A Spectral Projected Gradient-Newton Two Phase Method for Constrained Nonlinear Equations

In this paper, we proposed a spectral gradient-Newton two phase method for constrained semismooth equations. In the first stage, we use the spectral projected gradient to obtain the global convergence of the algorithm, and then use the final point in the first stage as a new initial point to turn to a projected semismooth asymptotically newton method for fast convergence.

一种修正的脉冲噪声滤除算法

随着计算机技术的快速发展,图像去噪技术得到了迅速的发展。由于其高效性,图像去噪中的两阶段法引起了许多学者的关注。在两阶段法第二阶段的脉冲噪声去除中,针对原来的共轭梯度法充分下降性受参数选择限制的不足,提出了一种修正的共轭梯度(CG)算法。该方法的一个优点是每次迭代的搜索方向都满足充分下降条件,并且该条件不受参数选择限制。在Armijo线性搜索条件下,证明了其全局收敛性。数值实验结果表明,该方法滤除脉冲噪声不仅不受参数的影响,还能处理参数为负的情况,并且比原来的方法效果更好。

基于分段斩波控制的开关磁阻电机新型电流梯度法

针对开关磁阻电机传统电流梯度无位置传感器方法不适用中低速运行以及输出转矩低等问题,提出了一种电压斩波与电流斩波分段控制下的新型相电流梯度法.在检测到相电流峰值之前采用电压斩波控制方式,通过比较前后时刻相电流的大小确定相电流峰值,获得位置脉冲信号;检测到相电流峰值之后将控制方式切换为电流斩波控制,充分利用直流母线电压,进而获得更高的输出转矩.该无位置传感器方法适用的转速范围宽,不需要增加额外的硬件电路,并且能够提升电机在中低速度范围内的输出转矩.该文对所提方法进行了理论分析,并在此基础上进行了仿真和实验,结果验证了方法的可行性和有效性.

基于前后逐段逼近的含多分支配电网单相接地故障测距方法

随着配电网的发展,T接分支的大量接入使得配电网结构复杂,传统测距算法通常忽略分支,测距精度变低,研究含多分支配电网单相接地故障测距具有重要意义。为此,提出一种基于前后逐段逼近的含多分支配电网单相接地故障精确测距方法。首先,分析分布参数模型,根据零序电压、电流关系,提出故障区段判别系数,判别最小故障区段。其次,利用最小故障区段两端的零序电压、电流建立故障测距函数,采用梯度下降法求解精确故障点。最后,在PSCAD仿真平台上对所述方法进行验证。结果表明,所提方法可确定故障最小区段,精确计算出故障点,并具有较强的耐受过渡电阻能力,能较好适应高渗透率分布式电源的接入。

基于PRP共轭梯度的图像去噪算法

两阶段算法是去除椒盐噪声的一类非常有效的方法.该文设计了一类PRP共轭梯度法来求解两阶段法中的无约束最优化问题.该方法具有两个显著特点:搜索方向具有充分下降性;结合一类定制的Armijo型非精确线搜索,其点列的梯度趋于零,而不是通常共轭梯度法的下极限趋于零.将所设计方法及一些经典的共轭梯度法应用到两阶段算法的最优化问题中,数值结果表明该文设计的方法在收敛速度与计算精度方面都具有优势.

一种井筒液面位置准确识别与分析方法

传统通过深度-压力关系图确定井筒液面位置的方法,当遇到压力不稳定、流体密度不均匀、测点少等情况时存在精度不够或无法计算的问题。提出了依靠试井手段,在测取全井筒多点压力、温度的基础上,先根据全部井段压力温度梯度判断液面所在井段,再利用液面上下的实测点的压力和压力梯度计算液面位置的补充算法。当上部的气柱只有一个测点或者根本没有测点而无法进行线性回归的情况下,传统算法无法计算液面的位置,因液面附近的流体性质与液面上下实测点的流体性质最为接近,此方法提高了液面计算的准确度。经SQ储气库S4-1等多口井成功应用,计算结果符合生产实际情况。该方法提高了井筒内流体密度不均匀条件下液面位置的计算精度,是传统液面位置计算的有效补充。

解调电路相位自动对齐系统设计与实现

在空间引力波探测项目中,能否实现高精度电容位移传感技术直接关系到项目的核心指标实现。在电容位移传感链路中,解调电路去除噪声能力限制整条链路性能,其中,参考信号与输入信号之间的相位差影响电路去除噪声能力。为了最大限度地提高系统的信噪比,针对当前研究的局限性,提出一种解调电路相位自动对齐系统。首先,介绍了整个系统的构成;其次,对基于动量下降法的相位对齐方法进行详细介绍,参考信号相位自动移动,移动的步长根据动量梯度下降法动态调整;然后,提出对相敏检测器的波形进行检测;接着结合两个方法提出解调电路相位自动对齐系统,提高了系统的可靠性和抗干扰性;最后用标定平台模拟电容位移传感中的电容差,将文中提出的方法与遍历相位对齐法进行比较,发现该方法能够准确地对齐相位,性能平均提升0.136%,同时在示波器上观察信号相位已经准确对齐。

金属增材制造条件下二元合金三维微观组织的相场法-有限元法预测

基于开源相场法代码PRISMS-PF所提供的相场法-有限元法计算架构,开展了A356铝合金MAM过程的模拟仿真研究。计算分析了工艺参数(温度梯度与扫描速率)以及初始固相形貌对溶质浓度、一次枝晶臂间距和晶粒形貌的影响,再现了微观偏析、晶粒竞争生长以及二次枝晶臂等现象,并与实验结果进行了对比验证。对比不同工艺参数(温度梯度与扫描速率)情形下的预测结果,发现一次枝晶臂间距随温度梯度与扫描速率乘积的减小而增大,而随着温度梯度与扫描速率的比值逐渐减小,晶粒形貌由平面晶逐渐向胞状晶、柱状晶以及树枝晶转变。对比不同初始固相形貌情形下的预测结果,发现当温度梯度与扫描速率的比值较小时,即液-固界面前沿的成分过冷区越大时,非平整的初始固相形貌对晶粒生长过程造成的影响越明显。

基于Rademacher测量的相位恢复SAF算法

研究了在Rademacher测量下的相位恢复SAF算法。数值实验表明,在给定m≥4n测量值的情况下,SAF算法具有良好的经验成功率和鲁棒性。

梯度多孔介质腔体内固液相变过程数值研究

基于格子玻尔兹曼方法,利用四参数随机生长法生成梯度多孔介质,采用描述相变糊状区的两区域模型,求解了孔隙尺度下梯度多孔介质腔体内固液相变过程,分析了相变材料的相场分布、融化速率及热壁面平均努塞尔特数的变化,并改变相邻多孔介质孔隙率的差值,探究了梯度多孔介质对固液相变影响的一般性规律。结果表明:相变材料的融化过程与多孔介质梯度的方向有关,沿热量传递方向梯度(x向梯度)变化对相变材料融化速率影响大,且低孔隙率多孔介质靠近高温壁面时相变材料融化速率最快;竖直方向梯度(z向梯度)变化对相变材料融化速率影响小,融化速率的不同主要体现在相变后期方腔内竖直方向温度均匀性的差异;相邻孔隙率差值的改变影响方向梯度多孔介质的传热能力。

相位梯度法计算近场角闪烁的解析式

角闪烁作为重要的目标特征信号,对雷达系统的影响主要发生在目标近场,而目前的角闪烁预估大多基于远场假设,针对这一现实问题,提出了一种基于散射中心模型的近场角闪烁预估技术.首先基于散射中心模型表示近场散射,然后通过直接求解相位函数的空间导数,得到了近场条件下相位梯度法的严格解析式,最后结合末制导条件给出了相应的简化公式.结论表明:黄培康等人《雷达目标特征信号》一书中的相位梯度法仅是本文在特定极化方式下的远场近似,而且在末制导距离范围内,所给出的近似式具有良好的精度,这些结果为近场角闪烁预估及其特性研究提供了理论依据.

大型相控阵天线阵面相位中心定位技术研究

介绍了相位中心的定位方法——相位梯度法,分析了大型相控阵天线远场主瓣相位特性,明确指出大型相控阵天线相位中心位于天线的口径面上。在此基础上,结合相位梯度法与大型相控阵天线相位中心的特点,推导出了大型相控阵天线相位中心的定位方程组,该方程组可直接用于大型相控阵天线的相位中心定位,最后通过求解一个非对称加权的相控阵天线相位中心的实例验证了该大型相控阵天线相位中心定位技术的正确性。

基于梯度下降法的单相幅相锁相环优化设计

基于目标函数优化的思想设计了单相幅相锁相环系统(1MPLL),详细讨论了系统中参数的设计方法。为了提高系统的谐波抑制能力,以最近时域区间系统偏差的积分构造目标函数,通过梯度下降法分析了目标函数的最速下降方向,推导出锁相环系统的非线性状态方程,从而对输入信号属性进行估计。为了进行系统性能分析和参数设计,对系统非线性状态方程在平衡点进行线性化处理,采用根轨迹理论对系统参数进行设计。系统能在各种电能质量问题下(如幅值突变、频率波动、相位突变,尤其是谐波污染)对输入信号的属性进行快速精确估计,为并网电力电子设备的检测和控制提供有效、可靠的基准。仿真实验验证了系统设计的正确性和良好性能。

基于投影近似子空间跟踪技术的自聚焦算法

基于特征向量法的自聚焦算法具有比相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,简称PGA)算法更好的算法性能,但该算法必须对协方差矩阵进行特征分解,所以运算量大.利用投影近似子空间跟踪(Projection Approxima-tion Subspace Tracking,简称PAST)技术的自聚焦算法可以解决上述问题.通过实际数据处理结果对比,证明基于PAST技术的自聚焦算法是一种可满足实时处理要求的有效自聚焦方法.

一种天波超视距雷达电离层相位污染联合校正方法

天波超视距雷达(OTHR)利用电离层的反射实现远距离探测。由于受到电离层时变因素的影响,在长相干积累时间条件下,回波谱会发生展宽,严重影响OTHR对舰船等低速目标的检测能力。针对OTHR回波受到电离层相位污染后正负Bragg展宽峰发生交叠的情况,该文提出了一种联合短时MUSIC变换(STMT)和改进相位梯度(PGA)法的校正方法(即ST_IPGA法)。该方法首先利用STMT变换得到相位污染的粗估计,对污染回波进行初步补偿;然后采用自适应滑窗滤波器提取纯净且完整的海杂波标校信号;最后利用改进的PGA法估计出剩余相位污染,对污染回波进行精确校正。理论分析和仿真结果表明该方法对于校正严重电离层相位污染导致的正负Bragg展宽峰发生交叠的情况具有明显的效果。

含噪声包裹相位图的加权最小二乘相位展开算法研究

二维相位展开广泛应用在精密光学测量、自适应光学、合成孔径雷达、图像处理等领域中。为处理含噪声包裹相位图,以预条件共轭斜量法求解权重最小二乘相位展开方程。引入非加权二维离散余弦变换求解泊松方程得到的最小二乘相位解作为共轭斜量法的初始解,从而加快了收敛速度,同时提出一种新质量图确定算法求解过程中的权重项。计算机模拟和试验表明算法计算速度快,能有效地消除传统路径积分法在处理信噪比低包裹相位图时的"拉线"现象,是一种有效的相位展开方法。

垂直管流中的气液两相流压力计算

目的解决深井气举采油过程中不同流动型态的压力梯度、持液率、混合物密度对气举井设计和运行影响的问题。方法假设井简相关过程参数,采用阻力系数法计算油、气、水混合物的压力沿井筒的分布规律,进而预测某一深度处的压力。结果得出两相流体在井筒中密度的变化规律、水头损失和井筒中不同深度处两相流体的压力梯度。结论阻力系数法是一种较简单方便的计算垂直管流某一深度压力的方法,对于油气井的优化设计、稳产高产及测试技术的精确性具有重要的现实意义。

发射自适应波束形成技术研究

在天线阵发射波束时进行方向图零点控制是现代雷达采用的先进技术之一,该文分析了一种唯相位共轭梯度自适应于扰置零算法,并详细叙述了我们研制的基于TMS320C31的雷达自适应干扰对零阵列处理实验系统。理论分析和实验结果均表明系统能有效置零抑制干扰、是一种实用性强的系统。

溶质梯度系数对二元合金枝晶生长的影响

为了准确描述金属凝固过程中的微观特性,用相场法模拟流场下二元合金的枝晶形貌.结合C.W.Lan提出的耦合流场的相场模型,在溶质场中加入溶质梯度项,研究溶质梯度系数对合金非等温凝固过程中枝晶生长及溶质截留效应的影响.结果表明:随着溶质梯度系数的增大,上游尖端半径和尖端速率都逐渐增大,固相中的溶质浓度显著提高,溶质截留效应更加明显.另外,此模型的计算结果与Oseen-Ivantsov理论符合较好.

一种新颖的三相不平衡电网的锁相方法

针对电网故障时可能出现的三相电网电压不平衡的情况,提出一种静止坐标系下通过梯度下降法直接估测正负序分量的方法。该方法结构简单,无需将电网电压变换到同步旋转坐标系下,在静止坐标系下通过数值算法求解根据梯度下降法原理得到的非线性方程组,进而直接估测出正负序分量的幅值、相位和频率。通过实验评估该锁相方法的性能,实验结果表明,所提方法在电网发生不平衡故障时,具有较快的响应速度,即使电网电压在故障后相位、幅值和频率均有大幅跳变时,锁相环也基本能在两个工频周期以内完成锁相。