非线性混合海况下导管架式近海风机长期载荷的预报

在非线性混合海况(风浪与涌浪的组合)下,以NREL 5MW导管架式近海风机为研究对象,预报导管架支撑结构泥线处受到的长期载荷。在时域仿真中,选用Ochi-Hubble六参数波浪谱,编制该谱的程序并将其嵌入到FAST中进行编译。在线性与非线性不规则波条件下的波高,泥线处的首尾向剪力和首尾向弯矩进行统计分析。采用分块最大值法提取短期载荷极值,使用广义极值分布进行拟合,极大似然估计法估计分布参数。经验分布与广义极值分布的拟合检验效果较好。计算结果表明,研究非线性混合海况下近海风机的导管架式支撑结构对工程实际更具有指导意义。     

基于区间约束GPC的船舶SCR脱硝系统多工况控制

不同工况下的船舶柴油机脱硝系统具有很强的非线性和时变性，常用的单一控制器难以准确控制，因此对船舶选择性催化还原（SCR）脱硝系统进行自适应控制研究尤为重要。从SCR的反应微分方程入手，建立船舶柴油机SCR脱硝系统的机理模型，并通过模型仿真的离线数据辨识建立不同工况下该系统的ARMAX模型；设计基于该模型的广义预测控制器以实现多工况的自适应控制。考虑到执行机构的使用寿命，加入区间约束算法，提出并设计带区间约束算法的广义预测控制（GPC）控制器。研究结果表明：与传统的GPC和模型预测控制（MPC）控制器相比，带区间约束的GPC控制器不仅能在变工况时保持较高的脱硝率，而且能显著减少执行器的动作次数，从而提高船舶柴油机SCR脱硝系统的使用寿命。     

基于支持向量机的架空直立式码头船舶撞击力预测模型*

针对现有结构监测方法尚无法对码头的不规范靠泊进行实时监测的问题。提出了一种基于支持向量机的预测模型用于对架空直立式码头船舶撞击力的实时监测。结合架空直立式码头的结构特点，基于广义结构刚度对码头桩基的重要性进行评估，对监测桩基进行优化选择。以重庆新田港码头一期第10结构段为概化研究对象，按1:20的比尺构建码头物理模型，模拟不规范靠泊作用。将采集的优化桩基的应变数据用预测模型进行训练与验证。该预测模型对于撞击力的作用位置识别精度为0.98，对于撞击力的作用强度预测的平均相对误差为0.234%。     

基于AHP-广义模糊软集的列车运行图评价

本文从列车速度、服务水平、鲁棒性、弹性及列车运行水平5个方面，构建列车运行图质量评价指标体系，通过AHP计算各指标权重，构建广义模糊软集模型确定列车运行图综合得分系数,实现列车运行图编制质量评估。为了对算法效果进行验证，以徐盐、连淮铁路网络中京沪高铁南京南至徐州东段、徐兰高铁徐州东至商丘郑徐场段、青盐铁路青岛北至连云港段三条线路为例进行运行图质量评价。结果表明,京沪高铁南京南至徐州东段的运行图综合质量最好，青盐铁路青岛北至连云港段运行图综合质量最差。     

基于特征模型的高速列车自适应误差补偿控制

针对高速列车运行过程中因不确定运行阻力和模型误差等因素产生的系统误差，提出了新的基于特征模型的高速列车自适应误差补偿控制策略，实现了其对给定目标速度曲线的渐近跟踪。首先通过动力学分析，基于特征建模方法和参数辨识，建立了存在系统误差的高速列车特征模型；其次，利用扩张状态观测器对系统误差的估计能力，设计了基于特征模型的高速列车自适应误差补偿控制器，并结合广义最小方差方法对控制器参数进行了优化，使其在存在系统误差时仍能实现对给定速度曲线的渐近跟踪。该控制策略能够有效处理系统误差带来的不确定性，提高控制精度，从而保障高速列车的安全可靠运行。为了验证本文所提方法的有效性，以CRH380A型高速列车为被控对象进行仿真实验。仿真结果表明设计的补偿控制方法在列车存在未知系统误差的情况下仍能保证理想的控制性能。     

基于联动迭代及Heaviside函数的铁路桥墩刚度和位移计算方法

为提高铁路简支梁桥墩刚度及墩顶位移计算的准确度及通用性，克服桥墩及桩基设计中无法实时考虑桩-土耦合作用对刚度的影响，提出一种基于联动迭代及利用Heaviside函数的铁路桥墩刚度及位移计算的广义柔度矩阵法。该算法通过将桩基计算“m”法相关参数代入广义柔度矩阵，实现瞬态反馈桩长及地质变化对桥墩刚度的影响；基于力学等效原则推导集中荷载与分布荷载的等效节点力表达式，并通过将各荷载工况边界条件与Heaviside函数等效置换，得到桥墩单元作用任意形式集中荷载或分布荷载的等效节点力通用完备解；将该算法编入设计程序，实现铁路桥梁桩长、刚度、墩顶位移等参数的精准耦合计算。以变截面圆端形空心桥墩共同作用制动力、纵向风力及土压力为算例，计算结果表明，该算法与3种有限元软件计算的墩顶位移最大误差均在0.600%以内，计算精度高。     

计及时变扰动下永磁牵引电机无传感器滑模控制

针对永磁同步牵引电机因参数摄动不确定因素造成控制性能下降以及速度传感器存在成本高、环境要求严格、估计精度不足等问题，提出了一种基于自适应广义高阶平方根容积卡尔曼滤波算法（ASRGHCKF）无速度传感器的永磁同步电机（PMSM）自适应非奇异快速终端滑模控制算法。首先，建立参数摄动下PMSM数学模型；其次，基于扩展滑模扰动观测器（ESMDO）设计自适应非奇异快速终端滑模转速控制算法（ANFTSMC），选择新型指数趋近律可随系统距离滑模面的远近自适应调整趋近速度，同时ESMDO实时精准观测系统的未知扰动部分；最后，结合ASRGHCKF实时精准估计电机的转速和转子位置。通过与PI和传统SMC算法进行仿真和半实物试验对比，验证了该算法在电机参数摄动下暂稳态性能更佳，有利于改善PMSM的无速度传感器控制效果。     

直行非机动车流膨胀效应严重程度影响因素分析

为剖析不同因素对非机动车流膨胀程度影响的差异性，文章利用广义有序logit模型，选取直行非机动车流膨胀宽度为因变量，右转机动车交通量、左转非机动车比例、直行非机动车交通量、行人交通量、电动自行车比例等9个因素为自变量，分析不同影响因素对直行非机动车流膨胀宽度影响程度。结果表明：右转机动车交通量、直行行人交通量增加会不同程度降低非机动车流膨胀发生的概率，而左转非机动车比例、直行非机动车交通量、电动自行车比例变大会加剧膨胀程度；机非隔离形式、非机动车道宽度等变量对不同膨胀程度等级的影响存在差异。基于模型回归及边际效应计算结果，提出了改善非机动车膨胀效应的建议。