微波辐射Fenton反应降解罗丹明B研究

Fenton试剂在降解有机污染物方面具有无二次污染等优势，但由于存在降解速率较慢的缺陷，在工程实践中尚未得以推广应用。考虑到微波具有促进有机化学反应速率的功能，采用微波和Fenton试剂联合作用氧化降解罗丹明B，对降解罗丹明B的优化实验条件进行了研究。首先研究了单一因素对降解效果的影响，然后对各种因素的综合作用效果进行了分析，得出了降解的优化实验条件。研究表明，微波能有效促进罗丹明B的降解脱色，而且能大大缩短反应时间，降低反应成本，增强Fenton氧化反应的活性，提高降解效果。     

滚动轴承外圈缺陷非线性动力学分析

为揭示故障轴承系统复杂的非线性动力学特征，建立了基于轴承外圈缺陷、接触非线性和间隙非线性的轴承系统非线性动力学微分方程，并采用数值方法对其求解，得到转子系统在不同转速、不同缺陷程度、不同阻尼下的相图、庞加莱图、分岔图等。研究结果表明，转速和缺陷程度是影响轴承系统非线性动力学特性的重要因素，随着转速和缺陷程度的不同，系统会产生周期、拟周期和混沌等多种非线性行为。     

基于非线性扩张状态观测器的直线电机PD控制

为了解决直线电机伺服系统跟踪速度与峰化现象之间的矛盾,设计一种基于非线性扩张状态观测器的比例微分(Proportion Differentiation,PD)控制器。将直线电机伺服系统中的未建模动态和外界干扰定义为总和扰动并扩充为系统新的状态变量,利用非线性扩张状态观测器(Non Linear Extended State Observer,NLESO)估计不可测量的直线电机动子速度以及总和扰动。利用NLESO和跟踪微分器TD的输出,基于动态补偿线性化思想设计了引入补偿量的PD控制器,并给出了闭环控制系统稳定性证明。在Googol公司的实验平台上,通过与两种基于LESO的PD控制器对比,验证了所设计的基于NLESO的PD控制器的可行性。实验结果表明,基于NLESO的PD控制器可使直线电机伺服系统具有跟踪速度快、跟踪精度高、峰化现象小、鲁棒性强的优点。     

Dynamic evacuation routes for personnel on a naval ship

We propose a dynamic escape route system for emergency evacuation of a naval ship. The system employs signals that adapt to the causative contingency and the crew's physical distribution about the ship. A mixed‐integer nonlinear programming model, with underlying network structure, optimizes the evacuation process. The network's nodes represent compartments, closures (e.g., doors and hatches) and intersections, while arcs represent various types of passageways. The objective function integrates two potentially conflicting factors: average evacuation time and the watertight and airtight integrity of the ship after evacuation. A heuristic solves the model approximately using a sequence of mixed‐integer linear approximating problems. Using data for a Spanish frigate, with standard static routes specified by the ship's designers, computational tests show that the dynamic system can reduce average evacuation times, nearly 23%, and can improve a combined measure of ship integrity by up to 50%. In addition, plausible design changes to the frigate yield further, substantial improvements. Published 2008 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 2008     

SS-IUKF算法及其在成像声纳组合导航中的应用

利用成像声纳对海底进行探测时需要高精度的导航信息。针对导航高维滤波问题,文中在球面单形sigma点变换的基础上,将其与迭代UKF相结合,提出了球面单形迭代无迹卡尔曼滤波(SS-IUKF)算法,并应用于捷联惯性导航系统(SINS)/多普勒流速剖面仪(ADCP)组合导航系统。仿真结果表明,SS-IUKF算法相比UKF、SR-UKF、EKF算法提高了滤波精度和计算速度,具有一定的工程应用价值。     

二维非线性正交异性材料的瞬态热传导反问题研究

针对正交异性材料的二维非线性热传导反问题,本文采用顺序函数法对表面热流辨识进行了研究。在求解反问题时用到有限体积法、牛顿-拉夫逊法并引入未来时间步长的概念。在每个时间步内,将待辨识热流视为非线性方程组的未知量,通过一个迭代过程进行求解。从文中的例子可以看出,真实热流和辨识热流结果相近,从而证明了本方法在辨识二维非线性热传导反问题时是准确、稳定、有效的。     

变距离静电电位检测研究

针对现有非接触式静电检测装置存在检测距离近且距离固定等问题,提出了对电位测量进行距离补偿的变距离静电电位检测方案。首先,从电位测量的基本原理出发,分析了距离测量误差与电位测量误差的关系,验证了精确测距的重要性,即要满足电位测量相对误差σV≤±10%,所选测距方式的距离测量相对误差-4.65%≤σd0≤5.41%的技术指标。然后,通过实验研究了检测距离与感应电位的关系,验证了0.5 m内对静电电位变距离测量的可行性,得到了对电位测量进行距离补偿的公式雏形Vs(V a,d)=Va(a+bd)c。依据此公式雏形以及大量的重复实验,可以得到公式中的各项参数值,编入单片机可实现对静电电位的变距离检测。     

基于非线性聚合的多类型指标综合评估方法

针对多类型指标综合评估问题,将实数型、区间数型和模糊数型指标相结合,构建评估指标体系.采用区间数特征向量法和信息熵权法确定指标权重,并针对3种不同类型的指标分别定义了评分方法.引入非线性聚合理论,建立了基于非线性聚合的多类型指标综合评估指标体系.最后,以某型军事指挥信息系统的指挥控制能力评估为例,进行了实例运算,验证了该模型与方法的合理性和有效性.     

Generalized orienteering problem with resource dependent rewards

We introduce a generalized orienteering problem (OP) where, as usual, a vehicle is routed from a prescribed start node, through a directed network, to a prescribed destination node, collecting rewards at each node visited, to maximize the total reward along the path. In our generalization, transit on arcs in the network and reward collection at nodes both consume a variable amount of the same limited resource. We exploit this resource trade‐off through a specialized branch‐and‐bound algorithm that relies on partial path relaxation problems that often yield tight bounds and lead to substantial pruning in the enumeration tree. We present the smuggler search problem (SSP) as an important real‐world application of our generalized OP. Numerical results show that our algorithm applied to the SSP outperforms standard mixed‐integer nonlinear programming solvers for moderate to large problem instances. We demonstrate model enhancements that allow practitioners to represent realistic search planning scenarios by accounting for multiple heterogeneous searchers and complex smuggler motion. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2013     

基于磁强计和光纤陀螺的小卫星姿态确定非线性滤波算法

提出了一种小卫星姿态确定的非线性滤波算法,该算法利用三轴磁强计和光纤陀螺作为姿态敏感器。在非线性滤波器的设计中,从两个方面对平方根sigma点卡尔曼滤波方法进行改进。第一,把姿态四元数的矢量部分、光纤陀螺的漂移和噪声组合,得到滤波器的增广状态向量;第二,分别建立向量旋转模型、最优化模型和误差四元数乘法模型来确保非线性滤波过程中四元数的归一化约束。仿真分析结果表明,本文提出的非线性滤波算法能够有效地提高小卫星的定姿性能,与扩展卡尔曼滤波相比,具有较高的精度、稳定性和较快的收敛速度;与无迹卡尔曼滤波相比,收敛性相当,但是精度略优,稳定性和计算效率较高。