In order to deal with modeling problem of a pressure balance system with time-delay, nonlinear, time-varying and uncertain characteristics, an intelligent modeling procedure is proposed, which is based on artificial n...In order to deal with modeling problem of a pressure balance system with time-delay, nonlinear, time-varying and uncertain characteristics, an intelligent modeling procedure is proposed, which is based on artificial neural network(ANN) and input-output data of the system during shield tunneling and can overcome the precision problem in mechanistic modeling(MM) approach. The computational results show that the training algorithm with Gauss-Newton optimization has fast convergent speed. The experimental investigation indicates that, compared with mechanistic modeling approach, intelligent modeling procedure can obviously increase the precision in both soil pressure fitting and forecasting period. The effectiveness and accuracy of proposed intelligent modeling procedure are verified in laboratory tests.展开更多
巡检机器人在风载荷作用下会发生一定的摆动,从而导致巡检结果准确性和可靠性降低,参考旋翼类飞行器设计了巡检机器人在风载荷下的平衡机构.首先,利用电机的动力学方程推导电机电压和转速之间的传递函数,使用叶素法建立旋翼产生的升力...巡检机器人在风载荷作用下会发生一定的摆动,从而导致巡检结果准确性和可靠性降低,参考旋翼类飞行器设计了巡检机器人在风载荷下的平衡机构.首先,利用电机的动力学方程推导电机电压和转速之间的传递函数,使用叶素法建立旋翼产生的升力与旋翼转速之间的关系,从而建立平衡机构的输入电压和输出升力之间的联系.其次,分析不同方向的风载荷对巡检机器人工作状态的影响,建立了巡检机器人在横向风载荷下的摆动数学模型.最后,将模糊PID(proportional integral derivative)应用于平衡机构的控制中,开展了巡检机器人的数值仿真和样机实验.结果表明:所设计的平衡机构可以有效抑制巡检机器人在风载荷中的摆动.展开更多
陆面过程模式是气候模式和天气模式的核心组成部分之一.在土壤—植被—大气耦合模式(Soil-PlantAtmosphere Model,SPAM)的基础上,发展了新一代北京大学陆面过程模式PKULM(Peking University Land Model).本文首先介绍了PKULM的辐射传输...陆面过程模式是气候模式和天气模式的核心组成部分之一.在土壤—植被—大气耦合模式(Soil-PlantAtmosphere Model,SPAM)的基础上,发展了新一代北京大学陆面过程模式PKULM(Peking University Land Model).本文首先介绍了PKULM的辐射传输、湍流输送、光合作用、土壤水热输送等过程的参数化方案;采用隐式迭代计算框架,发展并应用了一个快速的线性方程组求解算法,提高了模式计算稳定性;提出并使用了二分搜索算法计算气孔阻抗,避免了CLM(Community Land Model)等使用的迭代方法在干旱区不稳定的情况,提高了模式的适用性;采用水势为基础的土壤水分扩散方程,使模式能够模拟土壤饱和区的水分输送过程,为进一步与水文过程模式耦合奠定了基础;还发展了一个地表积水与径流过程的机理模型,提高了模式对地表水分平衡过程的模拟能力;最后,使用"中国西北干旱区陆—气相互作用观测试验"平凉站的资料对模式进行了检验并与NOAH(National Center for Environmental Prediction,Oregon State University,Air Force,and Hydrology Lab model)陆面过程模式的模拟结果进行了比较,结果表明PKULM能够较好地模拟西北半干旱区农田下垫面地气交换过程.展开更多
基金Project(2013CB035402) supported by the National Basic Research Program of ChinaProjects(51105048,51209028) supported by the National Natural Science Foundation of China
文摘In order to deal with modeling problem of a pressure balance system with time-delay, nonlinear, time-varying and uncertain characteristics, an intelligent modeling procedure is proposed, which is based on artificial neural network(ANN) and input-output data of the system during shield tunneling and can overcome the precision problem in mechanistic modeling(MM) approach. The computational results show that the training algorithm with Gauss-Newton optimization has fast convergent speed. The experimental investigation indicates that, compared with mechanistic modeling approach, intelligent modeling procedure can obviously increase the precision in both soil pressure fitting and forecasting period. The effectiveness and accuracy of proposed intelligent modeling procedure are verified in laboratory tests.
文摘巡检机器人在风载荷作用下会发生一定的摆动,从而导致巡检结果准确性和可靠性降低,参考旋翼类飞行器设计了巡检机器人在风载荷下的平衡机构.首先,利用电机的动力学方程推导电机电压和转速之间的传递函数,使用叶素法建立旋翼产生的升力与旋翼转速之间的关系,从而建立平衡机构的输入电压和输出升力之间的联系.其次,分析不同方向的风载荷对巡检机器人工作状态的影响,建立了巡检机器人在横向风载荷下的摆动数学模型.最后,将模糊PID(proportional integral derivative)应用于平衡机构的控制中,开展了巡检机器人的数值仿真和样机实验.结果表明:所设计的平衡机构可以有效抑制巡检机器人在风载荷中的摆动.
文摘陆面过程模式是气候模式和天气模式的核心组成部分之一.在土壤—植被—大气耦合模式(Soil-PlantAtmosphere Model,SPAM)的基础上,发展了新一代北京大学陆面过程模式PKULM(Peking University Land Model).本文首先介绍了PKULM的辐射传输、湍流输送、光合作用、土壤水热输送等过程的参数化方案;采用隐式迭代计算框架,发展并应用了一个快速的线性方程组求解算法,提高了模式计算稳定性;提出并使用了二分搜索算法计算气孔阻抗,避免了CLM(Community Land Model)等使用的迭代方法在干旱区不稳定的情况,提高了模式的适用性;采用水势为基础的土壤水分扩散方程,使模式能够模拟土壤饱和区的水分输送过程,为进一步与水文过程模式耦合奠定了基础;还发展了一个地表积水与径流过程的机理模型,提高了模式对地表水分平衡过程的模拟能力;最后,使用"中国西北干旱区陆—气相互作用观测试验"平凉站的资料对模式进行了检验并与NOAH(National Center for Environmental Prediction,Oregon State University,Air Force,and Hydrology Lab model)陆面过程模式的模拟结果进行了比较,结果表明PKULM能够较好地模拟西北半干旱区农田下垫面地气交换过程.
