A new method for orbit determination: Unit vector method

In this paper, a method of orbit determination is presented according to the principle of unit vector method (UVM). The model and arithmetic are improved and it not only suits initial orbit determination with short arc data, it also suits orbit improvement with data longer. It is also suitable for orbit of any eccentricity and any inclination. It omits most partial derivatives of all the elements which must be calculated in classical differential orbit improvement (DOI), so, it is more efficient than DOI, and the accuracy of orbit determination and convergence of algorithm are also improved appreciably.

大规模梯级水火电机组多目标检修优化的改进向量序优化算法

采用向量序优化算法求解大规模梯级水火电机组多目标检修优化问题时,在表征集合构建、粗糙评估模型构建、序曲线形状辨识等方面均存在技术难点,为此提出一种改进的向量序优化算法。首先,基于随机森林分类器快速从庞大的解空间中抽取指定数目可行解形成表征集合;其次,为精确贴合多目标检修优化模型的特性,借助反向传播神经网络建立具有更高计算精度的粗糙模型;最后,引入动态时间规整方法评估标准序曲线与排序分层序曲线之间的相似度,精确判断多目标检修优化问题的类型并最终求解得到Pareto足够好解集。基于某省级电网的算例结果表明:相比于常规向量序优化算法、ε-约束法,所提算法计算速度分别提高了83.07%、64.50%。所提出的改进向量序优化算法能保证快速求取大规模多目标检修优化问题的足够好解,具有计算速度高、工程适用性强等优点。

水电机组混合智能故障诊断方法的研究

现有支持向量机方法在水电机组故障诊断应用中存在建模能力差、未考虑水电机组故障数据样本不确定性问题,难以保障故障诊断结果的准确性。针对此情况,本文在传统支持向量机方法的基础上引入粗糙集理论,构建粗糙多类支持向量机,并将其应用于水电机组导摆度偏大故障诊断中,进而确认此混合智能故障诊断方法具有较高的准确性。

一种有摄初轨计算的单位矢量法

根据单位矢量法测轨原理，在人造卫星初轨计算的单位矢量法（ＵＶＭ１）（１）的基础上，给出了利用人造地球卫星观测资料测定有摄初轨的一种方法（ＰＵＶＭ１）。本方法既适用于测角资料，也适用于测距资料和测速资料，以及这些不同类型资料的各种组合；适用于任意偏心率、任意轨道倾角的人造地球卫星；有利于提高初轨测定精度，并改善整个计算过程的收敛性。

一种适用于长弧段的初轨计算方法

根据单位矢量法测轨原理,在人造卫星初轨计算的单位矢量法基础上,给出了一种适用于长弧段的初轨计算方法.该方法既适用于长弧段,也适用于短弧段;适用于各种不同类型的观测资料和任意偏心率、任意轨道倾角的人造地球卫星;有利于提高初轨测定精度;并改善整个计算收敛性.特别需要指出的是,该方法与有摄初轨计算的单位矢量法相结合,为单位矢量法从初轨计算推广到轨道改进打下了坚实的基础.

移动站的运动对轨道确定影响的分析

介绍了测站移动速度对四元素短弧初轨确定的影响.从测站速度矢量的影响因素着手,简化地对移动站的移动速度与影响因素之间的关系进行了理论推导.以单位矢量方法中的3种方法为例,修改了轨道的条件方程,并做了大量的数据验算,最后给出了两圈外测数据的两种不同情况的单圈定轨结果,就此初步分析了移动站的移动速度对定轨结果的影响及规律.这种在定轨方法中补充考虑移动站的移动速度影响的方法,计算模型简洁,容易理解,便于运用.

总体最小二乘法在初轨计算中的应用

在分析了UVM2方法条件方程特点的基础上,将总体最小二乘法(TLS)引入轨道计算中,避免了原算法中对活力公式的线性化处理．仿真和实测计算结果表明,将TLS应用于UVM2是有效的．

星箭分离前后的联合统计定轨方法

提出了利用星箭分离前后包括对火箭和卫星测量的多测段数据进行统计优化的定轨方法。在定轨过程中,分别采用了基于单位矢量的状态转移矩阵构造方法和有限差分法来计算状态转移矩阵,对两种方法的特点进行了分析,并对分段定轨和联合定轨在两种定轨方法下的计算结果进行了比较。计算结果表明,在星箭分离速度增量与实际情况一致的情况下,联合定轨的结果优于分段定轨的结果。在相同测量数据条件下,有限差分法定轨的结果优于单位矢量法。

基于FPGA和MCU的数字电桥的研制

本文介绍了一种基于现场可编程逻辑门阵列FPGA和微控制器MCU设计的高性能数字式电桥的系统结构。数字电桥采用了伏安法的自由轴测量原理;激励信号使用直接数字频率合成技术,产生了失真度小、幅值稳定的正弦信号;采用了全数字相敏检波技术,大大提高了鉴相的精度;设计了专用的积分A/D转换器,提高了转换的精度。该数字电桥基本测量精度达到了0.01%,同时具有数据处理、自校准、自修正、自诊断及显示各种测试条件、参数和结果等功能。

可重构飞行控制系统的滑模自适应控制律设计

当飞行控制系统操纵面发生损伤故障时,结合自适应思想,采用滑模控制方法进行重构飞行控制系统的设计。采用单位向量法设计滑模控制器,这种控制器由线性部分和非线性部分组成。线性部分采用改进的线性二次型最优控制器法进行计算,而非线性部分采用自适应增益来更好地适应故障情况。利用某型飞机的纵向飞行控制系统模型进行仿真,结果表明,带有自适应增益的滑模控制方法不仅适合于正常情况下的飞控系统设计,而且对操纵面损伤故障情况具有较强的适应能力,与固定增益情况相比,具有更好的跟踪效果和重构控制效果。

初轨计算方法中的常数系统差修正

在单位矢量法的基础上给出了一种常数系统误差修正方法．大量的数据验算结果表明,当测量数据中含有显著常数系统误差时,在初轨计算中修正常数系统差是有效的,可以提高测轨精度．

多元函数条件极值的四种求解方法

多元函数条件极值是高等数学的重要内容之一,本文从等式约束、区域约束、拉格朗日乘子法和单位向量约束下二次型最值问题四个角度切入,力图全面介绍高等数学中有关多元函数极值的问题.

低测角精度下的轨道确定计算方法

根据单位矢量法测轨原理,给出了在测角精度比较低或没有测角资料的情况下,利用测距、测速资料进行初轨和轨道改进的计算方法。工程实践应用表明,在测角精度比较低而测距、测速精度相对高的情况下,该方法可有效地提高轨道确定的精度.

例谈单位圆和向量方法在三角恒等变换中的巧用

基于单位圆及数形结合的思想方法,讨论了利用向量的数量积推导三角恒等式的问题,并通过几个典型例题的解析过程,阐述了数形结合的思想和向量方法在中学数学教学中的重要作用,旨在探讨如何指导学生熟悉和掌握数形结合的思想方法,养成良好的讨论数学问题的意识和习惯,以帮助学生提高其分析问题和解决问题的能力.

基于复数矢量法的游梁式抽油机位置精度分析

油田上普遍采用的游梁式抽油机其主机构为典型的曲柄滑块机构,利用复数矢量法建立了平面连杆机构位置精度分析的数学模型,并对抽油机的冲程精度进行了详细地分析,得出了计算冲程误差的解析式,并采用牛顿-辛普森非线性迭代法进行了数值求解,编写了MATLAB计算程序并对某厂生产的C-456D-305-120抽油机冲程误差进行了实例计算,找到了抽油机的冲程误差随曲柄转角变化的规律,该规律性对于设计抽油机及准确估算抽油机的日采油量具有重要的参考价值。

含随机风电的大规模多目标机组组合问题的向量序优化方法

向量序优化是一种新的解决多目标、超大计算量、复杂优化问题的有效方法。文中以煤耗量、购电费用、SO2排放量为优化目标,首次引入向量序优化理论求解含大规模随机风电的多目标机组组合问题。以含大型风电场及水、火、核、气、生物质能等复杂电源的某省级电力系统为例,将所提算法的优化结果与基于GAMS-BARON求解器的混合整数非线性规划法(mixed integer nonlinear programming,MINLP)进行对比分析,结果表明所提算法的求解速度大大优于传统的MINLP且优化结果偏差很小,验证了采用向量序优化方法求解含随机风电的大规模多目标机组组合问题的有效性。

基于特征点法向量的点云配准算法

在传统的迭代最近点算法(ICP)中,需要两片点云具有良好的初始位置,否则在配准时容易陷入局部最优。针对该问题,本文提出了一种基于特征点提取与配对的粗配准方法,以调整两片点云重叠部分的初始位置。首先,利用SIFT算法提取两片点云公共部分的特征点;其次,根据特征点法向量之间的欧氏距离将两片点云的特征点两两配对;然后,利用法向量的夹角对特征点对进行提纯;最后,通过单位四元数法,求解出旋转及平移矩阵,完成粗配准。试验表明,本文基于特征点法向量的粗配准方法可为精配准提供良好的初始位置,在一定程度上避免配准时陷入局部最优的现象。

天基光学观测GEO空间目标定轨方法研究

对天基光学观测GEO空间目标定轨方法进行了研究。根据单位矢量法的条件方程组,推导了用于初轨计算的约束总体最小二乘法,给出了能估计测量系统误差的轨道改进方法。仿真结果表明:用该法可提高初轨精度,轨道改进的收敛性能好。

空间连杆机构中四面体法的单元形成研究

本文探讨了空间连杆机构中四面体法的单元形成原则与方法，提出了“虚单元”概念和坐标系固化的策略，并以实际机构为例具体阐述了四面体法解决问题的包含单元形成和单元求解的完整的步骤与方法，较好地解决了四面体法的单元形成问题。

用复数向量法求抽油机悬点加速度

用复数向量法推导了抽油机悬点加速度，其推导过程分两个步骤：首先以抽油机支架所在的直线为实轴，建立复数坐标系，求出游梁式抽油机杆件的一组几何关系式，然后对该组几何关系式予以求导，求得抽油机游梁的角加速度；再分别以抽油机的游梁、曲柄所在的直线为实轴，建立复数坐标系，求得抽油机曲柄与连杆的夹角角速度dα／dt，以及抽油机游梁与连杆的夹角角速度dβ／dt，进而导出抽油机悬点的加速度。