三参数非线性生长模型的Lotus数值解法

给出了一种利用Lotus"求解器"对三参数非线性生长模型进行数值模拟的方法,该方法无需编程,操作简捷、方便,而且模拟精度显著高于现有各种方法.通过两个实例对其求解方法作了详细介绍.

基于改进型非线性最小二乘法的作物模型隐含参数估计

为了使作物生长模型中的参数最优化,提出了一种改进型非线性最小二乘法在作物生长模型中隐含参数估计的应用技术,针对多目标项的情况提出了权矩阵的自动计算方法。通过良好的人机交互界面,使得该方法更精确、更有效、更方便。实验表明:用该方法对作物模型进行参数优化后,再对番茄生长的动态过程进行仿真,对模拟值和实测值进行比较,两者拟合程度很好。

遗传算法的堆石料非线性本构模型参数反演方法

为了解决现有的堆石料非线性本构模型参数估计方法预测精度低问题,提出了基于遗传算法的材料非线性本构模型参数反演方法.采用Duncan-Chang非线性本构模型描述堆石料的应力-应变特性.建立了堆石料三轴压缩实验轴向应变与垂直载荷关系的近似解析计算方法.根据实验室堆石料三轴压缩实验观测数据,反演得到了堆石料的本构模型参数.研究结果表明:与现有的参数估计方法相对比,新方法预测的应变值与实验观测值具有较高的拟合精度.

考虑土壤结构变形的Kostiakov入渗模型参数非线性预报模型

以山西黄土高原区头水地及以后各次灌水的土地为研究对象,通过实施大量大田耕作土壤水分入渗试验,获取了Kostiakov三参数累积入渗量模型的实测大样本,考虑每个生产周期第一次灌水过程中表层土壤结构的变形特性,建立了Kostiakov三参数累积入渗量模型的参数与土壤理化参数间的非线性关系函数。研究表明,常规土壤理化参数土壤含水率、密度、黏粒含量、粉粒含量和有机质作为土壤入渗参数非线性预报模型的输入变量是合理的,所建立的非线性关系模型高度相关,土壤入渗参数的实测值与预测值的相对误差可控制在9%以下;考虑到第一次灌水过程中表层土壤结构的变形特性,对表层土壤结构进行修正,更加真实地反映土壤结构对入渗参数的影响,并为各灌水时期提供科学合理的节水依据。

邓肯张非线性材料模型参数优化计算方法

以SL237—1999《土工试验规程》建议的计算方法为依据,以邓肯张EB模型K,n参数的计算为主线,提出了一种邓肯张非线性材料模型参数优化计算方法。该方法首先得到5种拟合方案的参数计算结果,以此为依据确定K,n参数的二维矩形区域,然后在该区域内随机搜索与试验结果符合较好的参数点构成有效点集,根据有效点集确定优选参数。该方法综合考虑了5种拟合方案的计算结果,得到的优选参数是试验数据的充分体现,与规程建议的方法相比更具代表性。

生长猪蛋白质周转代谢三室模型建立及参数求解

介绍了用房室分析方法研究蛋白质动态代谢规律的数学模型,建立了蛋白质动态代谢的三室模型并给出了用单剂量终末产物法求解改模型参数的具体方法。

备耕头水地土壤水分入渗参数非线性预报模型

以山西黄土高原区备耕头水地水分入渗试验为依据,考虑灌水过程中表层土壤结构的变形特性,建立了Kostiakov三参数累计入渗量模型参数与土壤理化参数间的非线性关系模型。研究表明:常规土壤理化参数(土壤含水率、密度、黏粒含量、粉粒含量、沙粒含量和有机质含量)作为备耕头水地土壤入渗参数非线性预报模型的输入变量是合理的,所建立的非线性关系模型可靠,土壤入渗参数预测值相对误差可控制在10%以内;考虑到灌水过程中表层土壤结构由疏松变密实,对表层土壤结构进行修正能更加真实地反映备耕土壤水分的入渗过程,更加精准地对入渗模型的参数作出预报。

非线性生长曲线参数估计的一种精确方法

利用下降迭代法原理,结合三和法估计初值,给出了生长曲线参数估计的一种新迭代方法。本法与其他迭代法如牛顿最小二乘法、改进牛顿最小二乘法相比,具有方法简便,程序简单,便于使用计算机Excel工具以及拟合精度高等优点。

非线性三参数隔振器动力学特性研究

在保持三参数隔振器高频段良好的隔振效果基础上,采用X形结构引入几何非线性可有效抑制其谐振频段的动态响应。建立含X形结构的非线性三参数隔振器的动力学模型;采用谐波平衡法推导出其动态响应的解析表达式;通过与时域数值解和实验数据对比,验证了非线性三参数隔振器模型解析解的正确性。与传统两参数隔振器和传统三参数隔振器的力传递率相比,非线性三参数隔振器可以显著降低其谐振频率幅值;而高频区域的减隔振性能影响较小。讨论设计参数,如刚度比γ1和γ2、阻尼系数C_(a)、初始夹角θ_(i)、激励力幅值F_(0)对隔振系统传递特性的影响。研究表明,刚度比γ1和γ2,阻尼系数C_(a)和初始夹角θ_(i)可影响隔振器在谐振频率和高频区域的减隔振效果,激励力幅值F_(0)则对系统减隔振性能无影响。通过合理的参数选择,可使非线性三参数隔振器在谐振频率衰减效果优于传统三参数隔振器,且保证在高频区域的隔振性能不变。

反应器网络综合三分布参数通用模型

提出了一种应用于反应器网络综合的三分布参数通用模型 .3个分布参数分别是侧线进料、侧线循环和侧线采出参数 ,这些参数能影响反应器网络内部的浓度和停留时间分布 ,所以由它们构成的通用模型具有简捷有效的特点 .基于此模型可将反应器网络集成转化成一个优化问题 ,通过有限元正交配置将原来含有微分方程的优化模型转化为非线性优化问题 ,优化计算后得到最优分布参数 .从案例研究可以看出 ,侧线进料、循环和采出策略能较全面地反映在不同动力学和优化目标函数下的最优反应器网络特征 。

长牡蛎壳黑选育系F7代的生长规律和模型

为研究长牡蛎壳黑选育系F7的生长规律,分别采用了线性回归方程和Von Bertalanffy、Gompertz和Logistic 3种非线性模型对长牡蛎(Crassostrea gigas)壳黑选育系F7幼虫期和养成期的生长参数进行生长模型构建,并对长牡蛎壳黑选育系F7养成期的壳高、壳长、壳宽分别与总重进行曲线拟合,以研究长牡蛎壳黑选育系F7的生长规律。研究表明,幼虫期壳高、壳长对日龄的回归方程分别为y=39.723 8+11.697 2x,R^2=0.991;y=31.346 2+9.802 8x,R^2=0.986。壳高与壳长成线性相关,回归方程为y=4.867 0+1.175 0x,R^2=0.989。养成期长牡蛎壳黑选育系F7的总重增长与Von Bertalanffy生长模型最符,R^2=0.955;长牡蛎壳黑选育系F7的总重与壳高、总重与壳长、总重与壳宽分别遵循复合曲线y=0.706×1.055~x,R^2=0.991、y=1.336×1.075~x,R^2=0.983、y=1.287×1.154~x,R^2=0.944。

DCE-MRI影像特征对乳腺癌激素受体、HER-2及三阴性乳腺癌的预测价值

目的 探讨动态对比增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI)图像特征联合定量参数对乳腺癌激素受体、人表皮生长因子受体2 (human epidermal growth factor receptor-2, HER-2)及三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer, TNBC)的预测价值。材料与方法 回顾性分析316例行乳腺MRI检查的乳腺癌患者的临床资料、DCE-MRI图像及定量参数,其中242例为训练组,74例为验证组。根据激素受体表达情况分为激素受体阳性组和阴性组;按照HER-2表达情况分为HER-2阳性组和HER-2阴性组;根据激素受体及HER-2表达状态分为TNBC和非三阴性乳腺癌组(non-triple-negative breast cancer, NTNBC)。比较训练组中不同类型乳腺癌MRI图像特征及定量参数的差异,运用logistic回归联合部分影像征象及定量参数预测激素受体阳性、HER-2阳性与TNBC,构建出相应的列线图,利用验证组进行验证,采用受试者工作特征(receiver operator characteristic, ROC)曲线、校正曲线、决策曲线分析(decision curve analysis, DCA)评估预测模型效能。结果 训练组中病灶大小、形状、毛刺、内部强化特征(internal enhancement characteristics, IEC)、非肿块样强化(non-mass enhancement, NME)、子灶、周围血管增多、腋窝淋巴结肿大、乳头改变等乳腺DCE-MRI图像特征在乳腺癌不同免疫组化结果及分子亚型组间存在显著差异(P均<0.05),定量参数中血管外细胞外间隙容积比(volume fraction of extravascular extra vascular space, Ve)则是激素受体阳性组大于阴性组(P<0.001),而TNBC的Ve小于NTNBC (P<0.001)。毛刺(P<0.001)、IEC(P=0.041)、NME(P=0.006)以及腋窝淋巴结肿大(P=0.029)可以鉴别激素受体阳性和阴性乳腺癌。训练组的曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.746(95%CI:0.681~0.811),敏感度、特异度及准确度分别为82.8%、52.9%及72.3%。验证组的AUC为0.829(95%CI:0.730~0.926),敏感度、特异度及准确度分别为78.7%、74.1%及77.0%。肿块形状(P=0.050)、毛刺(P=0.016)、NME(P=0.013)及腋窝淋巴结肿大(P<0.001)与HER-2阳性乳腺癌显著相关,结合上述特征构建HER-2阳性乳腺癌预测模型的AUC为0.733(95%CI:0.665~0.800),敏感度、特异度及准确度分别为55.6%、82.0%及73.1%。验证组的AUC为0.649(95%CI:0.507~0.791),敏感度、特异度及准确度分别为63.6%、65.4%及64.9%。联合病灶大小(P=0.010)、乳头改变(P=0.016)及Ve(P=0.007)构建的TNBC预测模型,训练组的AUC为0.689(95%CI:0.600~0.779),敏感性、特异度及准确度分别为80.0%、52.5%及57.0%,验证组的预测模型AUC为0.794(95%CI:0.662~0.927),敏感度、特异度及准确度分别为86.7%、67.8%及71.6%。训练组及验证组中激素受体阳性、HER-2阳性及TNBC预测模型的校正曲线均表明模型的一致性较高。DCA曲线显示,在较大阈值范围内,使用该模型具有的净收益更高。结论 乳腺癌DCE-MRI的影像特征及定量参数与激素受体及HER-2表达状态相关,具备无创预测激素受体阳性、HER-2阳性及TNBC的潜力。

林木果球采收机械臂动力学参数辨识及补偿

由于林木果球采收机械臂的工作场景复杂,对机械臂控制精准度的要求越来越高,研究机械臂动力学模型对其控制精度的影响非常重要。为提升机械臂的控制精度,提出一种在优化后的激励轨迹下基于最小二乘法和高斯混合模型(GMM)的3次迭代整体参数辨识方法。该方法以6自由度机械臂构型为例,通过建立动力学模型及QR(正交三角)分解得到最小参数集;通过轨迹优化算法得到激励轨迹的优化参数,进而得到优化的激励轨迹;得到轨迹后,依次对关节力矩采用迭代加权最小二乘法进行理论辨识,构建区分关节高、低速的非线性模型对机械臂非线性摩擦力进行拟合,用GMM算法来补偿无法精确建模的不确定力矩分量。在COMAN R5机械臂上进行试验测试,结果表明,所提出的轨迹参数优化方法将条件数从329减少到193,力矩残差的平均均方根从9.53降低到6.14,从而证明激励轨迹和辨识方案的可行性和有效性。

基于改进模型的摄像机标定

摄像机标定是机器视觉领域的一个重要的研究内容。摄像机模型是摄像机标定方法的基础,任何标定方法都是针对相应的成像模型来说的。一种好的模型有时候要比一种好的优化方法更有意义。考虑到工业上对于测量的要求和效率越来越高,仅仅依靠摄像机线性模型是不够的。基于摄像机投影模型和畸变模型,首先阐述了张正友摄像机标定的基本原理,然后通过改进的三参数模型,提高了参数初值的精度,减少了非线性优化的迭代次数,具有很好的稳定性和较高的精确性。

杜长大杂交猪生长发育性能的性别差异性研究

本文应用三种非线性生长模型对公、母猪生长曲线进行拟合,估测生长参数。结果表明,杜长大阉公猪日增重、料肉比极显著优于母猪;背膘厚则母猪略薄于阉公猪(P>0.05)。三种生长模型中以Gompertz模型的拟合度最高,公、母猪拟合度分别为0.9990和0.9984。

大埋深隧洞泥质粉砂岩的三轴蠕变试验与理论分析

为揭示滇中引水工程香炉山隧洞围岩的非线性蠕变力学特性,对大埋深香炉山隧洞深度1 km处T_(3)sn泥质粉砂岩开展室内三轴蠕变试验,根据试验结果分析不同应力水平下岩样轴向应变随时间的变化规律。通过对试验曲线进行模型辨识,引入开关元件,并与Burgers模型结合形成修正的Burgers模型,将修正的Burgers模型与新提出的非线性黏塑性体串联最终形成非线性黏弹塑性蠕变模型(NVEPB蠕变模型)。通过对NVEPB蠕变模型的本构方程进行Laplace变换,推导NVEPB蠕变模型的一维蠕变方程。通过引入塑性力学知识并结合假设条件,获得NVEPB蠕变模型的三维蠕变方程和常规三轴应力状态下的蠕变方程。借助Origin平台,将NVEPB蠕变模型在常规三轴应力状态下的蠕变方程编程并嵌入其内置的非线性拟合模块,实现蠕变方程的二次开发。通过Origin平台的Levenberg-Marquardt非线性最小二乘法反演获得模型的蠕变力学参数,并将反演拟合计算结果与蠕变试验结果进行对比分析。研究结果表明:NVEPB蠕变模型的拟合曲线和蠕变试验结果高度吻合,拟合系数均在0.94以上,较好地揭示了滇中引水大埋深隧洞围岩的非线性蠕变力学特性。

三稳态压电能量采集器的动态特性与实验

为了探究三稳态压电振动能量采集器的动力学特性,以磁-机-压电耦合型三稳态压电振动能量采集器(tristable piezoelectric vibration energy harvester,简称TPVEH)为研究对象,利用磁荷法、力平衡和基尔霍夫定律分别建立了采集器末端磁铁与外部磁铁之间的非线性磁力模型和系统集总参数动力学模型。仿真分析了磁铁间距、激励加速度幅值和频率等参数对采集器动力学特性和采集电压的影响。研制了三稳态压电振动能量采集器原理样机,搭建了实验测试平台,实验验证了仿真结果的正确性。研究结果表明,随着激励加速度幅值增大,能量采集器依次经历单稳态、双稳态和三稳态3种运动状态,且三稳态运动时的工作频带和输出性能(位移、速度和采集电压)比双稳态和单稳态时要高。

腹筋对连续深梁剪切破坏影响的有限元分析

我国现行混凝土结构设计规范关于腹筋对深梁抗剪承载力影响的考虑,主要基于简支深梁的试验数据和计算模型,相关规定对于连续深梁的适用性有待验证。腹筋对连续深梁抗剪性能的影响机理十分复杂,系统的试验研究较少,试验结果比较分散。为了弥补试验研究的不足,采用非线性有限元方法模拟钢筋混凝土连续深梁的受力性能。利用已有的试验数据,验证了基于ATENA软件建立的有限元模型,并以此为基础,对以腹筋配筋率和剪跨比为变量的64根连续深梁进行分析,研究腹筋对连续深梁受剪承载力的影响。有限元分析结果与规范公式和压杆-拉杆模型(STM)及最新提出的三参数机动法(3PKT)的比较表明,中国规范高估了水平腹筋对构件受剪承载力的贡献,STM和3PKT方法也存在各自的不足。

三端点区间数的判断矩阵分解及基于Fermat的算法集结研究

在三端点区间数已有研究的基础上,有效的将三端点区间数判断矩阵分解再集结从而转化为最优两端点判断矩阵.建立集结区间数信息的非线性规划模型,通过植物模拟生长算法进行三端点区间数判断矩阵的最优集结区间的合成,在保持最有可能点的基础上(数学模型推导证明费马点将最有可能点包含在内)有效将三端点区间数进行集结,然后运用投影理论进行方案排序.算例结果表明,模拟植物生长算法不仅计算简单、灵活,而且弥补了原两端点区间数取值范围过大、重心不明确的缺陷,同时简化了三端点区间数权重排序问题,显示出人工智能算法在信息集结方面的优越性.