本文包括:(1)炉膛内钢坯加热数学模型;(2)最佳炉温及最低燃耗在线模型。采用一维模型,应用Hottel多层无限大气层间的辐射热交换计算方法,把各火焰射流的作用,当量地看作是夹在上下炉气层之间的一个火焰层。它的平均温度tf可以根据Ricou-Spalding射流吸入经验公式,计算火焰和周围炉气间的质量交换,再按热平衡方程把tf计算出来。钢坯内部传热按一维导热问题,用差分求解。还建立了一个较简单的炉膛传热仿真模型,据此求出各炉段单位炉温对出钢平均温度及中心温度的变化率?θm/?Ti及?θs/?Ti。还可确定最小燃耗函数P的各炉段加权系数Wi。令各段在线炉温调节量ΔTi=(Ti,max-Ti,o)-ΔT'i,这就能在线性规划中用ΔT'i代替ΔTi作为未知量以满足非负条件。这时目标函数Pmin=-sum (ΣWiT'i)。文中还附有一个说明各段炉温按上述线性规划进行最佳控制的例题

分析了液压回路中溢流阀的结构特点,考虑液压油压缩性、管道弹性和阀芯碰撞阀座时的能量损失,建立了溢流阀量纲一形式的数学模型,并进行了Lyapunov指数分析,目的是研究溢流阀的失稳机理和颤振行为.应用非光滑动态系统理论和MATLAB软件绘制单参数和双参数分岔图,理论解释了阀芯离开阀座时的擦边分岔.结果表明,溢流阀入口流量和预设压力直接决定着阀的振荡特性,并且存在着Hopf分岔、擦边分岔、周期和混沌等现象.搭建了测试平台,得到弹簧预压缩量x0=5 mm情况下的阀芯位移分岔图,对数学模型进行了验证

通过对国内某钢厂DH36高强度船板钢轧制成型之后的成品板材进行研究,利用数学模拟的分析方法,建立了DH36高强度船板钢主要化学成分与基本力学性能之间关系的数学模型,并在此基础上重点分析了各元素随Mn含量的变化对力学性能产生的影响.结果表明:在相关成分允许的波动范围内,Mn元素对冲击功的影响主要呈斜率为负的直线关系,对屈服强度、抗拉强度、断面收缩率的影响也均呈直线关系,但斜率规律与其他元素的含量有关,需具体分析

通过对方坯连铸过程的分析,建立了二维非稳态凝固传热数学模型。根据铸坯长度约为断面尺度102倍的特点,选用线上积分法求解,致使模拟计算可用一般的IBM-PC/XT型微机在合理的时间内完成,从而在方坯连铸数模的工程实用化方面取得了满意的进步,可望成为科研、设计和生产现场的有力工具。文中还列举了一些模拟计算结果

为了研究铁基载氧体的反应特性,基于未反应缩核模型建立了移动床内铁基载氧体颗粒还原过程的一维数学模型.模型中考虑了铁基载氧体与H2、CO的多级还原反应,气体组分体积分数模拟值与实验值的平均误差为6.9%,总还原度的平均误差为11.2%.研究表明：铁基载氧体在移动床反应器内最终还原度约为23%,主要进行的反应是第一级和第二级还原反应,第一级和第二级还原度分别为95%和40%;提高反应器内温度、选择合适的载氧体粒径及气固比有助于增加反应的深度,提高合成气及铁基载氧体的利用率,载氧体粒径建议取1~2 mm

一. 从现实世界到数学模型 数学模型是现实世界与数学世界的理想桥梁面对各类问题：

为提高无法准确建立数学模型的非线性约束单目标系统优化问题的寻优精度,并考虑获取样本的代价,提出一种基于支持向量机和免疫粒子群算法的组合方法(support vector machine and immune particle swarm optimization,SVM-IPSO).首先,运用支持向量机构建非线性约束单目标系统预测模型,然后,采用引入了免疫系统自我调节机制的免疫粒子群算法在预测模型的基础上对系统寻优.与基于BP神经网络和粒子群算法的组合方法(BP and particle swarm optimization,BP-PSO)进行仿真实验对比,同时,通过减少训练样本,研究了在训练样本较少情况下两种方法的寻优效果.实验结果表明,在相同样本数量条件下,SVM-IPSO方法具有更高的优化能力,并且当样本数量减少时,相比BP-PSO方法,SVM-IPSO方法仍能获得更稳定且更准确的系统寻优值.因此,SVM-IPSO方法为实际中此类问题提供了一个新的更优的解决途径

在现有微尺度流动实验和理论认识的基础上，建立了包含范德华力、静电力、空间位型力、表面张力等微观力的特性方程，分析了影响多孔介质中流体流动的微观力种类和作用范围.通过建立考虑微观力作用的圆管流动数学模型，构造了考虑微观力作用的多孔介质的毛管束网络数学模型，推导了考虑微观力作用的相对渗透率模型.通过模拟分析阐明了微观力在多孔介质壁面上的作用及对渗流的影响.模拟结果表明微观力在细小孔隙流动中不可忽略

为发展和深入认识转底炉直接还原工艺技术,建立了转底炉综合数学模型,该模型由转底炉本体热化学平衡、转底炉区域热平衡计算模型、余热回收模型、生球干燥模型、炉膛温度校核与尾气露点校核模型和转底炉流程模型组成.采用综合模型计算了该工艺流程的基本工艺参数.计算结果表明:煤气热值、废气排放温度和余热回收利用方案对整体能量消耗有不同程度影响,煤气发热值每增加50kJ·m-3,理论燃烧温度提高22~25℃,煤气用量减少41~47m3·t-1;空气预热温度平均每增加100℃,理论燃烧温度提高35~40℃,煤气用量减少90~103m3·t-1.此外,应用此模型还可以计算任何原料和燃料等条件下的直接还原工艺参数,研究不同余热回收方案条件下的各个工艺参数的变化规律

铰接式车辆的路径跟踪控制是矿山自动化领域中的关键技术，而数学模型和路径跟踪控制方法是铰接式车辆路径跟踪控制中的两项重要研究内容。在数学模型研究中，铰接式车辆的无侧滑经典运动学模型较为适合作为低速路径跟踪控制的参考模型，而有侧滑运动学模型作为参考模型时则可能导致侧滑加剧。此外基于牛顿–欧拉法建立的铰接式车辆四自由度动力学模型原则上满足路径跟踪控制的需求，但是还需要解决当前的四自由度模型无法同时反映瞬态转向特性和稳态转向特性的问题。在路径跟踪控制方法研究中，反馈线性化控制、最优控制、滑模控制等无前馈信息的控制方法无法有效解决铰接式车辆跟踪存在较大幅度曲率突变的参考路径时误差较大的问题，前馈–反馈控制可以用于解决上述问题，但是在参考路径具有不同幅度的曲率突变时需要解决自动调整预瞄距离的问题，而模型预测控制，尤其是非线性模型预测控制，可以更加有效地利用前馈信息，且不需要考虑预瞄距离的设置，从而可以有效提高铰接式车辆跟踪存在较大幅度曲率突变的参考路径时的精确性。此外，对于基于非线性模型预测控制的铰接式车辆路径跟踪控制，还需深化三个方面的研究。首先，该控制方法仍然存在误差最大值随参考速度增大而增加的趋势。其次，目前该控制方法以运动学模型作为预测模型，无法解决铰接式车辆以较高的参考速度运行时侧向速度导致的精确性下降和安全性恶化的问题。最后，还需对这种控制方法进行实时性方面的优化研究