基于改进梯度法的数字图像相关亚像素位移求解算法

在数字散斑相关法中,传统梯度法搜索的亚像素测量精度已无法满足实际工程中的要求。针对此问题,提出了一种基于插值和梯度的亚像素位移测量混合算法。该算法在已知整像素配准点的基础上,先利用双三次插值法粗匹配出精度为0.2 pixel的亚像素配准点,再通过梯度法匹配得到更高精度的亚像素配准点,避免了梯度法在一阶泰勒公式展开时的舍弃量过大问题,在不提升摄像机分辨率的情况下,有效地提高了测量精度及计算效率。通过仿真实验测试了该算法的性能,并与曲面拟合法、插值法及梯度法进行对比,显示该算法的精度可达0.01 pixel,高于另外三种算法的精度。此外通过刚体平移实验检验该算法在实际应用中的效果,实验结果显示,所提算法的位移精度可达0.001 mm,误差在0~3%之间,计算时间为0.027 s。综上所述,所提出的亚像素位移测量混合算法的精度较高,计算效率也满足工程应用的要求。

基于改进梯度下降算法优化的磁梯度张量组合不变量算法的管道缺陷边缘识别模型

针对油气管道磁记忆检测受方向影响较大且缺陷边缘精确识别困难的问题,提出了一种基于改进梯度下降算法(MGD)优化的磁梯度张量组合不变量算法模型,用于管道缺陷边缘的精确识别。以L245N管线钢为试验材料,预制不同深度、不同直径的圆孔状缺陷,设计磁梯度张量测量系统,结合TSC-5M-32型磁记忆仪进行检测实验,获得管道的磁梯度张量矩阵。为克服检测方向对磁记忆信号的影响,分别提取磁梯度张量第二、第三不变量I_(1)、I_(2),进一步考虑这两种不变量在缺陷边缘处易出现模糊,根据Cardano公式对两种不变量进行改进,并分别设置权值a、b进行叠加获得组合不变量I,利用分数阶求导改进梯度下降算法确定最优权值,建立管道缺陷边缘磁记忆识别模型。研究结果表明:该模型对缺陷边缘识别平均相对误差为3.59%,最大相对误差为6%,为实际工程中管道缺陷边缘精准识别提供了可行办法。

基于加权正则化极限学习机与改进梯度投影法的谐波源定位

针对配电网谐波源分布稀疏、监测装置少及定位难度高等特点,提出了采用基于加权正则化极限学习机与改进梯度投影法相结合的方法进行谐波源定位。具体的做法是,先构建系统量测节点的优化配置模型,采用模拟退火遗传算法进行求解,然后利用从监测节点获取的量测数据构建基于加权正则化极限学习机的谐波源定位模型,确定含有谐波源的嫌疑节点,实现谐波源的定性分析,最后再采用改进梯度投影法求取嫌疑节点的谐波电流,完成谐波源的定量分析。仿真结果表明:采用加权正则化极限学习机与改进梯度投影法相结合的谐波源定位方法具有定位精度高、速度快的优点,有一定的推广价值。

基于改进型梯度法的客车侧翻一步碰撞算法精度改进研究

基于改进型梯度法,对客车侧翻一步碰撞算法初始解各节点的广义失衡力进行平衡迭代,并将局部摄动思想引入改进算法的节点广义失衡力平衡迭代过程,快速获得侧翻碰撞结构的最终变形,与原始牛顿-拉夫森(Newton-Raphson)方法相比,在保证模拟精度的同时,提高了计算效率。应用改进算法对某款长12 m的公路客车典型车身段模型进行侧翻碰撞模拟,并将仿真结果与原始算法仿真结果及侧翻试验结果进行对比,结果表明,改进后算法精度基本保持不变,计算时间缩短2/3。

基于改进共轭梯度BP法的化探矿床预测系统开发

在化探数据的采集中,常常会受到很多人为因素的影响。因此,为了既能体现采集参数的客观性又能真实反映地质演变的复杂性,本文以化探元素组合为预测矿床类型的依据,对这一预测过程采用神经网络建模,并进行系统开发。同时考虑到网络的效率及稳定性,对于传统BP网络进行调整,用改进的共轭梯度法取代最速下降法,经结果测试及检验显示,新模型具有效率高,稳定性强的特点,从而有力推动了化探预测矿床类型的客观性与可行性。

求解黑体辐射反演问题的改进CD共轭梯度法

为了求解黑体辐射反演问题,提出了一种基于经典的共轭梯度法的改进CD共轭梯度算法。通过正则化方法,将不适定的Fredholm方程问题转换为一个良态的目标函数的最小化求解问题。在Wolfe线搜索条件下,证明了该算法的收敛性。数值实验表明,该算法是有效的。

基于改进共轭梯度算法的桥梁移动载荷识别

针对时域法对噪声敏感问题以及传统共轭梯度法数值表现较差的问题,提出一种基于改进共轭梯度法的桥梁移动载荷识别方法。针对系统矩阵条件数较大导致的病态问题,采用预处理技术将原问题转化为条件数较小的等价问题。将等价问题转化为无约束优化问题,并使用修正的Hestenes-Stiefel共轭梯度法求解。通过数值模拟仿真以验证所提方法有效性,并将其结果与3种共轭梯度法识别结果进行对比分析。结果表明,在各种传感器配置下,所提出预处理修正的Hestenes-Stiefel共轭梯度法(PMHSCG)可准确识别桥梁移动载荷;较传统预处理Fletcher-Reeves共轭梯度法(PFRCG)和预处理Polak-Ribiére-Polyak共轭梯度法(PPRPCG),PMHSCG法识别精度提升约51%;较预处理Hestenes-Stiefel共轭梯度法(PHSCG),PMHSCG法识别精度提升约28%。

基于改进共轭梯度优化BP神经网络的风电机组变桨距控制

根据共轭梯度算法和传统BP神经网络的变桨距控制器的原理,针对兆瓦级风电机组变桨距控制设计了一种改进共轭梯度优化BP神经网络的变桨距PID参数自整定控制器,此控制器采用改进共轭梯度法修正BP神经网络的权值和阈值,实现BP神经网络变桨距PID控制器的在线整定。在Matlab/Simulink中仿真,仿真结果表明,采用此变桨距控制器可以在额定风速之上快速响应,在相同风速状况下使发电机桨距角调节命令更加准确,风轮转速更加平稳,输出功率维持在额定功率附近,取得了很好的变桨距控制效果。

基于改进BP神经网络的PID控制方法研究

针对最速下降法收敛速度慢和易陷入局部极小的缺点,提出一种新型的基于改进BP神经网络的PID控制方法,该方法将神经网络和PID控制策略相结合,既具有神经网络自学习、自适应及逼近任意函数的能力,又具有常规PID控制器结构简单的特点。该控制器的算法采用F letcher-R eeves共轭梯度法,它可以避免网络陷入局部极小点,同时加快网络的训练速度。并用这种改进的共轭梯度法对神经网络PID控制器参数实现在线修正。最后给出了在M atlab平台上的实现算法,仿真结果表明该控制方法是有效的。

基于共轭梯度法的算法优化

本文的目的就是针对共轭梯度法的局限性，想到研究几个重要共轭梯度法公式，提出新的改进算法，使新算法较原算法在收敛速度和训练次数等方面有显著的提高。

基于神经网络补偿的线性弹道落点预报方法

针对线性化法预报弹丸落点存在侧向速度、角速度计算复杂和适用范围小的问题,提出了基于神经网络补偿的线性弹道落点预报方法。该方法在线性假设下,对刚体六自由度弹道进行线性化处理,得到线性弹道模型;将弹丸的圆周运动方程组视为线性定常系统,利用系统的解得到圆周运动的解析式,并利用梯形近似法处理其他参数的导数,得到基于线性弹道的落点预报解析式;然后利用神经网络理论设计了补偿项,不仅解决了线性化法适用范围小的问题,还提高了线性弹道预报落点精度。数值仿真测试结果表明,该方法预报弹丸射程和横偏的最大误差分别约为4m和7m,预报落点时间约0.024ms,比解算6D弹道的时间少了1.451s。因此,该方法可为快速精确预报弹丸落点提供理论参考。

基于改进BP神经网络PID自整定的研究

随着数控技术的发展,传统的PID整定方式已经不能满足伺服系统的控制要求.利用改进共轭梯度法对BP神经网络算法进行优化.将改进BP神经网络算法应用到PID的整定中,构建改进BP神经网络自整定PID控制器.将设计好的BP神经网路PID控制器应用到伺服系统的控制结构图中.与BP神经网络自整定PID控制器,在Matalab的simulink里面进行建模仿真比较.仿真结果表明改进BP神经网络自整定PID控制器具有较好的快速响应能力、系统稳定性和抗干扰能力.

圆锥曲线的刀具补偿算法研究

刀具补偿理论对于圆锥曲线的算法通常采用偏移后重新参数化的方法,计算过程复杂,这限制了圆锥曲线在机械设计和加工中的应用,因此提出了一种针对圆锥曲线不需要重新参数化的刀具补偿算法。首先,在对圆锥曲线参数方程研究的基础上,阐述了适用于圆锥曲线插补的参数跟踪法的基本原理和计算步骤;其次,对单段圆锥曲线和多段圆锥曲线的刀具补偿计算进行了说明,并提出了刀补轨迹交点计算方法——改进二元梯度法;再次,对C刀补进行了扩展,将其应用到圆锥曲线上;最后以刀具补偿实例说明了圆锥曲线交点计算和刀具补偿计算过程,包含了4个交点的计算,列出了交点坐标和迭代次数,并进行了插补计算和分析,结果证明了交点计算方法和刀具补偿算法的有效性。

新疆地区植被覆盖度时空变化及其影响因素分析

新疆作为我国西北生态安全屏障的核心区域,生态环境状况和质量的格局变化和影响机制一直备受关注。该研究基于2003-2020年MODIS地表反照率数据集(MOD09A1),利用改进的三梯度差法获取植被覆盖度(FVC),运用线性回归、偏相关分析、Tukey检验等多种统计方法,探讨新疆地区FVC时空变化规律及定量温度、降水量与地下水储量对其的贡献。主要结果:(1)近18年新疆地区平均FVC由20.08%提高到21.76%,整体呈增长趋势(增速为0.19%·a^(-1)),且2008年以后呈快速增长阶段;其中,耕地增速最大(0.66%·a^(-1)),稀疏草地增速最慢(0.11%·a^(-1))。(2)温度是新疆生长季FVC的重要影响因素,温度对FVC影响集中在春季和秋季;而降水量和地下水储量是夏季FVC的主要影响因素。(3)夏季地下水储量是灌丛和耕地FVC的最主要影响因素;夏季降水量对草地FVC的影响最大,而夏季地下水储量对稀疏草地FVC的影响较大。(4)温度对新疆FVC的影响随湿润程度增加而减弱,而降水量的影响则随之增强;地下水储量影响随湿润程度增加呈先增加后减少趋势。该研究结果可为新疆生态恢复和建设提供科学理论依据,对于推动新疆的生态文明建设和绿色可持续发展具有重要意义。

基于分布宽度选取收敛阈值求解粒子尺度分布

在激光粒度测量中,采用改进的共轭梯度法(ICGA)能够求解单峰或多峰的粒度分布,但是为了对宽度不同的粒度分布均获得较好的效果,仍需要选取不同的迭代参数值。针对以上问题,提出通过改变收敛阈值来控制迭代过程,使该算法可满足窄、宽和多峰分布的粒度求解要求。模拟计算和实测结果表明,这种方法可以提高准确度和分辨率,增强抗噪声能力。

吲哚美辛醇质体的研制与质量评价

采用改进的pH梯度法制备吲哚美辛(1)醇质体,所得制品平均粒径为197.84 nm,包封率为(88.25±1.04)%。用Franz扩散池测试其对大鼠离体皮肤的渗透特性,并与1脂质体和搽剂对比。结果表明,1醇质体、1脂质体和搽剂的体外渗透速率分别为102.99、27.45和73.06 g·cm-2·h-1,给药4 h后皮内滞留量分别为96.54、78.52和36.62 g/cm2。用乙酸致小鼠扭体和甲醛致小鼠左前足疼痛试验考察制品的镇痛作用,用卡拉胶致小鼠左后足肿胀和二甲苯致小鼠耳肿胀考察其抗炎作用。结果表明,所制备的1醇质体抑制小鼠疼痛与炎症的效果均优于其脂质体和市售搽剂。