基于人工神经网络的零差K参数成像监测微波热消融凝固区研究

目的:研究基于人工神经网络(artificial neural network,ANN)的零差K参数成像监测微波热消融凝固区的可行性。方法:在消融功率和持续时间分别为60 W 3 min、70 W 2 min、80 W 1 min的条件下,各采集16例经过微波热消融的离体猪肝的超声背散射信号,分别利用ANN估计器和XU估计器在滑动窗口内估算背散射信号零差K分布模型的α、k参数,之后与多项式拟合技术相结合监测微波热消融产生的凝固区,并比较基于2种估计器获得的零差K参数成像监测微波热消融凝固区的效果。结果:在不同消融功率、持续时间条件下,α参数成像对微波热消融凝固区的监测性能优于k参数成像;2种估计器均在80 W 1 min时获得了最好的监测效果;基于ANN估计器和XU估计器获得的基于α参数的多项式拟合成像的AUC值、Dice系数、Jaccard系数差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论:基于ANN的零差K参数成像可用于监测微波热消融凝固区。

空间薄膜反射镜面形设计及优化

在分析聚酰亚胺薄膜反射镜面形成型理论的基础上,结合光学系统对反射镜面形的要求,用有限元法求解了薄膜反射镜在一定预应力存在的条件下,受均布载荷作用产生变形的数值解,通过数据拟和给出了反射镜面形,并计算了理论面形与计算面形的误差;以反射镜镜面不同区域施加的载荷为设计变量,薄膜的屈服强度为状态变量,理想面形与计算面形的误差为目标函数,用ANSYS软件对薄膜反射镜面形进行了优化;最后以Zernike多项式为接口对反射镜面形进行了波前拟合,给出了优化前后反射镜的像差,证明了通过对薄膜反射镜施加适当的力场可以得到面形精度很好的抛物线面形。结果表明:改变力场可以控制薄膜反射镜面形,并得到需要的面形,为实际设计、构建聚酰亚胺薄膜反射镜提供了理论基础、设计依据和方法。

涡轮叶片型线结构对叶栅流场的影响研究

涡轮叶片型线影响涡轮液流压降变化和速度变化的平稳程度,从而影响涡轮水力能量转化效率。分析了涡轮叶片的结构参数,据此绘制出五圆弧叶型及三次多项式叶型涡轮的叶片型线,在此基础上,利用Fluent软件对常用的五圆弧叶型和三次多项式叶型的涡轮叶栅流场压力、速度变化进行了模拟分析。分析结果表明,三次多项式叶型涡轮的液流压降变化和速度变化比五圆弧叶型涡轮更平稳,因此前者的水力损失比后者更小,水力效率更高。建议涡轮钻具叶片型线设计时尽量采用三次多项式。

一种高精度的近场与远场混合源定位算法

提出了一种高精度的近场和远场混合信号源定位算法.此算法利用混合源阵列流形的对称性特点,从阵列流形里分离出到达角(direction of arrival,DOA)信息,并实现对所有近场与远场信号源DOA的估计.基于得到的DOA估计值,根据近场与远场源距离参数位于不同区间的特点实现对近场及远场源的分类,以及对近场源距离参数的估计.此算法由于充分利用了数据协方差矩阵的信息,并且基于多项式根值方法形成了一个统一的DOA估计器,所以获得了一个高精度的DOA估计性能,且进一步提高了近场源range参数的估计精度.此外,此算法不需要构造高阶累积量,不需要进行二维搜索,不需要进行参数配对;所有的实现过程仅需一维搜索,计算量小,实现简便.数值及与现有算法的对比实验验证了所提出算法的有效性及优越性.

高射速转管炮凸轮曲线槽的优化与设计

为了改善高射速转管炮自动机的动力学性能,基于正弦型加速度凸轮曲线设计理论,运用五次多项式替代正弦型加速度规律对曲线槽过渡段进行优化设计,并基于MATLAB软件计算出优化后的凸轮曲线槽理论方程。然后利用ADAMS建立6管转管炮自动机虚拟样机模型,模拟其在6 000发/min的射频下的动力学性能。计算结果表明,滚轮与凸轮曲线槽间的接触力平均降低了1.15 k N,同时机芯组加速度平均降低了105 m/s2,转管炮自动机的动力学性能也得到显著改善。

数据规律分析法在流量系数曲线公式拟合中的应用

影响流量(效率)系数曲线的因素很多,给曲线配置公式,函数形式选择困难,待定系数计算复杂。通过对相关数据的统计分析,论证了数据规律与多项式函数对应关系的正确性,论证了数据规律与复合函数对应关系的正确性,论证了变量替换规则的正确性。运用这些关系和替换规则,引申出更多的函数形式,满足了一般曲线的公式配置要求。公式系数的求解,推导出降阶法,不但可以求解多项式类型函数的系数,还可以求解复合类型函数的系数;该方法统计计算简单,很容易用Excel表格实现。用数据规律分析的方法给相关曲线配置公式,非常有效。

一种改进的RS码代数软判决译码算法

为了提高Reed-Solomon码的纠错性能,分析并给出了能提高Reed-Solomon码纠错能力的代数软判决译码算法的译码流程,讨论了译码中需要的软信息的计算方法,推导了代数软判决译码算法的译码成功条件。在此基础上,提出了一种改进的代数软判决译码算法,并对改进算法的运算量和译码时延进行了分析。算法针对推导的译码成功条件,通过改变代数软判决译码算法中插值算法的选择输出准则,更有效地利用了接收端的软信息。仿真结果表明,在译码时延基本不变的条件下,提出的算法比代数软判决译码算法提供更多的译码增益。

公路桥梁车辆行驶间距研究

利用一维随机更新计数场描述公路桥梁上行驶着的车辆,推导得到一般运行状态下车辆行驶间距服从指数分布的性质,并利用动态称重系统实测的大量自然行驶的车辆间距对其进行了验证,认为该性质可用于桥梁的交通量适应性评价.将实测车辆以时间间隔3 s为界划分为一般运行状态和密集运行状态,对比分析了其时间间隔和行驶间距的统计结果与我国规范修订时的调查统计结果的差异,认为以3 s为界的时间间隔不能完全划分车辆的运行状态,应以车辆的行驶间距进行划分.对比实测自然行驶车辆行驶间距的概率分布特征和一般运行状态下车辆行驶间距的理论概率分布特征发现:行驶间距小于44.35 m时车辆处于密集运行状态,通过多项式回归得到其概率分布;行驶间距大于44.35 m时为一般运行状态,其概率分布为指数分布.这些特征可用于建立公路桥梁多参数随机车辆荷载模型.

用程序求解最小二乘拟合多项式的系数

本文简单介绍了曲线拟合的概念,最小二乘法原理以及最小二乘拟合多项式问题,然后主要利用C语言设计求解最小二乘拟合多项式的系数程序,只要输入给定的数据点和相应拟合多项式的次数,运行该程序后就能准确地,高精度地获得最小二乘拟合多项式的系数.

固定设计点情形下回归函数的非线性小波估计

在固定设计变量但不一定等距,误差为一般的随机变量的情况下,构造了回归函数的非线性小波估计以及自适应非线性小波估计。证明了非线性小波在Besov空间中可达到最优收敛速度,自适应非线性小波估计在一大类Besov空间中可达到次最优收敛速度(即和最优收敛速度只相差lnn)。这样,在固定设计变量情况下,构造的回归函数的非线性小波估计和Donoho等人在等距固定设计点对回归函数的非线性小波估计几乎具有同样的优良性质。进一步,只要求误差为有界三阶距,而Donoho等人要求误差服从正态分布。

双停程凸轮机构设计时从动件运动规律的选择

针对双停程凸轮机构的特点,分别对从动件余弦加速度、正弦加速度、改进梯形加速度、改进正弦加速度以及高阶多项式的SVAJ曲线进行了详细的分析和对比,得出了适合不同的实际情况的运动型式,对于凸轮机构设计具有一定的指导价值.

样条函数拟合GPS高程探讨

主要讨论了运用三次样条函数曲线拟合法来拟合GPS点的高程,并与多项式曲线拟合法比较,通过实例验证了此方法的可行性及其所能达到的精度,得出了一些有益的结论,并给出了一些建议。

一类整系数Riccati微分方程特解的求法

对一类系数为整式函数的Riccati微分方程,首先给出求此类方程特解存在的充要条件,再用初等方法求其特解,最后结合实例给出应用说明.

多芯片组件(MCM)互连瞬态响应研究的新方法

提出了一种新的多导体传输线的通用 T型单元 ( General T-cell,GTC)模型 ,并在此模型的基础上提出一种新方法来研究 MCM互连线的瞬态响应 .将非均匀、耦合、有耗多导体传输线分段 ,每段由一频域的 GTC模拟 ,根据 GTC的 ABCD矩阵得出多导体的 ABCD矩阵 ,接着将其麦克劳林展开式嵌入网络的修改节点方程并求得电路的频域冲击响应 ,利用指数衰减多项式 ( EDPF)求得时域冲击响应 .最后利用递归卷积法求得任意激励下的电路响应 .本算法的效率与传统的渐进波形评估法 ( AWE)相同 ,但对于稳定系统其结果可以保证稳定 .

求解对流占优高阶非线性偏微分方程的迎风无单元Galerkin方法

数值求解对流占优的高阶非线性偏微分方程存在近似高阶导数和抑制数值振荡两方面的困难.本文采用容易近似高阶导数的无单元Galerkin方法,并借鉴迎风稳定化方法的思想,建立了基于偏心支持域的迎风无单元Galerkin方法.为保证无单元Galerkin方法在近似高阶导数时形函数满足一致性条件,本文在构造形函数时采用了一种定义在局部坐标中的平移多项式基函数.数值结果表明,使用平移多项式基函数的迎风无单元Galerkin方法在求解对流占优的高阶非线性偏微分方程时,具有精度高、稳定性好和实施简单的优点.

非标准插值基函数的构造

应用函数构造理论,推导出了非标准插值基函数的表达式,把插值基函数由标准形式推广到了非标准形式.

高分七号卫星影像几何定位平面精度初步验证

高分七号(Gaofen-7,GF-7)卫星是中国首颗民用高分辨率立体测绘卫星,主要目的是实现1∶10000比例尺精确测图工作,因此对其影像产品的直接定位精度进行验证至关重要。选用国内外多个地区的卫星影像,以野外实测GPS点和高分辨率航空正射影像作为控制数据,通过有理多项式模型对GF-7卫星影像平面直接定位精度进行评估。实验结果表明:河南登封地区、黑龙江哈尔滨地区的三景单张影像平面直接定位均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为10.75 m、5.76 m和6.47 m;黑龙江哈尔滨地区、江苏盐城地区及德国波鸿地区的立体影像平面定位RMSE分别为6.15 m、7.66 m和4.37 m。研究工作可为后续GF-7的精度校正和影像产品的生产及应用提供参考。

混合三角函数多项式的优化问题

在混合三角函数多项式不等式的自动证明以及实根分离算法的基础上,设计算法求任意有理混合三角函数多项式在区间[0,π/2]内的最大最小值,或给出其最大最小值的估计区间,区间长度可以小于事先给定的任意正常数.

中国区域VTEC模型Kriging算法研究

为了对区域电离层延迟进行实时模型化,利用中国区域GPS实测资料,基于球冠谐函数模型、低阶球谐函数模型、多项式模型和Kriging内插方法,构建了电离层延迟模型。重点讨论了电离层垂直总电子含量(vertical total electron content,VTEC)的空间变异性、相关性的统计计算和Kriging内插估计方法,实现了中国区域VTEC格网实时建模。验证结果表明,高纬度地区VTEC拟合精度优于低纬度地区,Kriging内插估计和多项式模型结果的拟合内符合精度明显优于球冠谐函数模型和低阶球谐函数模型。但多项式拟合的格网,其方差则存在明显的边际效应,拟合区域中央精度较高,区域边缘地带精度明显下降;Kriging算法估计的格网点VTEC方差更符合实际情况,穿刺点多的地方,格网点精度较高。

基于局部多项式回归的模型校准抽样估计研究

在抽样估计中,当研究变量与辅助变量之间呈非线性关系时,传统的校准估计方法效果较差,基于非参数回归方法的模型校准估计量则可以很好地解决这一问题。首先,建立描述研究变量和辅助变量之间关系的超总体回归模型,使用非参数中的局部多项式方法得出模型参数的拟合值,并结合校准估计得出局部多项式模型校准估计量,同时给出其方差和方差估计量公式,证明了该估计量具有渐近无偏性、一致性和渐近正态性等优良的统计性质。然后,使用仿真模拟的方法证明在研究变量与研究变量之间呈非线性关系时,该估计量有良好的估计效果。最后,对该估计量在我国政府统计中的应用进行简单的介绍。