机理模型的合理性。

摘要： 数字孪生技术实现了数字世界对物理世界的实时模拟映射,是行业实现数字化转型的一项重要技术。本文首先阐述了数字孪生的发展历程及国内外学者对于数字孪生技术的研究现状,总结了数字孪生的关键技术,在石油化工领域的应用。基于石化行业的数字孪生体可以实现可视化管理、设备监测预警、远程指导管理、生产离线优化等应用,显著提高石油化工产业的智能化水平。随着数字孪生技术的发展,石油化工领域未来将会有更加深入的应用。

摘要： 目前国内外针对燃气轮机控制系统液压执行机构故障诊断的研究相对欠缺,对于电液执行器故障诊断模型的建立大多只有单部分的说明,如液压缸、液压泵等。针对上述问题,文中以燃气轮机控制系统的电液执行器作为对象,基于Matlab/Simulink平台建立故障诊断模型。首先,通过电液执行器的工作原理进行机理建模,再对比分析模型从而建立电液执行器故障诊断模型;然后,在Matlab/Simulink中对数学模型进行仿真,得到动态响应曲线;最后,基于半物理实验平台进行故障注入,观察半物理平台实际实验现象,分析对比得出实验结果。

摘要： 针对大型医学影像设备实践教学中存在的依赖实践场地、实践时间有限和成像过程封闭不可见等实践教学难题,在加快促进高质量健康人才培养培训的背景下,构建了基于数字孪生技术的智能医学影像实验室。从成像对象物理数据生成、成像数据虚拟采集、数字孪生驱动的迭代优化设计和应用开发4个方面给出构建过程。智能医学影像实验室具备成像参数均可开放设置、数据采集过程动态可视、可辅助设备的研发验证等优势,满足DR、CT、MRI、PET设备和放射测量设备实践教学的在线开展,推动了实践教学体系和实验室功能的重塑和创新。

摘要： 谐波源与新能源电网之间的谐波交互作用对电力系统的可靠运行和新能源的消纳存在潜在的威胁.建立谐波源模型和分析谐波交互影响是抑制谐波振荡、提高电网稳定性和电能质量的技术基础.以建模方法原理和谐波交互影响机理为立足点,对新能源电网中的谐波分析与抑制问题进行综述.首先,按照建模方法的不同原理将谐波源建模分为两大类:机理建模和数据驱动建模,并逐一详细介绍不同方法的基本原理、优缺点和适用范围.随后,对新能源电网中的谐波交互影响分析和抑制方法进行讨论.最后,指出谐波分析与抑制技术在今后研究中亟待解决的问题及研究方向.

摘要： 行车作业广泛应用于钢铁生产的各个工序中,行车也是库区作业的主要设备,行车的调用效率直接影响库区整体的运输效率,因此提高行车作业效率,对提升整体库区的工作效率有着重要的意义.通过动力学模型,对吊重的三轴联动状态进行动力学建模,并在此基础上对系统模型进行分析,求解行车运行过程的运动特征,设计三轴联动的防浪摆控制器,实现吊重在三轴联动的情况下能够快速精确的稳定下来.在宝钢全天候码头船库进行防浪摆技术改造,将该控制模型投入实际生产运行,生产过程中证明三轴联动的防浪摆控制器在满足工艺需求的情况下,大幅提升了行车运行效率.

摘要： 针对传统PID控制调参难的问题,设计开发了一种新型控制系统,使智能搬运小车能够按照给定顺序搬运和取放物料.以STM32 F407 VE为主控芯片,基于FreeRTOS操作系统,实现了多个功能模块的并行运行;在找点时,小车采用了特有的条件找点算法,确保了系统的工作效率;在定位移动这一关键环节,利用机理建模原理,设计了以最佳输出为导向的新型控制算法,弥补了传统增量式PID控制的不足.实验结果表明,新型控制算法能够使小车运行稳定,并实现自动找点、物料抓取、搬运和放置等功能,具有较好效果.

摘要： 针对飞行模拟器,建立精确的发动机性能模型有利于提高飞行仿真逼真度,采用机理建模和试验建模相结合的方法,建立了某型无人机活塞发动机的平均值数学模型,并在MATLAB/SIMULINK环境下进行了仿真,仿真结果表明,所建立的模型能够描述发动机的工作特性,为进一步研究开发飞行模拟器奠定了基础.

摘要： 本文提出了基于模糊神经网络的软测量建模方法.先用模糊C均值聚类方法确定模糊规则和网络初始值,然后用一阶梯度下降法来训练网络参数,最后使用该方法建立了加氢裂化装置中航煤闪点的软测量模型,并与基于BP神经网络的软测量模型进行比较,结果表明模糊神经网络软测量模型具有更好的预测精度.

摘要： 本文提出了基于模糊神经网络的软测量建模方法.先用模糊C均值聚类方法确定模糊规则和网络初始值,然后用一阶梯度下降法来训练网络参数,最后使用该方法建立了加氢裂化装置中航煤闪点的软测量模型,并与基于BP神经网络的软测量模型进行比较,结果表明模糊神经网络软测量模型具有更好的预测精度.

摘要： 本文提出了基于模糊神经网络的软测量建模方法.先用模糊C均值聚类方法确定模糊规则和网络初始值,然后用一阶梯度下降法来训练网络参数,最后使用该方法建立了加氢裂化装置中航煤闪点的软测量模型,并与基于BP神经网络的软测量模型进行比较,结果表明模糊神经网络软测量模型具有更好的预测精度.

摘要： 本文提出了基于模糊神经网络的软测量建模方法.先用模糊C均值聚类方法确定模糊规则和网络初始值,然后用一阶梯度下降法来训练网络参数,最后使用该方法建立了加氢裂化装置中航煤闪点的软测量模型,并与基于BP神经网络的软测量模型进行比较,结果表明模糊神经网络软测量模型具有更好的预测精度.

摘要： 本文提出了基于模糊神经网络的软测量建模方法.先用模糊C均值聚类方法确定模糊规则和网络初始值,然后用一阶梯度下降法来训练网络参数,最后使用该方法建立了加氢裂化装置中航煤闪点的软测量模型,并与基于BP神经网络的软测量模型进行比较,结果表明模糊神经网络软测量模型具有更好的预测精度.

摘要： 本发明提供一种基于驾驶模拟器的弯道驾驶行为机理特征建模方法，基于驾驶模拟器采集数据；通过引入对驾驶人转弯过程中视觉感兴趣区域信息的采集，开展更加全面的弯道驾驶行为研究；提出一套完整、健全的弯道行驶轨迹分析流程、分析手段与方法以及分析的内在逻辑闭环，通过多源化弯道行驶数据采集以及弯道驾驶行为分析，发现了熟练驾驶人转弯过程中的共性特征和差异性，从驾驶人视觉感兴趣区域角度揭示了弯道驾驶行为的内在生成机理，建立了能够有效描述该机理的高级隐式特征，并将其用于构建类人弯道运动轨迹规划系统，证明了本发明所建立的机理特征对系统性能的显著提升。

摘要： 本发明涉及数字化制造技术领域的一种航天领域数据建模机理方法，包括：S1.利用数据标准管理模块梳理航天领域不同业务系统的数据，确定数据范围，并据此建立数据标准；S2.利用元数据管理模块，根据以所述数据标准为依据，从所述业务系统中抽取元数据模型；S3.利用数据架构设计模块，根据不同业务数据的需求，设计数据架构；S4.利用数据主题域设计模块，根据不同业务特点，设计对应的主题域；S5.利用数据模型设计模块，根据业务数据特点，设计并构建数据模型。本发明的方法面向航天领域全业务系统的复杂业务，将各业务进行关联，形成数据资产，并提供快速便捷的数据服务。

摘要： 本发明公开了一种综合电子系统电磁干扰耦合传递机理模型，包括主回路，主回路与驱动回路形成电感性耦合，驱动回路与采样调理回路形成电容性耦合，采样调理回路和通信回路形成电容性耦合。本发明还公开了上述模型的设计方法，本发明可以实现复杂综合电子系统的电磁干扰耦合的预测和评估，保障综合电子系统的安全稳定运行。

摘要： 本发明公开了一种定量结合多退化机理的金属化薄膜电容器可靠性建模方法，所述方法包括如下步骤：一：建立温度应力作用下，薄膜老化过程模型；二：建立金属化薄膜电容器随机自愈过程模型；三：建立定量结合多退化机理的的退化模型；四：根据金属化薄膜电容器的实际使用需求，给定容值的失效阈值D，推导得到定量结合多退化机理的金属化薄膜电容器的可靠性模型；五：利用极大似然估计得到未知参数的估计值；将各未知参数估计值代入可靠性模型中，即可实现金属化薄膜电容器的可靠性建模与评估。本发明解决了在金属化薄膜电容器可靠性建模与评估的相关研究中，未曾定量结合多退化机理，进而导致其可靠性建模与评估结果缺乏准确性的问题。

摘要： 本发明公开了一种高超飞行器数据驱动和机理驱动融合的智能建模方法，包括如下步骤：首先建立高超飞行器机理驱动的参数化模型，确定飞行器影响模型性能的关键参数，快速获取飞行器机理模型数据，其次根据有限的参考数据，通过深度学习算法修正建模误差，构建出飞行器智能模型，最后对数据驱动与机理驱动融合的智能模型进行评估与分析，验证智能模型的有效性。该建模方法兼顾精度和效率，具有较好的工程应用价值，为工程实际设计提供好的技术支撑。

摘要： 本发明提供了一种基于机理‑数据驱动的城市污水处理脱氮过程的混合建模方法，其特征在于，包括以下具体步骤：S1、首先基于活性污泥一号模型(ASM1)，主要考虑脱氮过程对ASM1模型进行合理简化，建立简化机理模型；S2、基于matlab平台上，采用T-S模糊神经网络对简化机理模型与原模型的出水指标误差建立数据模型，补偿简化机理模型的建模误差；S3、基于已建立的简化机理模型和数据模型，采用并联结构进行融合，建立城市污水处理脱氮过程机理-数据混合模型，最后对该混合模型的出水指标进行了验证，同时与简化机理模型进行建模评价指标对比，验证了混合模型的有效性。本发明提供了一种机理与数据相融合的混合建模方法，建立了城市污水处理脱氮过程机理-数据混合模型，通过机理模型来计算污水处理脱氮过程的生化反应，采用数据模型对机理模型的建模误差进行补偿；结果表明：与单一的简化机理模型相比，混合模型的精度得到了极大的提升，混合模型不仅物理可解释性强，而且更好地利用了数据的因果关系。

摘要： 本发明涉及一种基于人工神经网络与机理建模的裂解反应建模方法及装置。本发明的目的是提供基于人工神经网络与机理建模的裂解反应建模方法及装置，以建立具有普遍适用性的裂解过程模型。本发明的技术方案是：该方法包括：设定反应初始温度值、初始压力值、各反应物质的初始组分；获取初始时的系统温度、系统压力、裂解反应器停留时间、各进料流股的摩尔流量值、各气相出料的摩尔流量值、各液相出料的摩尔流量值、各进料流股的摩尔焓值、各液相出料的摩尔焓值、各气相出料的摩尔焓值、液相出料流股中各组分的摩尔分数值、气体出料流股中各组分的摩尔分数值、进料流股中各组分的摩尔分数值、反应器的总体积值。本发明适用于化工过程系统建模领域。

摘要： 本发明涉及一种多变量连续过程模型的机理建模与实验建模融合辨识方法，包括以下步骤：1)在合理的假设条件设定下，利用机理分析建模方法确定被辨识多变量过程的模型结构和参数；2)采集若干组被辨识多变量过程的辨识数据；3)进行机理建模与实验建模融合辨识。与现有技术相比，本发明具有更加准确可靠等优点。

摘要： 本发明涉及氮氧传感器控制技术领域，尤其是一种氮氧传感器静态响应过程机理建模方法，本申请对氮氧传感器的第一测试腔室、第二测试腔室、第三测试腔室分别建立机理模型，所述机理模型包含气体扩散模型和电化学模型，电化学模型描述泵单元在向外界泵氧过程，气体扩散模型描述气体通过扩散障碍层的过程。通过机理模型可以计算各测试腔维持内部的氧气浓度所需的泵电压Vp0、Vp1和Vp2，从而优化控制控制过程，快速精准地控制各测试腔室的泵电压Vp0、Vp1和Vp2，提高传感器响应速度和测量精度。

摘要： 本发明公开的一种基于毕萨定律的光伏组件电磁干扰机理建模方法，属于磁传感技术领域。本发明实现方法为：通过光伏组件的机理分析，确定光伏组件对外产生电磁干扰的主要部件为光伏焊带、内部总线和外部总线，结合光伏组件与外部磁传感器的位置关系，基于毕萨定律建立光伏组件中光伏焊带、内部总线和外部总线的电磁干扰机理模型，建立光伏组件在外部磁传感器处产生的电磁干扰与光伏组件几何参数和光伏组件的电流之间的关系，定量描述光伏组件对外产生的电磁干扰，获得光伏组件的电磁干扰机理模型。本发明应用于磁传感技术领域，抑制电磁干扰，解决电磁干扰抑制相关工程技术问题。本发明具有建模方法简单、精度高、成本低、操作简单、易实现的优点。