基于响应时间序列相空间重构理论的离散数学模型关联度的检测方法

基于响应时间序列相空间重构理论的离散数学模型关联度的检测方法

牛建辉[1]2003年在《基于响应时间序列相空间重构理论的离散数学模型关联度的检测方法》文中研究说明工程实际中普遍采用有限元分析方法和试验模态分析技术进行结构动力分析,这两种技术都各有优缺点,近年来,有人提出把有限元方法和试验模态分析技术有机的结合起来,相互取长补短,分析计算结构的动力特性。本文即在这种思想的指导下,从时域角度出发,以试验及计算数学模型得到的动态响应序列为对象,提取系统的动力信息,建立适用于动力分析的相关分析方法,并据此进行有限元计算模型(离散化的数学模型)和试验模型的相关性分析。 实际问题中常常得到的是一个时间间隔为Δt的单变量的时间序列,它是许多物理因子相互作用的综合反映,蕴藏着参与运动的全部变量的痕迹,传统的时序分析是直接从这个序列去形式地分析它的时间演变,一维分析必然丧失许多有用信息,相空间重构方法的特点是把一维标量数据构造成高维矢量,支起状态的几何空间,在相空间中展示系统全部动力信息。本文正是根据相空间重构的特点,对响应时间序列进行分析,利用符号动力学、重构相空间等方法,提出一种有理论依据的系统数学模型关联度分析方法,从而达到修正计算数学模型,使其更符合实际系统状态的目的。研究的具体物理背景是:以结构有限元分析动态计算模型所求出的响应与实际结构在瞬态激励下产生的试验响应数据为分析对象,对这两个序列进行重构相空间,即将序列构造成向量,对数学模型与实际结构进行整体相关度分析,分析其间的符合程度。同时,利用这种方法特别针对复杂结构进行了较仔细和深入的探讨,分析了这种方法的特点和适用性,验明了这种相关分析方法的可行性,从而为结构动态分析中有限元计算模型的可靠性判别和修改提供了依据。本文所研究和讨论的响应相关分析理论是对时域内模型相关理论的补充,同时也是把非线性相关理论与时序分析理论及结构动力分析相结合的一次大胆尝试。

王沙燚[2]2008年在《灾害系统与灾变动力学研究方法探索》文中研究表明灾害系统是一个极其复杂的巨系统,它的发生、演化都具有相当复杂的特征,如有序化、突跳性、不可逆性、长期不可预测性以及模糊性、灰色特性等,这些特征都是传统的牛顿力学所不能描述的。然而,耗散结构、协同、突变论、混沌理论等非线性理论和复杂性科学的出现,使得从总体上研究系统灾变的非线性动力学发生、演化过程及控制因素成为可能。以耗散结构、协同、突变论、混沌理论的非线性理论强调了系统发生、演化的方向,亦即系统演化的不可逆性。开放的灾害系统吸收负熵流,系统的各个组成部分之间存在非线性作用,并在涨落作用下通过自组织和突变形成新的有序的结构—耗散结构。本文从耗散结构和自组织的角度研究整理了实际工程中的滑坡、围岩系统演化、水土流失、生物湮灭等灾变过程的发生、演化,总结了复杂性科学在煤矿安全管理中的指导作用,并介绍了耗散理论在社会经济、证券市场、气象、水文循环中的应用。突变理论是研究系统的状态随外界控制参数连续改变而发生不连续变化的数学理论,是研究灾变系统突跳特性的重要工具。本文介绍了尖点突变模型在系统危险性评价、预测和采矿、水利工程中灾害分析的应用,以及在隧道、地下硐室施工中防灾的指导作用;介绍了含软弱夹层岩体边坡失稳问题和建筑火灾的燕尾突变模型的应用。针对灾害系统的模糊性和灰色特性,本文介绍了利用模糊理论和灰色预测理论,为灾害系统的分级、综合评价、聚类分析和灾害的预测等问题整理出了较系统的解决办法。此外,灾害链理论是近几年才发展起来的灾害理论,本文介绍了基于灾害链式发生机理的防灾减灾新方法的当前有关成果。信息熵是热力学熵的推广,是系统混乱程度的测度。灾害系统的发生就是降维、有序化的过程,因此,用信息熵的演化来描述灾害系统的发生、演化特征是可行的。本文在修正一些既有灾害熵表述的不足之处基础上,构造灾变信息熵基本量的特征,并提出了基于损伤张量第一不变量构造损伤信息熵的观念。介绍了信息熵应用于系统的安全评价以及水文循环等实际问题中。混沌论是上世纪60年代才建立起来的科学,混沌是指在确定性系统中出现的无规则性或不规则性,灾害的混沌特征主要表现在短期可预测而长期不可预测的特征。用Lyapunov指数、Kolmogorov熵、分数维等研究、预测灾害系统的演化,以达到防灾的目的。本文介绍了滑坡、基坑的非线性混沌预测以及基于混沌理论的冲击地压预测的具体方法。本文总结大量的灾害研究的资料,并以此为基础探索、总结了灾害系统的非线性与灾变动力学的研究内容和方法,从大系统角度讨论了如何研究灾害孕育、演化、发生、传播、影响,评定、预测和防止的普遍规律和方法。提出了建立灾害系统和灾变动力学的思想和理论框架体系,为灾害研究以及防灾减灾提供了新思路。

佚名[3]2006年在《自动化技术、计算机技术》文中研究指明TP11,C9342006031603一类不确定信息下的多属性决策问题的研究/廖貅武,李垣,董广茂(西安交通大学管理学院)//西安交通大学学报.―2005,39(8).―792~795,803.对一类不确定信息下的多属性决策问题进行了研究,给出了不确定信

杨宁[4]2015年在《喷动流化床气固两相流多参数检测》文中研究指明随着科学技术的进步,促使多相流领域的研究工作得到了迅速的发展。气固两相流作为最重要的多相流形式之一,其气力输送过程越来越广泛的存在于现代工农业生产中,如:电力行业的煤粉输送和煤粉燃烧,石油化工行业的催化裂化及烟尘排放,食品行业的面粉输送和建筑行业的水泥输送等,流化床与喷动床作为气力输送工业生产过程中最典型的两种设备,存在着气泡搅动、颗粒运动及气固两相作用,是一个非线性瞬态系统,对于这样具有显着多尺度结构特点的化工对象,其囊括的流动结构形态多样、各具特征,常见的如气泡、涡流和颗粒聚团等,这些流动结构的行为本质和演化规律是揭示多相流动性质、解决过程强化和优化设计的瓶颈。因此,测量流化床中颗粒与气泡、局部与整体速度、粒度和浓度等关键参数,进而对流场性质和流动结构进行刻画,对于发挥气力输送最大效用以及反应器的精确设计具有重要意义。由于先进的现代化测量技术(计算机视觉技术、高速摄影设备、非线性理论)的发展,给我们提供了解决气固两相流动参数检测的理论依据和提高两相流体的监控水平、分析两相流动的运动机理、优化相关的实验设备的途径。针对现有气固两相流中测量技术和流动结构表征方法的不足,本研究以自行搭建喷动床与流化床实验装置为基础,基于多相流场性质与流动结构的表征方法,开展了气固两相系统内的气泡、颗粒、团聚结构的形态、浓度、流速、水分分布、流量等流动参数的测量。首先,在气固两相流气泡流动参数检测方面,本文以流化床实验装置为研究基础,通过测量气泡在过渡状态时转变的压差信号,进行相空间重构选取递归关键参数,采用递归纹理结构间接实现了气泡流动状态的检测,为更深层次的研究气泡的行为机理提供了一种新的手段。在颗粒参数检测方面,综合运用图像法测速技术、浓度谱测量技术对颗粒位移参量以及灰度参量进行提取变换,实现了颗粒流速、浓度等参数的检测,解决了参数检测过程中存在分辨率低、干扰度高及动态响应缓慢等问题。其次,在团聚结构参数检测方面,通过TEB雾化喷嘴人为制造颗粒聚团现象,模拟工业过程的聚团现象,采用层迭筛分方法对团聚结构进行了有效的辨识,检测不同团聚结构孔隙度、粘结速率等参数,实现了团聚结构表观结构特性和组织特性的测量。结合获取的不同团聚结构,通过自行搭建的多通道电导电路实验装置,在连续流化状态下诱发团聚结构破裂释放水分引起电导信号回升,实现了团聚结构水分分布状态的检测。在喷动床提升管的不同标高位置布置电磁感应线圈,添加铁磁颗粒作为输运物料氧化铝的示踪颗粒,利用电磁感应声卡信号采集装置测量电磁感应系数,实现了团聚结构流量分布状态的检测。最后,对团聚结构理论分析与实验研究的基础之上,提出了聚团现象快速预报模型,相比于传统的平均压力降预报方法,提升了表观速度识别能力,缩短了预报响应时间。

参考文献:

[1]. 基于响应时间序列相空间重构理论的离散数学模型关联度的检测方法[D]. 牛建辉. 江苏大学. 2003

[2]. 灾害系统与灾变动力学研究方法探索[D]. 王沙燚. 浙江大学. 2008

[3]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2006

[4]. 喷动流化床气固两相流多参数检测[D]. 杨宁. 东北电力大学. 2015

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