细胞信号转导网络模型简化的一种混合推理方法

细胞信号转导网络的结构复杂,规模庞大,建立的数学模型维数高,变量多,具有高度非线性。在复杂系统分析设计中,模型简化始终是主要的研究问题之一。提出一种基于混合推理方法的模型简化策略,利用代谢控制分析、敏感性分析、主元分析和通量分析相结合,降低系统模型维数,减少生化反应个数,简化系统结构。以NF-κB信号转导网络作为研究对象,原模型由24个常微分方程和64个参数组成,简化模型则包括17个常微分方程,1个代数方程和52个参数。仿真结果表明,简化模型能够准确地预测系统的动态特性,为模型分析和参数辨识提供方便,验证了模型简化策略的有效性。     

基于TNF-α诱导NF-κB信号转导网络的参数敏感性分析与模型简化

为了研究核转录因子kappa B（NF-κB）信号转导网络的内部结构和相互关联的参数对系统输出信号的影响,进行参数敏感性分析和系统模型简化是十分必要的。通过对基于TNF-α诱导的NF-κB信号转导网络数学模型进行分析,选择IKK作为系统的阶跃输入信号和NF-κBn作为系统的可测输出,利用直接微分法分析振荡输出信号NF-κBn关于64个模型参数的敏感性,并选择适当的允许误差目标函数ε,将原系统模型中的9个不敏感参数删除进行模型化简。仿真结果表明,原模型与简化模型的系统输出NF-κBn完全吻合,同时,简化模型的其余25个状态输出也与原模型的输出基本一致。因此,参数敏感性分析和模型简化结果为生物数据分析,模型建立和实验设计提供了有益的参考价值。     

基于非奇异终端滑模的船舶航迹跟踪自抗扰控制

针对欠驱动船舶受到外界因素和内部不确定状态变量的干扰不能沿着期望路径航行的问题,设计了基于非奇异终端滑模(Nonsingular Terminal Sliding Mode, NTSM)的自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller, ADRC).引入自抗扰控制技术,通过扩张状态观测器实时估计船舶外界和内部总干扰;对船舶Nomoto模型进行变形简化,将NTSM和指数趋近律引入到非线性状态误差反馈环节,设计基于NTSM的ADRC控制律,在保证ADRC优点的前提下可减少可调参数,提高系统的收敛速度和稳态跟踪精度;构造降维方程,将复杂的航迹跟踪控制问题转化为易于实现的航向镇定问题.Simulink仿真结果表明,利用该控制器船舶能够快速、精确地跟踪期望直线和曲线航迹,控制器具有较强的鲁棒性.     

地埋管地源热泵系统二维和三维管群换热模型的对比分析

以实际工程为研究对象,分别建立垂直U型地埋管管群的二维和三维非稳态传热模型. 以Fluent作为计算工具,进行系统运行15年的换热耦合计算,得到不同换热条件下的土壤温度变化曲线. 以三维模型数值计算结果为对比条件,以拟合优度为参照参数,对二维传热模型的应用条件进行了分析.     

基于灰色理论的铁路环境水害危险度计算模型构建研究

在分析铁路这一特殊承灾体成灾机理和致灾因子的基础上,应用灰色理论和数理统计,对铁路环境水害危险度计算模型进行了深入探讨和构建。以新亚欧大陆桥新疆段(以下简称为 陆桥新疆段 )3 9年(1 95 9～ 1 997年)的水害资料为统计分析数据,以水害频次、水害密度和断道时间为铁路环境水害危险度计算和危险性评估指标,根据灰色关联分析原理,确定出水害密度、断道时间和水害频次在危险性评估中的权重依次为:5、3、2。然后,基于水害密度、水害频次和断道时间三指标的内在联系,以及权重的大小,以沿线三级车站之间的区段为对比分析单元,构建出铁路环境水害危险度计算模型.最后,应用这一模型对陆桥新疆段水害进行了计算和对比分析,发现所得结果与水害实际分布情况拟合较好。     

BRATUMASS下乳腺组织介质简化模型

虽然对于乳腺正常组织与恶性组织之间在部分频率下介电常数差异的研究目前已经有了大量报道,但还没有针对活体乳腺组织的介质模型应用于实际的计算．从分析BRATUMASS系统的实际目标出发,建立乳腺组织的介质模型;为了简化问题,通过对微波在其中散射过程的探讨,提出了模型计算值的上限和下限估计,进而根据简化的前提设计相关实验,从实验获得的14例活体数据的分析结果可以看出,模型估计值与实验数据分析结果在探测特定区域内较好地符合．     

基于ROC曲线的建设工程招投标异常低价检测模型研究

为判别招投标工作中的异常低价,文章采用参数和非参数估计方法拟合概率分布,以累积分布函数（CDF）为评价指标,通过Monte Carlo模拟和ROC曲线分析得到最优阈值,以此判别异常低价投标,并划分风险等级。结果表明,对少部分服从正态分布的项目投标报价,采用最大似然估计（ML）法和非参数核密度估计（KDE）法拟合结果效果良好,对不服从正态分布的项目投标报价,使用KDE法拟合效果较好;采用CDF作为评价指标可有效界定低价区间,评价中标价格的风险等级。最后以某省6条高速公路项目投标数据为例,验证该方法的适用性与有效性。     

船舶引航风险成因灰色综合评价模型

为控制或降低船舶引航风险,在利用时间序列数据对船舶引航风险成因重要性进行定量化分析的基础上,应用改进的灰色关联分析方法,提出船舶引航风险成因系统的灰色关联分析模型.运用模糊函数对相对风险的构成因子综合计算,得出引航风险成因的最优关联因数,进行船舶引航风险成因的关联度排序.该模型的计算结果表明灰色关联分析可以得出更符合实际情况的结论.     

模糊-PID控制在隧道窑温度控制系统中的应用

针对传统PID控制在隧道窑温度控制中自适应差、非线性、较大惯性、控制精度低等缺点,难以建立精确和确定的数学模型,影响控制参数的调整。而且常规PID的控制方式存在参数与被调参数耦合的情况,使得PID参数整定复杂,控制速度慢,系统超调量大。文中的模糊PID控制器总结操作经验,自然表述控制策略,无需建立精确的数学模型,结合PID的控制的确定性和模糊控制的智能性,采用模糊推理的方式实现PID控制参数的在线整定和优化,模糊控制适用于解决非线性系统的问题。隧道窑温度系统利用模糊-PID控制,通过控制变频电机调整燃气和助燃空气流量的大小来实时调整隧道窑的温度。在MATLAB中利用Fuzzy逻辑工具函数建立温度实验仿真模型,结果表明模糊PID控制实现了调节时间短、超调量小、使得控制系统稳定,克服了传统PID控制的缺点。     

PLC及其控制网络在生产线上的应用

阐述了SLC500系列可编程控制器及其构成DH-485网络在生产线控制系统中的应用．DH-485网络可以监控过程参数、设计参数、设备状态、过程状态和应用程序,以支持数据采集、数据监控、程序上载／下载和监测控制．利用VB开发了一个工业计算机与PLC之间间串行通信的应用程序,使其整个网络下的控制器都能与上位机实现通讯．     

史南地区沙三段储集层测井评价方法探讨

史南地区沙三段储集层岩性复杂、非均质性强,测井评价难度大.依据采集的各项测井信息.从储集层特征入手,分析不同类型油层的测井响应特征.开展岩石物理实验研究,建立岩样分析数据和测井信息的转换关系,形成储集层参数计算的解释模型;针对储集层泥质与碳酸盐岩含量高的特点,引入自然伽马岩性系数的概念,较好地解决了流体识别的问题.     

电力系统故障数值仿真计算中机电系统数学模型、计算方法及仿真程序

本文介绍的电力系统故障数值仿真计算,是采用机电过程同步仿真的方法.可以仿真单机无穷大系统中各种电网故障和电气切换操作过程。数学模型处理:发电机采用1d×1q阻尼绕组模型,用5阶派克方程描述发电机的暂态性能;励磁系统采用IEEE的I型系统;汽轮机及调速系统采用中问再热式高、中、低压三缸结构和机械液压调速系统简化模型;轴系采用集中质量块模型;电网采用多π节输电线模型。在电气振荡过程的暂态计算中,采用隐式梯形法,程序采用标准的FORTRAN语言,按各数学模型分块结构实现了模块化,可进行长时间的稳态和故障暂态过程系统仿真。由于篇幅限制,本程序在教学和科研中的应用情况将在后续文章中介绍。     

基于超声的管道内粉体体积分数的测量

管道内粉体的气力输运广泛存在于化工、食品加工、电力、冶金和医药等工业生产过程中.通过对粉体颗粒的速度、体积分数和粒度等关键参数进行在线测量, 可实现过程优化控制, 提高生产效率和产品质量,降低能耗.本文从声散射理论模型出发,数值模拟并拟合出超声衰减系数和声速随粉体体积分数的变化关系.设计中心频率为30 kHz的一体式超声波探针,在杭州某水泥厂输运管道进行管内不同深度测点水泥生料粉体浓度的在线测量,分别以衰减和声速方法获得管内粉体沿径向的体积分数分布.     

探究美元与石油对黄金的影响

GARCH模型适合分析金融数据波动性和相关性,解决收益率数据的聚群性、尖峰肥尾、非对称性（即杠杆效应）和长记忆性等,被广泛的用于金融资产收益和风险的预测。根据AIC最小准则建立美元、石油与黄金的滞后变量模型,假设扰动项服从不同的分布,采用各种GARCH模型进行拟合,结合AIC最小准则,选出一个较优GARCH模型,最后根据所选的GARCH模型,为美元与石油对黄金的影响情况做出实证分析。     

体育数学在运动员生理指标建模分析中的应用

】从体育运动训练与数学模型和体育数据拟合分析的应用几个方面,综述了在运动员心肺功能变量的动态建模分析中,对ＨＲ,ＶＯ２,ＯＰ,ＢＦ等指标的动态建模,以及对运动员的某些心肺功能指标之间相互关系的研究进展状况     

短期停训对运动员心脏形态及机能的影响——安静状态、动力负荷状态及恢复期UCG测定

对停训45～50天的14名十项全能运动员在安静状态、动力负荷状态及恢复期进行了超声心功图UCG测量,获得了20项有关运动员心脏形态和机能指标的数据,并对其进行了统计,分析和比较.     

具有横倾抑制功能的船舶PID微分补偿航向控制

为改善船舶航向自动舵性能和减小船舶转向时的横倾幅度,提出一种基于模糊逻辑控制和滑模PID微分补偿的船舶航向保持控制策略。分析PID控制的积分超调问题和船舶转向时的横倾特点。对PID控制进行滑模变形,并引入微分项对PID控制的积分项进行补偿以消除积分超调。以横倾角和横倾角速度为输入设计模糊控制规则,对滑模PID微分补偿控制器参数进行调节以减小转向时横倾角。以集装箱船"MV KOTA SEGAR"MMG模型为控制对象进行MATLAB仿真。仿真结果表明:该控制器能够减小船舶转向时的横倾幅度,最大横倾抑制率可达71%;解决了PID控制的积分超调问题,具有参数易调节等特点。     

船舶推进轴系校中计算的有限元模型

船舶推进轴系校中计算是船舶轴系设计和安装过程中十分重要的环节。文章详细介绍了应用有限元模型进行轴系校中计算所涉及的几何模型和数学模型,从数理的角度对计算公式和方法进行分析;通过计算实例验证了有限元计算模型的有效性和准确性。     

游泳运动中静态阻力的数值模拟

针对前人对游泳运动中静态阻力的研究都是根据试验测量来进行的,引入一种新的分析方法--计算流体力学法,通过该方法,先建立人体简化几何模型,然后计算不同来流速度条件下处于水平俯卧状态下人体模型所受到的阻力,即静态阻力,同时计算静态阻力系数,并与前人的实验结果做对比分析.     

三维元胞自动机及其在计算机上的实现

元胞自动机是一种时空、状态离散的数学模型,适于计算机模拟实施。特别适合于处理那些难以用数学定量描述的复杂动态体系问题,如材料微观组织的演变。以VisualC 为编译平台,运用OpenGL图形函数库建立一种三维元胞自动机模型。运用该模型进行了简化的枝晶生长模拟,并与二维的模拟结果进行比较,验证了该模拟的正确性。