基于拟合改进的径流灰色预测模型研究

经典灰色模型可用于水文径流预测,但其预测精度较差。为了提高模型精度,基于经典灰色理论,对累加后的数据进行精度更高的多项式拟合,建立基于拟合改进的径流灰色预测模型。该模型简单易行,且计算精度和效率较高。通过对三门峡水库的入库径流资料进行经典和拟合改进灰色预测,表明拟合改进灰色预测模型可有效地对径流进行预测,预测精度较经典灰色模型有较大提高。

改进多项式迭代拟合红外光谱基线校正方法

基线校正是对傅里叶变换红外光谱仪光谱数据后续处理前重要的预处理步骤,多项式迭代拟合是基线校正的一种方法。为了进一步提高基线校正的速率,采用一种改进多项式迭代拟合算法,并以CO2光谱为例进行了理论分析和实验验证,取得了与多项式迭代拟合相同的校正效果。结果表明,该算法自动识别谱峰范围,仅对谱峰范围的光谱进行基线校正,减少了基线校正过程中的迭代次数,迭代次数从39次降到了11次,耗用时间从4.78s降至1.12s。这一结果对实现实时气体监测系统具有重要意义。

一种改进的高斯拟合法在光带中心提取中的应用

由于投射到物体表面的激光条纹因被调制在条纹不同位置处其宽度也各不相同。因此不能确定合适的拟合数据使得高斯拟合法的提取精度较低。针对此情况,提出了改进的高斯拟合法来进行激光条纹中心线提取,当激光条纹宽度发生变化时,通过边缘增强,图像分割,去噪处理后获得合适的拟合数据长度。实验结果表明:这种改进的高斯分布的曲线拟合算法在测量中更具有可行性,且提取精度得到提高,更适合于光条中心线提取。

基于改进多项式拟合的红外焦平面非均匀性校正方法

两点法是基于定标数据的线性校正方法,其动态范围窄且校正精度差,在应用中难以完全克服探测器响应的非线性和随时间及环境变化带来的漂移的影响。在分析两点校正法的基础上,提出了一种多项式拟合与单点校正相结合的改进算法以消除探测器的非均匀性,解决了探测器系数随环境变化产生漂移的问题。

基于信号拟合和图像对比的有源配电网故障时刻检测方法

为了解决传统故障时刻检测方法较依赖采样频率且易受谐波和衰减振荡影响的问题,提出了一种信号拟合和图像对比相结合的故障时刻检测方法。首先,该方法将衰减因子引入傅里叶级数拟合模型,可精确拟合并扩展信号中的谐波和衰减振荡分量。然后,利用差异哈希对扩展信号和原始故障信号进行分段对比,使用中值滤波去除由拟合误差带来的零散像素点。最后,逐列检测故障时刻。仿真表明,该方法将检测误差控制在像素级,对采样频率较低或具有谐波和衰减振荡的信号也可准确地检测故障时刻,适用多种复杂的故障场景。

基于窗函数补零拟合的插值补零FFT谐波分析算法

工程上谐波分析通常采用计算量相对较小的快速傅里叶变换(FFT),同时为减少栅栏效应和频谱泄露通常采用插值算法。FFT对数据窗长度有特定要求,例如2/3/4等整数次幂。针对数据窗长度为非整数次幂情况,提出一种改进插值补零FFT谐波测量算法,算法核心在于将补零FFT插值校正转变为基于补零窗函数的频谱响应的拟合校正。以基2为例,对非2整数次幂数据窗加5项最快旁瓣衰减速率窗修正,再补零使得数据窗长度满足2的整数次幂,最后进行改进插值FFT计算。所提算法适用于任意窗函数补零且无须推导修正公式。仿真与实验结果验证该算法在谐波分析方面的有效性。

不同ET_0计算方法在川中丘陵地区的比较及改进

为了获取川中丘陵地区参考作物蒸散量(ET0)在气象资料短缺条件下不同类型的简化计算方法,选用FAO-56Penman-Monteith(PM)法、Hargreaves法、Hargreaves校正法、Priestley-Taylor法和Irmark-Alleen拟合法计算简阳站1999-2005年逐日的ET0。以PM公式为标准,对其他4种方法进行评价及改进。结果表明,Hargreaves校正法计算误差最小,Irmark-Alleen拟合法和Hargreaves法次之,Priestley-Taylor法计算误差最大。通过灵敏度分析,得出川中丘陵地区影响ET0的主要气象因子是相对湿度,因此该文对在湿润气候条件下应用的Priestley-Taylor法和Irmark-Alleen拟合法的参数进行逐月修正,改进后的计算方法精度得到明显提高。Hargreaves校正法、该文提出的Priestley-Taylor修正法和Irmark-Alleen拟合改进法可以作为川中丘陵地区气象资料短缺条件下ET0的简化计算方法。

改进匹配方法的BFG-GMPHD滤波算法

针对高斯混合概率假设密度(GMPHD)滤波算法中的机动目标跟踪问题,提出了一种改进的最佳拟合高斯(BFG)与GMPHD结合的BFG-GMPHD算法。算法对BFG近似方式做出改进,通过匹配状态转移的均值和协方差矩阵来近似多个目标动态模型中的状态转移矩阵和过程噪声的协方差矩阵,实现了滤波器与不同动态模型的匹配;在对BFG分布进行递推时,引入了模型概率更新过程,解决了BFG仅依赖于先验信息的问题。仿真实验表明:改进后的算法能滤除传感器数据中的杂波干扰,有效匹配目标运动模型的变化,更加准确地估计出目标的数目和状态,提高了跟踪的性能。

基于互相关和改进高斯拟合的光斑中心提取方法

针对差分激光三角法海面溢油油膜厚度测量系统中光斑图像中心提取的问题,在分析用于系统标定的陶瓷量块和所测量的石油表面光斑图像特征的基础上,采用互相关与改进型高斯拟合的算法对光斑中心进行提取。算法首先采用标准高斯图像模板与光斑图像进行互相关,得到了保留图像特征且光顺的光斑图像;然后,利用上下边沿信息进行高斯计算的改进型高斯拟合方法进行光斑图像拟合,由拟合得到的高斯图像参数计算出光斑中心坐标。通过本算法与目前已有的平方加权质心法、高斯拟合法、改进型高斯拟合法和互相关高斯拟合法对图像光斑中心提取结果的比较与分析,得出互相关和改进高斯拟合相结合的方法在光斑提取重复性精度,以及使用本算法对陶瓷量块厚度测量精度均好于其它方法,并对石油表面图像进行了中心提取实验。结果表明,本文算法适合于差分激光三角法海面溢油油膜厚度测量系统的光斑提取。

基于非线性函数多项式拟合的激光侦听器波长偏移校正

激光侦听器的发射波长在远距离监听过程中,存在非线性偏移问题,导致接收到拍频信号波长与实际拍频信号波长存在较大的位移偏差。提出一种基于非线性函数多项式拟合的激光侦听器波长偏移校正方法。通过对激光侦听器波长的非线性估计,明确拍频信号存在的偏移,利用改进多项式拟合建立非线性校准函数模型。采用功率加权得出各透射波的中心波长,根据中心波与电压变化关系得出实际拍频频率,运用希尔伯特变换计算瞬时拍频的频率,二者间差值即为拍频偏移量。矫正偏移量完成激光侦听器波长非线性校准。实验结果表明,所提校准方法有效降低了激光侦听器接收波长的均方误差数值,校准后波长与目标对象实际波长基本一致,准确实现了激光侦听器波长偏移校正,提升了激光侦听器的准确度。

武器自动机运动规律测试系统光斑定位算法的研究

针对重心法、高斯拟合法等传统的光斑中心定位算法存在抗干扰能力差、定位精度低等问题,提出了一种以圆拟合算法为基础进行改进计算光斑中心的方法。采用56式冲锋枪进行实弹单发实验,对测试系统获得的数据分别用改进圆拟合、高斯拟合及重心法进行处理。将处理结果与OFV5000激光速度计测试结果相比较,改进圆拟合算法的相对误差仅为0.92%。结果表明:该算法提高了抗干扰能力,实现了光斑中心的快速、准确计算,并且获得了武器自动机运动规律。

光栅衍射型超广角激光告警系统光斑定位方法

成像光斑中心精确定位是光栅衍射型超广角激光告警系统具有高定向准确度和高波长分辨能力的基础.本文分析了光栅衍射型超广角激光告警系统成像光斑特点.针对随激光入射角增大,系统成像光斑畸变为强度近似高斯分布倾斜光斑的问题,提出一种改进型高斯拟合法计算光斑中心,通过仿真模拟和实验测试研究了新方法的定位性能.模拟结果表明,高斯噪音标准差为0.01情况下,光斑长轴与x轴夹角由0°逐渐增大为90°过程中,本文方法的定位误差平均值小于0.005像素,误差标准差小于0.02像素.实验测试表明,实验图像经帧相减和高斯平滑滤波预处理后,光斑长轴与坐标轴方向一致时,本文方法与高斯拟合法的定位结果非常接近,明显优于灰度重心法.光斑倾斜时,本文方法求得的激光入射方向角的误差均值和标准差明显小于灰度重心法和普通高斯拟法.

MEMS航向传感器在小型无人机上的补偿算法

根据航向传感器在无人机上的安装位置,介绍了两种航向补偿算法,即航向传感器水平安装时改进的霍尼韦尔补偿算法和航向传感器非水平安装时改进的椭球拟合补偿算法。根据这两种算法,进行了无人机的地面静止补偿实验和飞行试验。通过输出的航向传感器数据与高精度惯导数据进行对比,验证了不同安装位置采用的不同的补偿算法都可实现航向的高精度补偿。

融合改进场力和判定准则的点云特征规则化

为了快速有效地获取散乱点云中的边界特征点和边界线,提出了一种融合改进场力和判定准则的点云特征规则化算法。利用改进的k-d(k-dimensional)树搜索k邻域,以采样点及其k邻域为参考点集拟合微切平面并向该平面投影,在微切平面上建立局部坐标系以将三维坐标转化成二维坐标,利用场力和判定准则识别边界特征点;依据矢量偏转角度和距离对边界特征点进行排序连接;通过改进的三次B样条拟合算法对边界线进行平滑拟合。实验结果表明,该算法能够快速有效地提取边界特征点,且拟合后的边界线偏差量级为10^(-5) m,具有较高的精度。

基于稀疏Bayes学习算法的无约束结构荷载重构方法

为快速准确重构含有未知初始条件的无约束结构外激励,提出了一种基于稀疏Bayes学习算法的荷载重构方法.结合函数拟合的思想建立控制方程,以噪声服从Gauss分布为先验,在Bayes模型中使用快速算法,稀疏重构未知荷载.为合理表达分段拟合中的初始条件,提出了改进的分段拟合手段,以上一分段末状态响应作为可能初始条件,并辅以低阶振型作为初始位移和初始速度的补充.算例以简化运载火箭模型为研究对象,考虑不同等级噪声和不同初始条件表达形式的影响,验证方法的精度和效率.

基于试验设计的乘用车前纵梁结构耐撞性优化分析

为了提高汽车的结构耐撞性,以某插电式混合动力轿车的前纵梁为研究对象,参照中国新车评价规程(C-NCAP),基于正面100%重叠刚性壁障碰撞试验工况要求,建立汽车前纵梁有限元模型,以汽车前纵梁的横截面积、内外板材料及厚度为研究对象,以比吸能、平均压溃力和压溃效率为研究目标,对汽车前纵梁进行仿真分析。基于哈默斯雷采样法选取样本点,运用改进的最小二乘法对前纵梁进行响应面优化,结果表明,优化后汽车前纵梁的比吸能提升了1129.14J/kg,平均压溃力提升了8.2kN,压溃效率提升了2.59百分点。

两种算法在超短期风速预测的对比分析

超短期风速预测有助于实现风力发电机组的运行调度,提高风力发电机组输出电能的电能质量。通过Matlab搭建基于机组运行历史风速对后续风速进行预测的模型,对比分析了灰色算法、改进最小二乘拟合算法在2s超短期风速预测的相对误差。将大量风电场实测数据引入该模型进行验证分析,通过理论和实际的分析的结果表明,采用改进一次最小二乘拟合算法更适合用于风力发电机组的超短期风速预测。