系統動力學論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇系統動力學論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.1施工企業成本控制系統結構模型

根據施工企業成本構成內容及企業價值活動，本文用因果關系圖表示了包含外部關聯、企業輔助活動以及項目實施三個基本結構的施工企業成本控制系統結構模型。此模型主要目的是用來幫助施工企業管理人員從宏觀角度掌握施工企業在建筑市場這一大環境中所處的位置及相應的成本活動。循環1和2反映了目前施工企業所面臨的“僧多粥少”的競爭局面；循環9和10從戰略角度分析了政治、經濟、市場大環境的影響，當企業發展情況不樂觀時，勢必影響到企業相關管理活動，如企業技術開發和人力資源，也會對項目的實施產生負面作用，因此這種情況也刺激了企業獲得項目的渴望度；循環3、4、5、7、8表示了施工企業與其他市場主體發生的交易活動，產生了交易成本，具體表現在搜集信息、尋找目標、合同談判、爭議協調與解決等環節。交易成本并不創造實際的價值，卻構成企業成本的一部分，因此對于施工企業來講，如何在不降低生產效率的前提下有效地降低交易成本，提高企業的核心競爭力就顯得極其重要。施工企業若想獲得持續發展，可以從有過合作關系的供應商中選擇具有互補優勢的，與其建立長期合作伙伴關系，建立起信任機制，減少談判次數和沖突發生的頻率，降低交易成本，實現雙方共贏。循環6則說明施工企業充分掌握各項成本產生動因，并且采取有效措施來控制成本，最終會形成企業的核心競爭力，有利于市場競爭。

1.2項目成本控制系統結構模型

在圖2的基礎上進一步對項目實施過程的成本控制展開研究。本文借助于系統動力學，建立了工程項目成本控制系統結構模型，包含了返工循環、變更循環、波及效應、控制反饋回路四個基本結構。通過此圖，可以清晰地掌握模型中各個變量之間的因果關系以及各個環路的性質，可以幫助決策人員加深對成本系統內部反饋結構與動態行為關系的認識和研究，幫助管理人員更好地進行成本控制。

1.2.1返工循環返工循環是系統動力學項目模型中最重要的結構，學者們在研究項目管理問題時都會研究這一循環。它反應了工作任務的執行過程，由于項目的復雜性和不確定性，工作中不可避免地出現錯誤，錯誤發生的比例受工程質量控制。返工既耗費工時又花費成本，還伴隨著工作任務相互之間的撞擊效應的產生，惡化質量、進度、成本等問題。圖3中表現為循環1、4、10。

1.2.2變更循環對于任何一個工程項目而言，工程變更也是不可避免的，工程變更主要包括工程范圍、施工條件、工程設計、技術標準的變更。變更的提出方可以是施工企業，也可以是業主和設計單位，它往往會導致工期延誤、成本失控，甚至對勞動生產率產生負面的影響。作為施工企業管理人員要加強對工程變更的控制，發生變更時要及時做好現場簽證，估算變更成本，更新進度計劃，收集索賠資料等。在工程初始階段，要經常和業主溝通協調，盡可能把變更控制在設計階段初期，將變更帶來的損失壓縮到最小。

1.2.3波及效應波及效應是一個動態變化過程原本是指某條供應鏈上某個成員因某種行為的發生，導致某變量數量上的變動，該變量的變動又會通過供應鏈成員之間、供應鏈與供應鏈之間的相互聯系對整個產業鏈產生極大影響。在本系統中，它表現為成本控制帶來的副作用，是客觀存在的，但在實踐中很少受到重視。借助系統動力學可以如實地反應這種副作用給整個成本系統帶來的影響，它使系統問題變得更加復雜，有經驗的項目經理也不能保證對該類問題系統的思考和分析，由此可見系統動力學分析模型的優勢所在。

1.2.4控制反饋回路成本控制實現的是對項目成本的管理，保證成本、質量、進度三大目標實現最優化。為了最終實現計劃目標，管理人員要密切關注項目實際發生情況，及時收集相關的各種成本數據信息，與計劃目標做對比，發生偏離時及時采取糾偏措施，或調整資源計劃或調整目標投入，以確保項目的順利進行。

篇2

跨組織知識共享是一個包含多種影響因素的復雜過程，這些因素之問相互關聯、作用，形成}一分復雜的遞階因素鏈叭基于國內外研究人員在知識轉移影響因素方面的研究成果13-71并且考慮當前云環境對于跨組織知識共享影響，文章認為跨組織知識共享的影響因素主要包括兩個維度的內容:知識提供方的知識共享促進機制以及知識接收方的知識共享促進機制(為了便于描述，文章用KP表示知識提供方，KR表示知識接收方)

1綜合云能力

組織的云能力是文章為了研究云環境對于跨組織知識共享的影響引入的一個概念，是組織應用云計算技術和服務的能力，主要由云技術應用能力和云思維能力組成。技術應用能力是組織應用不同層次的云計算服務，并和組織已有信息系統或者TC資源整合的技術能力。在知識共享的情境下，云技術應用能力體現在知識共享過程中應用云技術或者部署應用基于云技術的知識管理系統的能力。云計算的按需計算特征使得組織的云技術應用能力越高，其TC相關成本就越有可能降低，越能夠促進知識共享的績效。云思維能力是一種意識，認為云環境能夠延伸組織的TC能力的思維能力。在知識共享情境下，具備良好云思維的能力的組織可以更容易地在云環境中發現機遇，提高知識共享的效率。由于知識共享是一個交互的過程，在知識共享過程中，單獨考慮某一方知識主體的云能力是不現實的，應從整體的角度去考慮知識共享雙方適應和利用云環境的綜合能力，即綜合云能力。可以用一個簡便的辦法獲得知識共享系統的綜合云能力:綜合云能力=佚口識提供方云能力+知識接收方云能力。

2相五信任程度

信任表示對對方承諾的可靠性以及其認真履行合作關系規定的義務的信任程度。在知識共享情境下，企業之問相互信任可以使對方感覺到受到尊重，從而更愿意將自身的知識與技術與其他成員共享ray M ark Easterby Sm iih等認為當知識提供方認為共享知識存在影響其競爭優勢的風險時，知識接受方接受到知識將是無用或者質量不高的甚至根本接收不到任何知識共同樣，如果知識接受方對于知識提供方沒有充分的信任，則知識共享過程則是無效率的。和云能力一樣，知識共享的效率依賴于知識共享雙方相互信任的程度。

3知識復雜度

知識越隱性越復雜，越不容易通過編碼的方式共享，為了能夠達到有效的知識共享，知識提供方和知識接收方都需要支付更多的成本。一些實證研究也證明了知識的復雜性是影響組織知識轉移的重要因素之一，并且認為知識的復雜性和知識轉移負相關導。在文章中知識復雜度主要體現兩個方面:知識提供者共享知識的復雜度、知識接收者回報知識的復雜度。

4吸收能力

知識吸收能力為相對于知識提供方，知識接收方認識、消化和應用新知識的能力，是一個相對的概念。目前大量文獻已經論述了吸收能力的重要作用，并且現有的大多數證據都表明了吸收能力的增強能促進組織問知識轉移，并且有助于增加企業內各部門之問相互學習的知識量。在文章中，吸收能力體現為兩個方面:知識接收者對于共享知識的吸收能力、知識提供者對于回報知識的吸收能力。

二、云環境下組織問知識共享系統動力學模型

知識系統是智能型復雜自適應系統，知識共享是在受控環境中實現知識從擁有者到接受者的傳播活動，是一種包含反饋的雙向交流、縮小組織之問知識差距的過程，所以可以利用系統動力學方法對知識共享系統進行分析，許多文獻也已經證明了組織問知識共享系統符合系統動力學建模的基本條件，可以用系統動力學方法進行建模仿真。

1模型限定條件

為了既能夠接近于現實，又能夠充分利用系統動力學理論和技術對云環境下的跨組織的知識共享問題進行深入的分析，本模型具體限定如下:

第一，知識共享系統的行為主體限定為知識提供方以及知識接收方。第二，將知識共享回報因素考慮進模型，并且限定于回報是以知識的形式體現的貨幣或者其他形式的回報不在模型考慮范圍之向。知識提供方吸收回報知識的過程同樣也是一個知識共享的過程，會受到相關因素的制約。第三，基于知識生命周期的理論隊，對于組織來說，知識不是永遠積聚下去的，當知識不再能夠給組織帶來任何價值的時候，就會被淘汰。

2系統邊界的界定

系統動力學認為，內因決定了系統的行為，但是一個系統不可能是一個自給自足的、完全和外界隔離的系統，因此選擇合理的系統邊界和特定問題相關的外生變量是模型成功的關鍵。文章的研究對象是云環境下的組織問的知識共享系統。系統內存在兩類主體:知識提供者和知識接收者;知識共享活動是一個雙向的過程:知識提供方共享知識，知識接收方接收并回報知識。

3因果關系分析

篇3

自我效能(Bandura,1977年提出)是個體對自己能夠完成某一行為的是實際能力推測。也可以說,是個體對自己行為能力的主觀評價。自我效能感在體育課堂中對心理氣氛的作用大致可以分為以下4個作用:決定學生的選擇,以及對選擇活動的堅持性;影響學生面對學習困難的態度;影響新行為的習得和習得行為的表現;影響活動時的情緒。自我效能感具有隨情況而變化的情景特點,他們都是可以改變的,所以,在實施體育課堂教學時,應從以下幾個影響自我效能感的主要因素思考提高學生自我效能感的方法:個體直接體驗到更多的成功能使學生的自我效能感提高,反之則降低自我效能感,因此,教師課堂安排的教學內容的難度和復雜性,以及動作完成的目標和要求,就需要嚴密的考究。間接獲取的如觀察老師或其它同學的動作這樣的經驗對自我效能感的變化有很大影響。特別是看到與自己能力相近的同學也能成功完成動作的情況以及體育教師協調優美的示范動作，都對學生提高自我效能感有重要作用。體育教學中,體育教師的鼓勵和解說會幫助學生更加正確的判斷自己的能力,能引起學生自我效能的改變,所以,言語的勸說也是體育教師不可忽視的技巧。

1.2加強對學生的歸因指導

歸因在體育學習過程中扮演著重要的角色。歸因的方向性會直接影響到學生的情感反應,例如,將學習某一動作的失敗或成功如果歸于不同的原因會引起學生不同的情感反應。一般而言,將失敗歸于穩定的不可控的原因(如能力差、任務難等),會感覺成功完成任務很難,若把失敗歸于穩定的內部因素(能力有限),會增強消極情感。相反,將成功歸于穩定因素(如天賦)較歸于不穩定因素(如運氣)更能提高成功后的自尊感。由于“能力有限”是一種穩定的、不可控的內部原因,將失敗歸于這樣的原因是不對的。因此,最好把成敗歸于自己可以控制的、不穩定的、內部的原因,如努力程度、動機強度等。所以,要引導學生養成正確的歸因思維方式,還得強化這樣的歸因指導,讓學生的整個體育學習過程都覺得是通過努力可以實現目標的。這樣,才能使他們的體育學習或身體鍛煉行為堅持不懈,直到最終達到目標。

1.3引導學生設置適宜的目標

所謂目標定向,是指個體參與某一活動時所依據的成就目標取項。它并不是具體要達到的行為的數量標準,而是學生內心中追求的成就取向。它和我們常說的具體的目標如:達到目標所采用的步驟、策略和時間安排等概念有所區別。例如:有些同學在體育課堂中是以掌握動作、提高體能為目標定向，為了提高個人體育活動能力。有些同學則完全是以別人為參照,通過競爭超過他人是他們的目標定向,體育教師應引導學生設置適宜的目標定向、引導學生以在體育中尋找運動的樂趣、鍛煉身體、提高運動能力、磨練品質為體育學習和身體鍛煉的價值取向,不能過多的把超越某人,打敗對手放在重要位置。

1.4重視體育教師反饋信息的作用

反饋是體育教學過程中不可忽視的一個環節。例如:初學一個技術動作時,教師及時提醒,指出錯誤,學生就能及時按正確的方向去練,相反,教師在看到學生做的錯誤動作卻沒有及時指出的話,在學生心里,他們可能就會判斷這個動作沒什么問題,因為老師都沒評價,結果把錯誤動作練習的很“熟練”了。所以,學生在體育課堂中能夠獲得及時準確的反饋信息,讓他們能清楚了解自己身體健康情況、身體素質能力狀態、技能掌握水平特點,可以有利于激發學生的動機。在教學過程中,值得一提的是反饋中批評和表揚這兩種方式。一般來講,在激發學生體育動機的過程中,表揚的效果優于批評的效果。因為表揚能夠滿足學生自尊的需要,而批評往往會造成學生的自尊感和自尊心降低。

2培養和保持學生的體育學習興趣,讓課堂心理氣氛充滿“主動”

“興趣是最好的老師”,這是對興趣恰如其分的解釋。體育興趣對學生體育活動的選擇、強度和持續時間(次數)起著重要影響,它能把學生積極愉快的情感和注意與具體的體育活動緊密地聯系起來,促使他們對體育活動傾注時間和精力，它也是學生樂于參加體育活動的主觀意想向表現,是學生體育活動主動性、自覺性和積極性的標志。可見,興趣在任何一件事情中,它的作用是不可忽視的。同樣,在體育課堂中也一樣。要想創設積極和諧的體育課堂的心理氣氛,怎樣發現學生的興趣,怎樣尊重學生的興趣,怎樣培養學生的興趣也就顯得特別重要。

2.1讓學生在體育活動中體驗到愉快的感覺

一旦學生體驗到了愉快的情緒體驗,他們對參與體育活動的主動性和積極性會迅速增強。他們會從眾多的活動中主動關注和參與體育活動,并愿意增加這樣的愉快體驗感受的次數,甚至是給予一定的阻力也不能讓他們參加體育學習和身體鍛煉。這樣的心理特點就使教師在體育課堂的教學中,要把學生情緒方面的需要考慮在內,不能忽視他們的愿望和情感,在體育教學中盡量設計一些充滿樂趣的細節,尊重了學生在體育課堂中的滿意感,對培養他們的興趣就更容易了。

2.2讓學生在體育活動中體驗成功的感覺

成功的感覺真好。的確,讓學生在原本寬松的體育課堂中感受到成功是重要的,也是必要的,同時也是容易的。經常體驗到成功的學生會越來越自信,累積的自信會讓他在任務的學習中效果越來越好,形成良性循環。所以,教師除了在目標定向和設置目標方面要合適,讓學生體驗到成功的機會更多,還應用多維的思路引導學生對自己完成情況進行積極成功的評價,讓他們在成功的感覺上有一種“東邊不亮西邊亮”的感覺。

2.3讓學生充分感受體育課堂延伸出來的人文關懷

對學生的教學不僅是學科任務的教學,而且是整個人的教育,所以,在體育課堂中,教師應充分利用開放、寬松的環境,多與學生交談,多了解學生現在的想法,隨時幫助學生完善他們的世界觀和價值觀,真正做到教書育人。同時,這樣的方式也會讓學生真正感受到教師的真誠關心、拉近師生之間的距離,也讓他們感受到了被重視、被尊重的感覺。這樣,會使整個課堂心理氣氛充滿著關心與幫助、充滿著信任與尊重。這就已經是積極和諧的課堂心理氣氛的一部分了。

2.4間接興趣的培養也是不可忽視的部分

從查閱的資料來看,有些學者在對大學生的問卷調查中發現,有些大學生喜歡體育,但不喜歡體育課,可以分析,體育活動自身的魅力和吸引力讓學生喜歡,但體育課堂中按教學大綱執行的教學方法和手段并不會對每一個學生的口味,包括一些并不總能讓學生喜歡的教學內容都不能滿足學生的直接興趣為了保障課堂教學的順利進行,體現體育教學的效果,更要求學生付出更多的努力,或者因為天氣、場地、器材的原因還要吃些苦頭,所以,要加強學生的體育活動的理想和目標的教育,讓他們將體育興趣指向體育活動的長期目標和結果,不以體育活動的內容、方法和手段的變換為轉移,只有配備這樣的間接體育興趣,才是具有穩定、深刻、而又持久的體育興趣。

3引導學生的體育態度,是保持體育課堂心理氣氛正確方向的關鍵點

所謂體育態度,是指個體對體育活動所持有的認知評價、情感體驗和行為意向的綜合表現。體育態度對學生體育學習中的參與和學習的效果產生著重要影響,對學生怎樣來看待體育學習和鍛煉的價值的判斷緊密相關,個體對體育學習和身體鍛煉的不同認識就會產生不同的體育態度。因此,體育價值觀是學生形成體育態度的關鍵地方,進而影響到整個班對體育價值的認識,一旦大多同學形成客觀認識體育功能的價值,就會形成正確的體育態度。體育態度的轉變有它內在的過程與規律,我們不可盲目實施。同時,在轉變學生的體育態度上應考慮到體育態度的轉變要注意方向和深度的問題。不僅要把消極的體育態度轉變到積極的體育態度,還要在積極體育態度程度上下功夫。總的來說,在體育教學中,在依靠某些方式和方法轉變學生體育態度時,應充分考慮到以下幾個方面。

3.1原有的態度與目標態度的距離差距

前后態度距離過大,體育態度轉變的難度也大,前后態度之間的差距小,則相對容易轉變。所以,在轉變體育態度的過程中,應保持一個原則:不應操之過急,也不要輕易放棄。

3.2體育實踐活動的參與多少影響著體育態度的轉變

體育實踐活動的增加可影響體育態度的轉變,這是因為在體育實踐活動中,學生能夠獲得它們原先沒有體驗到的體育活動的樂趣,沒有感受到不同的體育項目中,蘊藏著不一樣的樂趣。當他們真正感受到這些價值與樂趣的時候,他們對體育活動的認識會更深入一些,會給他們形成正確抉擇提供充足的信息保障。

3.3必要的規章制度和嚴格的要求

沒有規矩,無以成方圓。可見,一定的約束對形成某項態度和行為是必不可少的。規章制度的訂立,會避免教師多次、重復地就一些問題解釋它的合理性,次數一多,勢必影響師生和諧的課堂關系,直至破壞課堂心理氣氛。規章制度的訂立,會統一大家心里的標準,什么樣的態度可行,什么樣的行為可做,就不用遇到事情后再補充。

3.4勸說學生的態度

學生將正確的體育觀點和信念內化到自己的價值體系之中是體育態度轉變的最終目的,體育態度轉變的過程是需要吸收大量信息,信息量的給予,對于教師來說,不外乎言傳身教,在言傳的過程中,宣傳體育活動的價值、意義,試圖改變學生體育態度的時候,勸說學生的態度是否誠懇、堅定,對學生體育態度的轉變有著不一樣的效果。身教的時候大多數時候是一種潛移默化,所以,教師在整個教學過程中,甚至是課外生活中,應樹立起堅定的體育價值觀,表現出積極的體育態度,這樣才能做到以身作責。

篇4

欠驅動機械系統（英文全稱：underactuated mechanical systems）主要研究的是處于非完整多體系動力學控制問題。在動力學研究領域中，非完整系統作為速度約束系統，是不可積的，而欠驅動飛完整系統則是廣義的非完整系統，廣義坐標的維數超過了控制輸入維數的數量。欠驅動機械系統具有完全驅動機械系統所不具備的優勢，主要體現在控制輸入數比系統狀態變量的個數要低，但是會由于驅動的減少而降低系統的總質量和能源消耗，同時還能夠完成完全驅動的各項任務。

一、欠驅動機械系統的動力學模型

本論文采用拉格朗日動力學研究方法，建立陀螺擺動力學模型。

（一）陀螺擺動力學模型

陀螺擺動力學模型主要分為兩個部分，即機械臂和電機驅動下的圓盤。陀螺擺系統結構見圖1。

采用這種控制設計，可以使模糊搖起控制器在短時間內達到控制目標。當系統處于搖起的平衡區域內的時候，能量持續增長，并滿足了大于零的需求。但是，由于結構設計簡單，當第一桿搖起的時候，處于豎直位置，第二桿如果出現不同的狀態，就會導致切換的轉矩擴大，從而導致擺動角度快速變化，不夠穩定。

結語：

綜上所述，欠驅動系統的研究中，主要研究陀螺擺系統和機械臂Pendubot系統的平衡控制。但是，由于兩種設計結構都具有非線性特征，因此導致控制適應性較差，無法到達理想的控制效果。本論文通過建立陀螺擺和Pendubol系統的動力學模型，基于能量模糊控制，建立Pendubot系統搖起控制方法，并設計LQR方法的控制策略，實現了搖起與平衡感控制的平穩過渡。

參考文獻：

[1]張文增，陳強，孫振國，徐磊.高欠驅動的擬人機器人多指手[J].清華大學學報（自然科學版），2004.44（05）.

篇5

1.引言

空投滑翔體與飛機分離一段時間后滑翔翼展開。此時滑翔體具有較高的水平運動速度和一定的豎直運動速度，翼板在展開機構和在空氣動力的共同作用下迅速展開，運動到極限位置與限位固定鎖緊裝置發生碰撞并鎖緊。該過程是一個及其復雜的過程，在設計過程中，明確翼板的展開方式，掌握翼板的動力學參數，對翼板的結構設計具有重要指導意義。

本文對包腹翼展開過程進行了動力學分析，建立了動力學模型；通過對翼板流體動力學仿真計算，得到了翼板的流體動力方程。在此基礎上，應用ADAMS建立了翼板展開過程的動力學仿真模型，通過仿真計算，得到了翼板在展開過程中的運動學和動力學參數。

2.系統動力學分析

2.1 坐標系

在分析過程中，由于開翼時間比較短，忽略系統縱向速度變化，并且假設滑翔體不動，受到系統運動反方向的氣流，這樣該系統就簡化成一個二自由度系統，建立如圖1所示的直角坐標系xoy。為了更方便進行動力學分析，采用廣義坐標系θ1、θ2來描述該系統，其中θ1是翼片1的弦與豎直方向的夾角，θ2為翼片2的弦與豎直方向的夾角。A、B分別為翼片1和翼片2的質心。

3.動力學仿真

在ADAMS中建立模型，如圖3所示。

仿真結果可以看出，展開過程中翼片2首先開始動作，繞兩翼片的連接軸旋轉展開，只到兩翼片限位機構發生碰撞并鎖定，在此過程中翼片1保持不動，當兩翼片之間鎖定之后，一起繞翼片1與滑翔體之間的軸旋轉展開到位。整個過程用時0.18s，兩翼片所受最大流體力分別為730N和623N，翼片展開最大角速度為1336°/s。

4.結束語

本文對翼片展開全過程的系統動力學特性進行了研究，得到了翼板的流體動力特性、運動學和動力學特性，為翼片結構的強度校核提供了輸入，對翼片的設計和修改提供了強有力的技術支持，也為同類機構的設計提供了快捷的研究方法。

參考文獻

[1]李莉，任茶仙，張鐸.折疊翼機構展開動力學仿真及優化[J].強度與環境，2007，34（1）：17-21.

篇6

20世紀50年代后期，系統動力學逐步發展成為一門新的領域。初期它主要應用受工業企業管理，處理諸如生產與雇員情況的變動，市場股票與市場增長的不穩定性等問題。此學科早期的稱呼——“工業動力學”即因此而得名。而后，系統動力學的應用范圍日益擴大，從民用到軍用；從科研、設計工作的管理到城市擺脫停滯與衰退的決策；從世界面臨指數式增長的威脅與資源儲量日益殆盡的危機道檢驗糖尿病的病理假設，應用范圍非常廣泛。

20世紀60年代是系統動力學成長的重要時期，一批代表這一階段理論與應用研究成果水平的論著問世。福瑞斯特教授發表于1961年的《工業動力學》（Industrial Dynamics）已成為本科學的經典著作，它闡明了系統動力學的原理與典型應用。《系統原理》（Principles of Systems，1968）一書側重介紹了系統的基本結構。《城市動力學》（UrbanDynamics，1969）則總結了美國城市興衰問題的理論與應用研究的成果。

20世紀70年代系統動力學進入蓬勃發展時期，由羅馬俱樂部提供財政支持，以Meadows為首的國際研究小組所承擔的世界模型研究課題，研究了世界范圍的人口、資源、工農業和環境污染諸因素的碩士論文相互關系，以及產生后果的各種可能性。而以福瑞斯特教授為首的美國國家模型研究小組，將美國的社會經濟作為一個整體，成功地研究了通貨膨脹和失業等社會經濟問題，第一次從理論上闡述了經濟學家長期爭論不休的經濟長波產生和機制。

這一成就受到西方的重視，也使系統動力學于20世紀80年代初在理論和應用研究兩方面都取得了飛躍地進展，達到了更成熟的階段。目前系統動力學正處在一個蓬勃發展的實際系統系統行為結果

實施應用模型模擬決策分析評估現實系統模型時機，其自身的理論、方法和模型體系仍在深度和廣度上發展進化。

篇7

科研：“我會再接再厲”

記：非常感謝曹教授能在百忙之中抽出時間接受我們采訪，希望這不會影響到您其他的工作安排。

曹：不必客氣，有什么問題你們可以隨便提問。

記：曹教授，我們知道您現在擔任哈工大航空學院的飛行器動力學與控制團隊責任教授以及動力學與振動控制實驗室主任，目前主要從事航天器空間飛行器然后航空發動機、大型發電機等復雜機構與結構的非線性耦合動力學與振動控制方面的研究工作。請問您是從什么時候開始研究的，目前主要取得了哪些成績？

曹：2006年5月，我結束在英國蘭開斯特大學的科研工作回國后，來到哈工大工作。此后，我就開始從事轉子系統，包括大型氣能發動機組、大型風力發電設備、航空發動機等旋轉機械的振動與穩定性問題的一些研究，并在轉子軸承的油膜力表征、帶葉片盤的轉子軸承系統的非線性振動、葉片機匣的碰摩力表征以及雙轉子系統的復合碰摩等方面都取得了一些成果。關于這方面的研究論文，主要發表在了英國《機械工程師會刊：工程摩擦學》、《摩擦學國際》、英國《聲與振動》、美國機械工程師協會的《振動與聲學》、《振動與控制》和《國際機械科學》、《振動與沖擊》、《力學季刊》、《航空動力學報》等國內外知名學術刊物，同時還包括一些在國內外的學術會議上報告和交流的一些論文。

2008年，我參加了國家自然科學基金重大研究計劃“近空間飛行器關鍵基礎科學問題”，并且主持了高超聲飛行器非線性耦合動力學與熱彈性顫振控制相關的兩個培育項目，因此在機翼以及臂板顫振和控制方面也取得一些成果，提出了包含非線性反饋在內的組合控制律，適用于不同飛行速度的遞進式控制律，不同程度地提高了顫振的臨界速度。這些相關的成果發表在《中國科學》、《非線性動力學》、《國際聲與振動雜志》等學術刊物上。

另外，在航天器研究方面，我從2010年開始著手研究航天器的部件以及衛星和火箭之間的隔振問題，包括主動隔振，被動隔振，主被動一體化的減振、隔振問題，同時還主持了相關的減振/隔振的幾個項目。從研究思路來說，我們主要是采取了電磁式的隔振器，包括這個現在用的很新的隔振平臺技術方面的工作，并且設計了相應的隔振平臺，從而獲得了比較好的隔振效果。目前，這部分工作還正在開展當中。

實事求是地說，這些年來我們的研究工作雖然已經取得了一些成績，但有很多工作還需要深入研究，還需要進一步努力，同時還要多跟國內外的同行進行交流。

記：說到學術交流，我們知道您參加過很多國內外專業學術討論會，并作了很多重要的學術報告，給您印象最深刻哪次會議，會議起到哪些作用？

曹：是的，我確實受邀參加過很多國際會議，在這些國際會議中，我大多擔任分會場主席，主持討論。此外，我自己也組織過相關的國際會議。要說印象最深刻的學術會議，我覺得2012年在北京召開的第23屆國際理論與應用力學大會（International Congress of Theoretical and Applied Mechanics，簡稱ICTAM）作為國際力學界最權威的學術聯合體IUTAM組織的最重要的學術大會，自1924年在荷蘭代爾夫特市首次舉辦后，每4年舉辦1次，迄今已經在世界范圍內成功舉辦了22次。由于IUTAM的權威性，ICTAM大會在國際力學界有著強大的號召力，被譽為國際力學界的“奧林匹克盛會”。由胡海巖院士主持召開。據不完全統計，有來自世界各地的1300多名力學工作者參加了第22屆ICTAM大會的學術交流，共收錄論文1322篇論文，其中包括來自中國大陸的近200篇論文。因此，從這個角度而言，這個會議能夠在我們國家召開，不僅是我國力學界的一次盛舉，而且充分體現了近年來中國力學水平的提高，是我們國家力學研究躋身于世界前列的一個表現。

對于這個會議，我的印象非常深刻，這個會議在我們國家召開，應該說對于我國的力學研究，尤其是動力學與控制及其工程應用的研究與發展起到了非常積極的作用。

記：作為哈工大航天學院的教授、博士生導師，您對我國航天事業現狀肯定有很深的了解。那么，您認為我國在航天航空領域還有哪些不足？

曹：我從事的是關于航天器結構振動與控制方面一些研究工作，所以還是著重從這個角度來談一談吧。應該說，我國近些年在這些領域的研究取得了很大的進步，但是還有很多相關的挑戰性的問題，比如大型航天器柔性結構振動對姿態運動、軌道穩定性等的影響，又比如說柔性結構振動與姿軌運動的協調控制器的設計與實現、連接鉸間隙帶來的非光滑系統動力學與控制問題，都需要深入的研究。

從航空領域來說，涉及大飛機的大展弦比機翼的顫振及其抑制也需要開展仔細地研究。此外，航空發動機轉子系統振動問題同樣是亟待解決的關鍵問題之一。

教學：“關鍵還是要培養學生的獨立科研能力和創新能力”

記：作為博士生導師，您最注重對學生哪些方面的培養，目前為止您培養過多少優秀的博士生，他們都在哪些領域為國家做著貢獻？

曹：就博士生培養而言，我認為最重要的還是要培養學生的獨立進行科研工作的能力，簡而言之，就是要著重培養學生的科研創新能力。也就是說，要在科研過程中，培養學生發現問題和解決問題的能力。當然，除了這些，還需要培養學生具備一些與科學研究相關的工作能力。比如說，從問題的提出到申請相應的項目，然后對這個項目進行相應的計劃和解決，最后寫出相應的科研報告等等，各個方面都需要培養。與此同時，導師還應當關注學生的修為和交流能力，比如說溝通與學術交流方面的能力培養、國際視野的培養等。

基于這些理由，我們會鼓勵學生參加相應的國際會議，并且也會派出學生進行聯合培養，同時我們因為自己組織過一些國際國內的學術會議，所以我們的學生在這個過程當中，也參與了這樣一個國際國內學術會議的組織安排等這樣一些工作。應該說，在博士生的培養方面，我們做的工作應該是比較全面的。

我在國外工作的時間比較長，2006年才回國，因此直到2006年我才開始帶自己的研究生。迄今為止，已有9人獲得了博士學位，他們分別在相關的科研院所和高等院校工作，如涉及航空航天的研究院所、南京理工大學、哈爾濱工程大學等單位。

至于說為國家做出了哪些重要貢獻，我想到現在還說不上。不過，從我了解到的情況來說，他們目前都已經在各自的工作崗位上發揮了一些積極的作用。

記：除了在哈工大從事教育工作，您還曾到香港、英國、澳大利亞等海內外進行訪問或教學，在這一過程您感覺和國外的教育方面有哪些差別？

曹：這個問題，我可以簡單地談一點自己的看法。1996年和1999年，我在香港理工大學的土木與結構工程系做了一些合作研究，2000―2006年在英國蘭開斯特大學物理系，也是做一些合作研究，后來去澳大利亞做了一個短期的訪問。通過在這些個國家和地區的合作研究，我本人也確實接觸到了一些新的東西，從而了解到國外教學與研究方式跟我們當然有一些區別。

我認為國外的教育跟我們最大的一個區別就是他們更注重啟發式的教學，并且更關注學生動手能力的培養，尤其是在研究成果的展示方面，外國的學生具有相當的優勢。因為他們從高中、大學、研究生到博士生都一直有相應的展示的機會，都要做相應的研究與交流，還要做相應的報告。所以國外學生在成果展示以及和外界的交流等方面，具有一定的優勢。但從另外一個角度來看，我們中國學生的基礎更好，更扎實，學的東西也更多一些。

因此，我們經常可以看到這樣一種情況，就是中國的學生大概在剛畢業的一兩年，如果要和國外的學生去競爭的話，那么在成果展示和交流能力方面可能會稍微差一些，但是一旦我們熟悉了國外學生的研究方法，應該說中國的學生還是很有優勢的。

目標：“教學與科研工作應當并舉，不可偏廢”

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0引言

高速凸輪機構中，由于構件的慣性力較大，構件的彈性變形及在激振力作用下系統的振動不能忽視，一方面它使得從動系統輸出端的運動規律與輸入端的運動規律存在差異，需要適當修正輸入端運動規律，使輸出端運動規律符合設計要求;另一方面，約束反力一直處于變化狀態，了解約束反力的變化規律可為工程技術人員設計軸承和構件尺寸提供設計數據。

1凸輪機構動力學模型的建立及其動力學方程式

為了簡化計算，通常將構件的連續分布質量看作是集中在一點或若干點的集中質量，用無質量的彈簧來表示構件的彈性，用無質量、無彈性的阻尼元件表示系統的阻尼，并忽略一些次要的影響因素，從而把凸輪機構簡化為由若干無彈性的集中質量和無質量的彈簧以及阻尼元件組成的彈性系統。圖1為偏置尖底直動從動件盤形凸輪機構及其動力學模型。滾子和凸輪軸因剛性大可不計其彈性變形。彈性系統的運動微分方程為:

中E為從動件材料彈性模量，A為從動件截面積，1,為從動件長度;

在不考慮工作載荷對凸輪機構輸出件運動規律的影響，并忽略阻尼和鎖合彈簧的彈簧剛度的情況下，該彈性系統的運動方程式簡化為:

2凸輪機構運動學仿真

利用Matlab語言對凸輪機構進行運動學仿真。假設凸輪軸采用鑄鐵，滾子采用青銅材料，從動件采用45鋼(E-----206GPa,p=7850kg/m3，直徑為20mm,長度為1000mm，則m=2.46k,kf=6.5Xl0’N/m,忽略鎖合彈簧的彈簧剛度和系統阻尼系數，得到系統固有頻率為:

由于當激振頻率與系統固有頻率之比大于等于0.1時，成為高速凸輪，取激振頻率為800rad/s.

擺線運動規律的加速度曲線沒有突變，理論上不存在沖擊，故常用于高速凸輪機構，下面運用擺線運動規律來求解動態下從動件的實際運動規律。擺線運動規律的位移方程式為:

根據式(2)、式((4)、式(5)解微分方程，利用Matlab得出其理論和實際的運動曲線，見圖2.中國-從圖2中可以看出，實際輸出曲線和理論輸出曲線存在一定的偏差。將式(2)中的從動件輸出端位移y，改為擺線運動規律，解微分方程求出從動件輸人端位移y，從而對凸輪輪廓進行適當修正，使實際輸出曲線盡可能接近擺線運動規律。修正后凸輪輪廓曲線為:

3凸輪機構動力學仿真

由于凸輪機構為負配置，壓力角a公式為:

分別對實際輸出曲線方程進行一次和二次求導，由于凸輪機構為負配置，推程時的壓力角大于回程時的壓力角，因此推程時凸輪所受的力大于回程。在不考慮靜態力的作用下，利用Matlab軟件進行編程，得出凸輪軸推程時所受力的變化規律圖，就可滿足設計軸承和構件尺寸的需要。

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1前言

化學鏈燃燒(CLC)是一種新的無火焰燃燒技術[ 1~6]。該技術具有非常高的能源利用效率[2]，沒有NO 釋放[3]，特別是在使用含碳氣體燃料(CO、CH4等)時，燃燒產物僅包含CO2和H20，只需經過簡單的冷凝就能得到高純度的CO2，從而以較低的能源消耗實現CO2的減排。因此，化學鏈燃燒技術具有廣闊的發展前景。

2化學鏈燃燒中使用的氧載體材料

化學鏈燃燒包括兩個串聯的反應器：燃料反應器和空氣反應器。金屬氧化物作為氧載體，在兩個反應器中循環，實現氧的轉移。因此，氧載體的性能對化學鏈燃燒技術的應用非常關鍵。該技術要求氧載體具有如下性能：

(1)在循環使用中始終具有良好的反應性；

(2)具有較高的氧交換效率，即循環過程中利用的氧質量與總的固體質量之比較大，從而減小反應器尺寸，降低反應器阻力；

(3)具有較高的機械強度，在循環使用過程中不易破碎；

(4)價格低廉，并且不會產生二次污染。畢業論文 圍繞氧載體在循環使用過程中反應性以及機械性能的變化，許多研究人員使用H2、CO、CH4為燃料，利用不同的實驗設備，在不同的實驗條件下開展了研究工作[2~6]。所研究的氧載體包括Fe、co、Ni、Cu、Cd、Mn等金屬的氧化物以及這些金屬氧化物與不同比例的團聚劑混合制成的大顆粒。這些氧載體在循環使用過程中可能存在的一個問題是必然會有少量的金屬氧化物進入大氣環境，成為新的污染源，從而危害人類健康和自然環境。因此，探索新的氧載體材料非常重要。

基于化學鏈燃燒技術對氧載體性能的要求以及使用金屬氧化物作為氧載體時潛在的問題，本文提出了一種新的氧載體CaSO4，并對其作為氧載體時在化學鏈燃燒中的熱力學和動力學特性進行了初步研究。

3 CaSO4還原一氧化反應的熱力學分析

3．1 燃料反應器中發生的還原反應

當使用甲烷(CH4)為燃料時，氧載體CaSO4在化學鏈燃燒過程中發生的反應主要為：

CaSO4+ CH44 CaS+CO2+ 2H20

除了以上主要反應外， CaSO4和CH4系統還包括一系列復雜的中間反應，碩士論文 生成包括SO2在內的大量中間產物。如CH4和H20之間的反應，導致H2和CO2的生成，從而進一步生成H2S、SO2等。因此，該反應的平衡組分中除了主要產物H20和CO2外，還包括多種微量的氣體成分，如H2、H2S、SO2、氣態S等等。圖1顯示了CaSO4和CH4系統在不同溫度下的平衡組分。

從圖1可見， CaSO4和CH4系統在不同溫度下達到平衡時，主要生成產物是氣態的H20、CO2和固態的CaS。當溫度達到1073 K時，在固相組分中開始出現CaO。此時，氣相組分的變化也相應發生一些改變，組分H2S的含量在1073 K時最小，SO2的含量變化開始減慢。總的來看， H2S、SO2的含量均較小。從熱力學的角度，使用CaSO4為氧載體時的最佳溫度為1073 K。

煤的加壓氣化是大規模煤氣化發電技術的發展方向。為了與煤的氣化系統耦合，研究較高壓力下氧載體的性能是必要的。圖2顯示了溫度為1073 K時，CaSO4和CH4系統在不同壓力下達到平衡時，生成產物H2S、SO2的含量變化。可以發現，壓力增加對SO2的影響不大，而H2S的含量有較大增加。但H2s含量隨壓力的增加并不是一個線性關系。在壓力達到10x 1．01325×10 Pa后，H2S含量的增加幅度明顯減緩。H2S含量的增加可能是由于壓力增加，增加了平衡組分中H2以及S2的含量，這樣，平衡時H2S的含量也相應增加。

3．2 空氣反應器中發生的氧化反應

燃料反應器中還原生成的CaS在空氣反應器中發生氧化反應，生成CaSO4，并放出大量的熱量，它是化學鏈燃燒的能量來源。因此，CaS在空氣反應器中的氧化性能對化學鏈燃燒技術非常重要。對于生成的CaS氧化反應，根據熱力學分析，1．01325×10 Pa下，直到1845 K的高溫，生成產物僅包含CaSO4，而不會有SO2生成。即只發生以下反應：CaS+2O2CaSO4高于這個溫度，生成產物中就有CaO和SO2出現，即有如下反應發生：

CaS+3／2O24 CaO+SO2

4 CH4還原CaSO4的動力學研究

使用天津化學試劑廠的分析純CaSO4·2H20，在實驗室熱重一傅立葉紅外分析儀(TG—FTIR)上對CaSO4和CH4的反應動力學進行了試驗研究。醫學論文 圖3是升溫速率為20 K／rain， CaSO4和CH4反應系統的失重曲線。在熱重曲線上， 100。C附近的失重峰顯示的是CaSO4·2H20的脫水過程， CaSO4與CH4的反應出現在900。C附近，較為明顯的失重出現在950。C左右。最大失重速率出現在1047。C，失重率為15．17％／rain。利用Coats—Redfern積分式得到CH4還原CaSO4的反應活化能E=1721．31kJ／tool， lnA=148．47。

圖4所示為升溫速率為20 K／min， CaSO4和CH4反應系統氣相組分的紅外光譜圖。從譜圖可以看到CaSO4和CH4反應系統的氣相組分中確實有SO2存在，如何減少SOs的生成量，控制SOs的排放，是CaSO4作為化學鏈燃燒的氧載體必須考慮的問題。

5 結論

通過對CaSO4和CH4反應系統的熱力學分析和動力學分析，可以得到以下結論：

(1)以CaSO4為氧載體能夠實現化學鏈燃燒。

(2)在適當的溫度范圍內， CaSO4還原的直接產物是CaS，而不是CaO和SO2； CaS氧化的直接產物為CaSO4，也不是CaO和SO2。因此，不會有大量的SO2生成。

(3)溫度和壓力對SO2、H2S的生成有重要影晌。從熱力學的角度， 英語論文 1073 K是最佳的使用溫度。壓力對SOs的生成影響較小，而對H2s的生成影響較大。

(4)控制SO2的釋放是使用CaSO4為氧載體時必須考慮的問題。

參考文獻

[1]姚強，陳超．潔凈煤技術．北京：化學工業出版社， 2005．1-10

[2]Jin H，Ishida M．Anovel Gas Turbine Cycle withHydrogen—Fueled Chem ical—Looping Com bustion．Int．J．of Hydrogen Energy，2000，25(12)：1209—1215

[3]Ishida M，Jin H．A Novel ChemicM-Looping Combustor without NOz formation． Ind． Eng．Chem．s．，1996，35(7)：2469-2472

[4]Jin H，Ishida M．Reactivity Study on Natural-Gas-FuelledChemical Looping Combustion by a Fixed—Bed Reactor．Ind．Eng．Chem．Res．，2002，41(16)：4004-4007

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（2）國家模型:中國SD模型(SDNMC)建立于08年代末，能用于研究數十年乃至百年內中國發展總趨勢，揭示未來社會發展的矛盾、問題和阻礙因素，并提出預見性的發展戰略和建議。

（3）區域或城市經濟發展模型:西方城市SD模型(Jay.W.Forrester，1968年)揭示了西方國家城市發展、衰退、復蘇的內在機制;王其藩建立的中心城市技術開發與經濟增長的SD模型，研究了上海市城市碩士論文利技、教育、經濟三者的協調;張炳發建立的佳木斯市宏觀經濟系統仿真模型，研究了城市宏觀經濟系統的結構和功能;吳健中等人建立的新疆社會經濟發展的SD模型，探討了新疆社會經濟發展的制約因素。

此外,系統動力學還用于企業管理、城市規劃、環境與農業的發展和建筑工程管理等方面，其應用范圍越來越廣泛。

3.1.4系統動力學基本特點

系統動力學解決問題的獨特性就是建立規范的數學模型。從系統內部的微觀結構入手建模，同時借助計算機仿真技術來分析研究系統結構功能與動態行為的內在關系，從而找出解決問題的對策。基于因果關系和結構決定行為，這就是系統動力學建模的獨到之處。

(l)所建模型與管理者的思維模型相溝通。任何模型一般總是要組織信息、澄清觀點、統一認識，對令人困惑和有爭議的系統行為給出令人滿意的解釋。系統動力學的建模技術易于將管理者的思維進行量化。

(2)研究問題注重從因果機制出發。因果關系是存在于各種現象的普遍關系。從因果關系出發，分析各因素之間構成的因果反饋環，才能從紛亂的現象中找出發生這些現象的內在原因和形成機制。

(3)從觀察系統結構入手。系統動力學認為系統結構是系統發展的內在動力。只有了解了系統的結構和變化機制，才有可能預測系統未來的行為。因而系統動力學模型也被稱為“結構依存型”模型。

(4)內生化處理。系統動力學模型從內部尋求解釋系統行為的規律，重點在于模型的內部結構。

(5)非線性行為。系統動力學模型能夠處理復雜的非線性系統，因而適于系統動力學在供應鏈管理中的應用研究研究社會經濟系統這樣的復雜系統。

(6)延遲特性。系統動力學模型引入了延遲機制，使模型與所描述的實際系統更為接近。

(7)能夠進行政策仿真。系統動力學模型是實際系統的實驗室，利用模型仿真剖析系統，獲取更豐富、更深刻的信息，進而覓尋解決問題的途徑。系統動力學解決問題的過程實質上也是尋優過程，其最終目的是尋找系統較優結構，以求得較優的系統功能。

3.1.5在需求工程中應用系統動力學的可行性

人類的社會系統中存在兩類復雜性問題:“細節性復雜(Detail Complexity)”，和“動態性復雜(Dynamic Complexity)”。細節性復雜是指問題的變量很多，要解決此類問題須考慮的因素千頭萬緒，并且要處理的工作項目十分繁瑣，傳統的作業研究和策略規劃即在處理這類問題。所謂的動態性復雜則是指引發此類問題的因素或變數可能不多，但是變數之間環環相扣，彼此交錯，互為因果，且大都有時間上的延遲(delay)。一般而言，這類問題具有以下的特征:

(1)原因和影響不明確，且影響的結果往往并非顯而易見的，因為因與果往往不在時空上直接的關聯。

(2)同一行動其短期和長期的影響常具有極大的差異。

(3)一個行動在不同的部門中，會產生一連串不同的結果。

(4)可見的干涉行為，產生不可見的結果。