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工程应用

半张量积方法现已在工程领域取得了广泛的应用,其应用领域包括且不限于:电力系统,燃油汽车,智能电网,基因调控,无线传感等。这里简单介绍三个典型的工程领域中半张量积方法所取得的成果。如果需要更详细地了解半张量积方法在工程中的应用,可以参考文献( Science China Information Sciences, 2018, 61(1):010202).

 

1 电力系统

电力系统是一类高阶非线性强耦合系统。此类系统的稳定性分析一直是工程科学的热点问题。许多学者利用半张量积方法对这类关键性问题做出了优秀的工作。例如:清华大学梅生伟团队利用半张量积方法对电力系统非线性模型的多项式近似系统进行表达,根据电力系统非线性模型的多项式近似系统的特点,利用多项式近似系统分析原系统平衡点及稳定性(电机与控制学报,2010,14(09):7-12) 

 

2 燃油汽车

内燃机热效率的提升是汽车工业的一个核心问题。日本上智大学大学申铁龙团队,对于内燃机热消耗数值进行离散化,通过质数个档次的分割,对燃油汽车的内燃机利用半张量积方法建模,得到一个有限值系统,再利用滚动时域方法进行反向优化,实现了内燃机热效率的提升(电机与控制学报,2010,14(09):7-12; IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2017,25(3):1100-1107)。这种内燃机喷油管理机制已经得到传统的内燃机汽车公司--丰田公司的认可。

 

3 智能电网

定价与电力分配是架设智能电网的一个核心问题。因为电力系统属于大型公共设施,不能只以营利为目的,这种多目标的优化问题一直是优化设计领域的热点研究问题。定价与电力分配问题被转化成了一个动态博弈问题(Automatica, 2016, 70: 94-10),并且利用逻辑系统对其建模。在得到了电力分配的动态模型之后,利用逻辑网络理论和半张量积方法设计反馈控制器设计,得到解决方案。