表现出布尔行为的基因调节网络,例如和或或XOR经常设计多年。但是,实现更复杂的功能,例如控制或计算,通常需要顺序的电路或所谓的状态机。对于这样的电路,输出既取决于输入和系统的当前状态。尽管仍然可以通过类比与数字电子产品进行类比设计此类电路,但生物学的某些特殊性使任务更加棘手。在本文中评估了其中两个的影响,即生物过程的随机性和调节机制响应中的不均匀性。数值仿真指出,即使是从理论的角度来看,即使设计GRNS功能的高风险也是如此。还讨论了提高此类系统可靠性的几种解决方案。
摘要:针对多导弹追击—规避问题,本文提出了一种基于毁伤效能模型和虚拟力法的最优毁伤效能协同控制策略。首先,区别于传统追击—规避问题中过于理想的假设,建立并求解最大化毁伤效能的优化问题,使最优毁伤效能策略更具有实际应用意义。其次,提出一种改进的虚拟力法来获得该最优毁伤效能控制策略,解决了高复杂度毁伤函数带来的数值求解挑战。第三,该策略基于制导一体化引信技术,设计自适应增益,在不可预测的拦截条件下实现稳健的最大毁伤效能。最后,通过数值仿真验证了所提策略的有效性和稳健性。
摘要:针对共轴旋翼飞行器自主飞行过程中模型参数的不确定性、外界扰动及传感器噪声对飞行的影响,研究位置姿态反馈控制系统的鲁棒反步滑模控制算法,以解决未知外界干扰情况下飞行器的轨迹跟踪问题。本文针对未知飞行,建立了基于受扰共轴旋翼飞行器的非线性动力学模型。然后,设计了非线性鲁棒反步滑模控制器,分为共轴旋翼飞行器的姿态控制器和位置控制器两个子控制器。在控制器中引入虚拟控制,构造Lyapunov函数,保证各子系统的稳定性。通过数值仿真验证了所提控制器的有效性。最后通过飞行试验验证了反步滑模控制算法的有效性。
摘要:面向太阳的姿态控制是大多数微纳卫星最重要的姿态控制方式之一,直接影响在轨能量获取,因此采用最简单的传感器和执行器以及最可靠的算法实现面向太阳的姿态控制具有重要意义。提出一种纯磁控制的面向太阳自旋稳定微纳卫星姿态控制方法,控制过程分为初始阻尼阶段、太阳对准阶段、自旋加速阶段和自旋稳定阶段4个阶段。所提方法考虑了轨道阴影区、太阳敏感器及太阳板偏置安装、太阳敏感器视场限制以及环境扰动力矩的影响。通过数值仿真评估了控制性能,仿真结果表明所提方法适用于搭载太阳敏感器和三轴磁力计作为姿态传感器、3个正交安装磁力矩器作为姿态执行器的卫星。所提出的方法适用于大多数地磁场能够提供足够姿态控制扭矩的地球轨道卫星。
摘要:随着全球对环境问题的关注,控制二氧化碳的排放已成为重要的全球议程。在这种情况下,新型能源车的开发(例如电动汽车)正在流动。但是,作为电动汽车的关键电源,机械滥用下的锂离子电池的安全性能引起了广泛关注。评估锂离子电池的安全性能需要深入研究。本文对锂离子电池机械滥用的最新实验和数值模拟进行了综述。它展示了实验研究的主要方法和结论,比较了准静态和动态负载下的不同反应形式,讨论了锂离子电池中应变率依赖性的原因,并描述了电荷(SOC)对机械滥用和机械滥用能力的安全性能以及机械滥用能力的影响。此外,本文结合了数值仿真研究的方法,分析了详细建模和均质建模方法的优点和缺点,总结了基于应变的内部短路故障标准,并审查了基于多物理学的数值预测模型。最后,它在研究电池组通过数值模拟的安全性能方面提供了最新的进展。
临时教员人数:05 访问教员人数:03 专业:控制系统、仪器仪表、电力系统、能源系统、电机、电力电子、电气驱动、照明工程。 教授科目:理论:1. 电力系统运行与控制 2. 先进过程控制与仪器仪表。3. 采矿电气技术,4. 电气和电子测量,5. 物理系统建模与控制,6. 照明科学、工程与设计,7. 其他部门的基础电气工程。学期:1. 电工技术实验室,2. DC-II/III(PES 的先进电力系统分析和电力系统运行与控制)学期,3. 控制系统仿真实验室,4. 过程控制和仪表实验室,6. 测量实验室,8. 物理系统建模与控制实验室,9. 数值仿真和应用工具实验室,10. 电机实验室,11. 新能源和可再生能源实验室,12. DC-I(状态变量分析)学期,13. 不同部门不同科室的基础电气工程实验室,14. CSI(离散和数字系统理论和先进过程控制与仪表)的 DC-II/III 学期,15. 先进过程控制与仪表实验室,16. 先进电力系统分析实验室。
摘要:分销网络中可再生能源资源(RER)的增加集成形成了网络可再生能源资源(NRERS)。合作对等(P2P)控制体系结构能够充分利用NRER的韧性和灵活性。本研究提出了一个多代理系统,以实现基于NRER的物联网(IoT)的P2P控制。控制系统已完全分布,并包含在每个RER代理中操作的两个控制层。对于主要控制,每个RER-ANTENT都采用下垂控制,以用于本地功率共享。对于二级控制,提出了分布式扩散算法以在RER之间进行任意幂共享。实施了建议的级别通信系统来解释分布网络系统和云服务器之间的数据交换。本地通信级别利用Internet协议(IP)/传输控制协议(TCP),消息排队遥测传输(MQTT)用作全球通信级别的协议。通过修改IEEE 9节点测试馈线的数值仿真来验证所提出系统的有效性。本文提出的控制器为该系统节省了20.65%的节省,光伏25.99%,柴油发电机的35.52节省为35.52,电池24.59,功率损失为52.34%。
摘要太阳能收集器与潜热热量储能系统(LHTESS)的组合已被用来更有效地利用太阳能,因为该技术可以提供平衡功能以符合供求的可变性,从而减少电力供应挑战。计算流体动力学(CFD)已被证明是用于优化目的的重要数学工具。因此,它可用于验证不同的设计配置。这项研究旨在使用ANSYS/Fluent进行数值模拟,以研究与热太阳能收集器集成的相变材料(PCM)存储系统的热行为,并将其与文献综述的实验数据进行了比较,目的是研究对存储介质材料的适当选择。数值仿真结果与实验结果之间的良好对应关系验证了拟议的数值模型,以置信度使用,以评估不同配置中太阳能收集器的性能。所评估的配置包括不同类型的相变材料和NEPCM(Popaffin Wax,RT64HC,Beeswax,Rt64Hc,rt64hc,占Cu的1 wt。beeswax,beeswax,占GNP的0.15 wt。%)。进行了时间步骤灵敏度分析,并获得的结果表明,数值模型不取决于时间。从获得0.15 wt的蜂蜡获得的结果中,水的最高峰值是水的平均温度的最高峰,但是PCMS的整合在热增加方面并不带来重大好处,以补偿与这些材料相关的最高成本。关键字:太阳能热水器,热量存储,相变材料(PCM),潜热存储,计算流体动力学(CFD),热性能。
课程描述基于投影的模型订单减少(PMOR)是基于物理机器学习的重要支柱。对于基于计算的设计和优化,统计分析,嵌入式计算和实时最佳控制方面,它迅速变得至关重要。对于需要实时,基于物理的数值仿真响应的场景,必不可少的。本课程介绍了PMOR的基本数学理论。它主要用于对计算科学和工程感兴趣的研究生。下面概述的课程材料与一组平衡的理论,算法和计算机编程作业相辅相成。课程概述参数建模和仿真 - 为什么要降低模型订单?- 参数化的微分方程 - 线性或仿射近似 - 基于投影的模型订单降低 - 错误分析 - 正确的正交分解(POD)以及与单数值分解(SVD)的连接(SVD) - 线性动力学系统 - 平衡截断方法 - 基于Krylov suppace and Inspace-linal Adynication-linal Adynimimation-Dynamirate-linal Adynimation-Dynamimim and-linal近似近似的方法 - 学习 - 最小二乘的彼得罗夫 - 加盖金方法 - 超重还原。教练Charbel Farhat,航空和宇航学系William F. Durand Building,257室,496 Lomita Mall,MailCode 4035电话:(650)723-3840;传真:(650)725-3525; e-mail: cfarhat@stanford.edu Office Hours: See published course schedule Teaching Assistant Faisal As'ad, Department of Aeronautics and Astronautics William F. Durand Building, 496 Lomita Mall, 94305 e-mail: faisal3@stanford.edu Office Hours: Tu, 3:00 pm – 4:30 pm and F, 10:30am – 12:00 pm, Durand 224