摘要:针对“双碳”目标下的供应链多周期碳减排问题,提出了单制造商、单零售商组成的多周期情形供应链模型,研究各周期碳减排水平和零售定价之间的协调优化问题。首先,建立单周期Stackelberg博弈模型并在此基础上构建了多周期供应链协调决策的动态规划模型,其次,利用Stackelberg博弈求解各周期产品零售价格与批发价格,之后运用动态规划求解出各周期最优碳减排水平并得出制造商与零售商的多周期最大利润;通过算例分析得出碳减排成本系数和低碳偏好程度等因素对碳减排、定价决策以及制造商、零售商利润的影响。研究发现,制造商各周期的碳减排量与周期剩余数以及低碳偏好程度呈正向关系,与减排成本系数呈负向关系;各周期批发价格、零售价格与消费者低碳偏好程度以及减排成本系数呈负向关系;各周期批发价格与零售价格随着周期推移逐渐增加。

摘要:硝酸盐污染威胁着环境安全和人体健康,储量高、易获取、低价高效的粘土矿物材料作为硝酸盐脱除剂极具潜力。首先从硝酸盐的特性和来源出发,介绍了用于水中硝酸盐去除的天然粘土矿物,包括高岭土、凹凸棒土、伊利石、海泡石和膨润土,发现它们普遍存在着离子交换容量较低、选择吸附性不高的问题。接着归纳了目前常用的改性方法和复合方法:两种方法均能有效提升粘土矿物材料对硝酸盐的脱除能力,改性技术能够改良其表面性质,调整表面官能团的种类和数量,其中表面活性剂改性所取得的成效更优;复合技术能够拓宽其功能性,获取更多的操作性和性能提升,其中同双金属离子或壳聚糖复合是更好的办法。然后分析了粘土矿物材料的毒性,总结出其具有制备低毒性和高生物相容性复合材料的潜力,但需要对改性剂的选择和使用浓度进行严格的控制。最后,展望了未来粘土矿物材料在硝酸盐去除方面的研究重点和发展方向,为开发用于硝酸盐去除的新型粘土矿物材料提供理论支持和参考。

摘要:针对双载荷轨道起重机在抬升重物时的消摆时间长、定位速度慢的问题,提出采用最优控制理论和卡尔曼滤波算法,设计线性高斯二次型( Linear Quadratic Gaussian,LQG) 控制器并对其进行残余振动抑制。首先,运用Lagrange方程建立起重机系统的非线性动力学方程,其次,运用雅可比矩阵将非线性方程线性化,得到系统的状态空间方程;通过证明线性系统的可控性和可观性,选择合适的权函数,设计最优二次型线性调节器( Linear Quadratic Regulator,LQR)和最优状态估计器来得到LQG控制器,通过建立相关模型的Simulink控制系统仿真表明:设计的LQG控制器能有效衰减残余振动;通过与PID控制器对比分析,所提出的LQG控制器能更有效衰减残余振动幅值,振动的超调量更小,所需的稳态时间更短,验证了该控制策略的有效性和可行性。

摘要:针对传统滑模控制的永磁同步电机(PMSM)无感系统调速过程中,由于滑模函数存在高频开关量而导致转速抖动的问题,提出使用模糊超扭曲二阶滑模观测器(FST-SMO)进行改进的策略;新型观测器采用高阶滑模控制理论搭建,将滑模函数开关量转移到了高阶导数中,利用算法的积分运算削弱开关量抖振;同时考虑到传统二阶滑模观测器的增益为固定值,无法根据误差量自行调节的问题,提出了基于模糊控制的增益自调节方法,根据误差值及其变化趋势,利用模糊算法输出当前的滑模增益,增强了系统稳定性及鲁棒性;在Simulink环境中搭建了基于模糊超扭曲滑模系统(FST-SMO)的永磁同步电机仿真模型,在不同调速区间内进行调速仿真,并与传统滑模系统仿真的转速波动以及转子角度跟随性进行比较,仿真结果验证了模糊超扭曲滑模观测器具有更高的控制精度与更强的适应性,转速平稳角度跟随性能优越,有效降低转速的抖振。

摘要:针对刀倾法加工的螺旋锥齿轮采用常用的样条拟合方法重构误差不均布,而影响齿面接触仿真分析的精度问题,提出根据齿面控制顶点权重系数实现自适应齿面分区重构的方法。由Newton-Raphson方法确定齿面理论控制顶点而实现齿面分区,基于双二次NURBS曲面权重系数的计算方法,得出齿面控制顶点的权重分布,根据控制顶点权重系数确定各区域最优插值节点数而实现齿面的重构。以刀倾法加工的螺旋锥齿轮小轮齿面为例,比较基于权重控制的齿面重构方与基于CATIA的样条线重构以及基于Spline的插值法重构,研究表明:通过CATIA重构的齿面,其齿面误差呈现随机性,齿面误差均值为2.62μm,齿长方向的误差敏感度更大,导致接触仿真分析存在斑点歧义;通过Spline插值重构方法,其齿面局部区域出现“过拟合”现象,齿高方向的误差敏感度更大,齿面误差均值为1.9μm,导致局部区域接触斑点异常;而采用控制顶点权重自适应分配插值节点数进行曲面拟合这一方法,整体上齿面误差分布均匀,齿面误差均值为0.79μm,且瞬时接触斑点具有唯一性,为齿轮接触区域修正提供了可靠的保证。

摘要:针对滚动轴承传统故障诊断方法训练收敛速度慢、识别准确率不高、抗噪性能差等问题,提出 CWT-CNN 的轴承故障诊断模型。通过对滚动轴承振动数据经连续小波变换生成的时频图进行三次垂直方向随机裁剪的方法扩充数据集,之后将其导入到搭建的加入了批量归一化和随机失活的卷积神经网络中进行模型训练,再由训练好的模型实现轴承故障分类。为了测试模型性能,使用凯斯西储大学轴承数据集进行检测,经过实验结果表明:基于提出的方法构建的数据集相比于常规方法,在搭建的卷积神经网络训练中收敛速度更快,训练出的模型性能也更加稳定,最终最高测试准确率为 99.75%,常规方法构建的数据集准确率为99.67%,证明了构建数据集方法的可行性;在原始数据中加入信噪比为6dB高斯白噪声后,通过常规方法构建的数据集测试的最高准确率仍达到了98.67%,展现了基于CWT-CNN的轴承故障诊断模型较强的抗噪能力,证明了所提方法的有效性和可行性。

摘要:为了实现摄像机与目标物体之间距离的信息,由双目测量原理,采取结合OpenCV与Matlab的方式,设计出一套关于双目测距的立体视觉系统;系统首先对双目摄像机的内外参数进行标定,从黑白格组成的标定板中获得角点信息,使用亚像素角点检测法对角点坐标信息进行更精确检测,在黑白格组成的标定板分别距离双目摄像机300、400、500、600、700mm处获取不同位置的标定图像,经过张正友标定法最终可以得到双目摄像机所需内外参数;其次通过BM(Block Matching)立体匹配算法在VS2017坏境与opencv3.4.7库配合下完成了摄像机的立体校正、立体匹配进而得到视差图;最后在实验中使用了双目摄像头,并编写了代码通过鼠标点击所得到的视差图获取对应的世界坐标来实现物距的测量;实验结果表明:被测物距离摄像头光心500~700mm这一范围时,实测距离和实际距离相对误差百分比在0.171% ~0.192%之间,且实测距离在2 950mm内实验误差小于5%满足实验精度要求。

摘要:微电网中复合储能的功率分配问题一直是业内研究的热点,以光伏微电网为应用场景,电源功率波动和负载功率波动在时间上呈现出的非线性特性会对储能系统控制产生影响。针对这一问题,在基于源-荷功率预测的复合储能控制策略上进行优化,利用模糊算法对非线性问题的处理优势,在储能元件功率分配的情况中加入模糊控制器,兼顾考虑储能电池SOC(State of Charge)与微电网功率波动之间的非线性关系,设计微电网预测能量与实际并网能量的差额分配算法,对储能系统有功率参考值进行实时修正,从而达到调节储能系统SOC的效果。实现了在长时间尺度中,实际并网功率能准确跟踪并网调度,储能元件不会产生过充或过放的现象,从而降低了储能元件的损坏率,提高了复合储能系统运行的安全稳定性能,延长了储能系统使用寿命的目的。实验结果表明:与优化前的控制策略相比,在相同工况下优化后的控制策略使蓄电池SOC波动范围缩小15.6%,一直保持在40%~60%之间波动。

摘要:在光子晶体平板中,连续谱束缚态关于C2和C6旋转对称的依赖性已经在数值上进行了广泛研究,但是缺少严格的理论分析过程,此外还缺少对C4旋转对称的研究,鉴于此,构建了系统分析连续谱束缚态关于所有旋转对称的依赖性的理论,并且重点研究了C4旋转对称的情况;首先,通过分析具有旋转对称的结构中麦克斯韦方程组特征解的性质,将连续谱束缚态的存在性问题转变为旋转矩阵的特征值是否与一个简单代数方程的解相同的问题;其次,给出了C4旋转对称的结构中连续谱束缚态存在时所对应的条件;然后,证明了破坏C4旋转对称保持C2旋转对称时,连续谱束缚态依然存在;最后,利用有限元软件FreeFEM进行了大量的数值验证;上述理论可适用于所有旋转对称的情况,深入揭示了旋转对称对连续谱束缚态存在的重要性,深入揭示了高阶旋转对称性与低阶旋转对称性之间的依赖关系,为连续谱束缚态的实际应用提供了理论指导。

摘要:针对社会网络环境下决策者存在信任关系导致的信任风险,以及方案属性间存在关联性的问题,提出了一种考虑社会网络信任关系的多属性群决策(MAGDM)方法;首先根据决策者的社会网络关系进行聚类从而获得若干个子社区,并通过度中心性和特征向量中心性计算出决策者的权重与子社区权重;接着根据信任关系分别确定决策者个人与子社区的信任度,并针对信任度较低的子社区衡量出其信任风险系数与评价风险系数,然后对该子社区进行相应的意见调整;其次针对备选方案的多个属性具有关联性的问题采用Choquet积分算子获取备选方案的综合评价值,并通过得分函数对备选方案进行相应排序以获取最优决策方案;最后将所提决策方法应用于一个算例中,说明方法的可行性。

摘要:针对方案属性值为Vague值且考虑专家评分可信度的多属性群决策问题,提出了一种基于Vague集模糊熵和D-S证据理论的多属性群决策分析方法。该方法充分考虑各专家给出的Vague值评价信息中所蕴含的模糊性与不确定性,借助模糊熵来获取与专家自身意见相匹配的评分可信度序列,其完全由数据驱动,弥补了传统方法对可信度主观统一设定的不足。首先,基于各专家原始决策矩阵获得各属性下的Vague集模糊熵,以构建与专家集相对应的评分可信度矩阵;其次,对经可信度调整后的各专家决策矩阵使用证据合成进行信息集结,利用Vague集记分函数并经可信度调整得到属性权重;最后,将专家群体集结信息经属性权重加权修正后算出各方案最终的Vague评价值,进而使用记分函数获得各方案综合得分,筛选出最优方案。利用证据理论在不确定信息融合方面的优势和Vague集记分函数的信息转化功能,通过证据合成和记分函数集结专家群体的评价信息,所得出的决策结果更加客观、合理,并通过一个具体算例验证了所提方法的可行性和有效性。

摘要:针对分布语言自信评价信息下的多属性群决策问题,提出了一种考虑主体失望情绪的行为多属性群决策方法。首先,考虑实际群决策过程因为决策者的背景、经验、知识等原因会对自身给出的分布语言评价信息有着不同水平的自信程度(这反映了分布语言评价信息的可靠性),定义了一种新的评价结构,即分布语言自信评价;其次,在分布语言自信评价下,考虑有限理性的决策主体,其失望情绪常隐含于决策判断或评价中,利用失望理论,将主体失望情绪融入决策过程,同时,获得分布语言自信评价下的主体感知效用,将主体分布语言自信决策矩阵转化为主体自信效用决策矩阵;然后,定义自信效用向量Dice相似测度和加权Dice相似测度,结合属性的不兼容性程度构建优化模型确定属性权重;接着,基于 TOPSIS 思想对备选方案进行择优排序;最后,在循环经济背景下评估生态工业园区的决策算例,说明该方法的可行性与有效性。

摘要:改善集下的Henig有效解统一了Henig有效解和近似Henig有效解,其稳定性分析在数值计算中不可或缺,同时集值优化问题是当前优化领域研究的热点问题,研究基于改善集下的集值优化问题E-Henig有效解的稳定性具有重要的理论意义和实用价值。 首先,针对集值优化问题,基于改善集的概念,引入集值优化问题的E-Henig有效解, 统一了集值优化问题近似Henig有效解和Henig有效解;其次,在集值优化问题目标映射和约束条件均扰动的情况下,借助Painlevé-Kuratowski收敛性,建立集值映射水平集的闭凸性、有界性及回收锥的相关性质;然后,借助所获得的集值映射水平集的闭凸性、有界性及回收锥的性质,在集值优化问题目标映射和约束条件均扰动的情况下,分别建立严格真拟C-凸集值优化问题E-弱有效点集、E-Henig有效点集和E-Henig有效解的稳定性结果。所得结果首次聚焦于集值优化问题基于改善集概念下的弱有效点集、Henig有效点集及Henig有效解集的稳定性结果,相较于以往文献大都只关注集值优化问题Henig有效解的存在性、最优性条件、对偶性性质,大大完善了集值优化问题Henig有效解的理论结果,并为数值计算的稳定性分析提供了方法和技巧。

摘要:针对有向网络拓扑下具有非线性动态的多智能体系统,提出了基于事件触发的一致性控制协议;在实际的多智能体系统中,每个智能体的机载电池的容量和数量是有限的,基于事件触发的一致性协议能够有效地减少智能体控制器的更新次数,从而节约有限的计算资源;智能体的触发时刻由智能体的触发条件所确定,每个智能体只在触发时刻才更新自己的控制器;首先研究了集中式的一致性控制协议,主要利用矩阵理论的方法将一致性问题转化为微分方程的稳定性问题,得到了系统达到一致性的条件;然后研究了分布式的一致性控制协议,在协议中每个智能体只需利用邻居智能体的状态;利用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的两个协议能够解决一致性问题,而且不会出现Zeno现象;最后,仿真实例验证了理论结果的有效性。