基于改进牛顿-拉夫逊算法的脑出血磁感应断层成像研究

针对脑出血磁感应断层成像(MIT)中正问题模型过于简化、图像重建质量较低、算法收敛效率低、病变与背景间伪影较大、耗时较长等问题,该文提出一种用于脑出血MIT的改进牛顿-拉夫逊(NR)算法。将线性反投影(LBP)算法计算结果作为改进NR算法的迭代初值,在目标函数中加入自适应加速惩罚项和L2范数惩罚项,提高算法每一步迭代的效率,减少重建图像的伪影。引入投影算子P施加物理意义上的约束,提高收敛速度并改善成像质量。利用Comsol Multiphysics构建了包含头皮、颅骨、脑脊液和脑实质的真实3维颅脑模型。仿真计算了相位差检测值和灵敏度矩阵用于后续的图像重建。利用所提改进NR算法与5种图像重建算法分别对3个位置出血量分别为24 ml,14 ml,2 ml的脑出血进行磁感应断层成像。实验结果表明,所提算法相比其他5种算法重建图像的质量更高,成像时间平均只需NR算法的1/3。使用更少的迭代次数重建出更高质量的图像,并且能实现2 ml脑出血的图像重建,为脑出血的MIT检测提供一种新的有效算法。

基于蒙特卡洛随机采样方法与牛顿-拉夫逊迭代方法的钻锚机器人机械臂逆运动学求解方法

钻锚机器人机械臂逆运动学精确求解是实现煤矿巷道自动支护的关键,针对钻锚机器人机械臂这种非传统结构机械臂逆运动学求解方法存在精度低、实时性差和容易陷入局部最优难以收敛的难题,提出了一种融合蒙特卡洛随机采样方法和牛顿-拉夫逊迭代方法的非传统结构机械臂逆运动学求解方法。首先,根据钻锚机器人机械臂结构构建运动学模型,建立各个关节坐标系,利用坐标系转换关系实现机械臂正运动学求解;其次,基于蒙特卡洛随机采样方法计算机械臂运动空间,设定步长将运动空间轮廓外接立方体分割为若干个小立方体,构建小立方体内空间点的三维坐标和对应关节变量与小立方体的映射关系,根据给定的目标空间点对应的转换矩阵,通过索引函数确定其对应的小立方体,计算立方体内与目标空间点误差最小的点,将它对应的关节变量值作为初始值;最后,引入牛顿-拉夫逊迭代方法,利用多元函数迭代公式确定各关节变量的变化量,循环往复实现非传统结构机械臂逆运动学的求解。仿真实验结果表明,与基于随机初始值的牛顿-拉夫逊迭代方法和粒子群优化算法相比,所提方法计算结果对应的平均角度误差分别降低了64.98%和57.34%,平均耗时分别降低了35.90%和22.33%,求解精度和时效性均有所改善,验证了所提融合蒙特卡洛随机采样方法与牛顿-拉夫逊迭代方法针对非传统结构机械臂逆运动学求解的可行性和有效性。

基于牛顿-拉夫逊电力系统潮流计算的改进算法

牛顿-拉夫逊法是求解非线性代数方程有效的迭代计算方法,广泛应用于现代电力系统安全分析、故障诊断与控制的潮流计算中。为提高牛顿-拉夫逊潮流计算方法的快速性和收敛精度,本文提出一种改进的牛顿-拉夫逊潮流计算法,并通过IEEE14和IEEE30节点测试系统分析表明与传统方法相比该方法所具有的优点。

简化的牛顿-拉夫逊潮流计算法

提出了一种利用简化潮流雅可比矩阵来缩短牛顿 -拉夫逊潮流计算收敛时间的方法 ,并通过算例验证了其有效性。

直角坐标牛顿-拉夫逊潮流算法的简化

根据电力系统的运行特征提出新的假设,改进了牛顿-拉夫逊潮流算法中修正方程式的建立,继而对直角坐标下牛顿-拉夫逊潮流算法的雅可比矩阵进行简化,并提出用最优乘子解决病态系统.13节点算例计算结果表明,该法具有良好的收敛性,可减少内存占有量并具有较高的计算速度.

基于牛顿-拉夫逊算法和P-Q分解法的潮流计算对比分析

首先介绍了牛顿-拉夫逊算法和P-Q分解法的基本概念以及Paladin DesignBase软件的基本功能,然后介绍了某2机5节点电力系统案例,接下来构建该系统的单线图,输入已知参数,设置潮流计算条件,得出在不同精度下的潮流计算结果。得出结论:P-Q分解法的迭代次数明显比牛顿-拉夫逊算法多,且精度越高迭代次数增长越快;在计算时间上,P-Q分解法更占优势。综合各方面因素可知,P-Q分解法是更适用于该系统的潮流计算计算机解法。

牛顿—拉夫逊算法在电力系统潮流计算中的应用

牛顿—拉夫逊算法是现在应用于电力系统潮流计算的最常用的算法之一,本文主要介绍了牛顿—拉夫逊算法的原理以及其在电力系统潮流计算中是如何应用的,并且通过流程图,介绍了利用牛顿—拉夫逊算法进行潮流计算的实现过程。

基于牛顿-拉夫逊法的风速观测器设计

风速是风力发电机的一个重要参量,准确获取风机运行过程中实时的风速信息对风机的控制十分重要。文中基于牛顿-拉夫逊方法,设计并实现了一种风速观测器。该观测器根据风轮机运行中实时的运行状态数据,迭代估计出叶尖速比的近似值,再由它与风速的对应关系计算出实时的估计风速,达到风速观测的目的。最后,将该风速观测器分别在Matlab和风力机模拟器中进行仿真和实验验证,结果表明,所设计的风速观测器具有良好的风速估计性能,符合预期目标。

神经网络-牛顿改进算法求解stewart平台正解

正向运动学求解是并联机器人机构应用的基础,传统求解方法中BP神经网络通过将并联机器人平台的逆解作为训练样本,通过网络学习的方法求解stweart平台的正解,具有优秀的解域搜索功能,但求解精度有待提高,且局部存在收敛速度慢以及局部最小化问题。而牛顿迭代法虽然具有能够在局部快速收敛但对初值依赖程度较大。鉴于两者的优缺点互补,设计一种混合算法能够精确的精确的求得stewart平台正解。能够提升传统神经网络算法的求解速度及就求解精度。

简化牛顿-拉夫逊法在电网潮流计算中的应用

电网潮流计算需要复杂的计算,工作量较大。本文改进了牛顿-拉夫逊潮流算法中修正方程式的建立,继而对直角坐标下牛顿-拉夫逊潮流算法的雅可比矩阵进行简化。26节点算例计算结果表明,该法具有良好的收敛性,减少内存占有量并具有较高的计算速度。

由牛顿算法求解Pao-Sah电压方程的一个初始值

目前集约建模的趋势是由基于阈值电压的模型转向基于表面势的模型,而后者需要一个对非线性Pao-Sah电压方程的精确解,作为隐含数方程,Pao-Sah电压方程必须数值求解以求得表面势。牛顿算法是一个收敛较快而常用的算法,但却易收敛到错误的根,提出一个能保证牛顿算法收敛到正确的表面势解、且具有可控的高精度及运算速度的初始值,由该初始值计算并分析了数值计算结果。高精度的数值解可作为其它近似解的检验。

基于改进WPHM方法的烘丝机寿命预测研究

为准确把握烘丝机热风机的维修时机,提出了一种结合岭回归改进的Min-Max标准化方法处理数据,采用牛顿-拉夫森(Newton-Raphson)算法和威布尔比例风险模型(WPHM)的寿命预测方法。首先,使用威布尔分布和PHM模型构建剩余寿命预测模型;其次,利用改进的Min-Max标准化方法处理数据;最后,建立似然函数,使用Newton-Raphson算法进行求解。实验结果表明,与传统的Newton-Raphson算法相比,所提出的方法在参数估计精度上更高,证明了其可靠性和有效性,为烘丝机热风机的维修决策提供了依据。

基于L-M算法的正交Stewart平台位姿正解的初值补偿

针对牛顿拉夫逊迭代法求解正交Stewart六自由度平台位姿正解对迭代初值依赖的问题,提出基于Levenberg-Marquardt(L-M)算法改进的BP神经网络模型,进而实现对Stewart平台位姿正解的迭代初值补偿值计算,并与基于BFGS拟牛顿算法、SCG量化共轭梯度算法、GDA梯度下降自适应算法所建立的BP神经网络模型进行对比分析,重点分析模型的适应性、预测输出、误差性能等。结果表明:采用提出的基于L-M算法改进的BP神经网络模型对正交Stewart六自由度平台位姿正解的迭代初值校正后,收敛速度有显著提升,初始值校正误差低于0.1%,校正结果满足预期要求。

基于改进的混合粒子群算法的变循环发动机模型求解

为了降低变循环发动机模型求解时对初始值的依赖性,提升算法的全局收敛性,同时提高模型求解的效率,提出了一种基于改进的混合粒子群算法的变循环发动机模型求解思路。首先建立了变循环发动机的部件级模型,并建立了发动机的共同工作方程组;然后采用Broyden法对牛顿-拉夫森算法中的雅可比矩阵进行更新计算,在经典粒子群算法的基础上引入粒子中心,作为干扰项,并引入限制因子和自适应时变惯性系数;最后,综合了两种改进的算法,提出改进的混合粒子群算法。实验结果表明:该算法不仅继承了牛顿-拉夫森算法的高计算效率,还吸收了改进的粒子群算法的全局收敛优点,可实现模型大范围收敛。

电阻抗断层成像的MPSO-MNR算法研究

基于修正粒子群算法(MPSO)和修正的牛顿-拉夫逊(MNR)算法的优点和局限,提出MPSO-MNR算法,通过对研究的平面圆形求解域采用有限元法进行剖分,电流注入采用三角电流法的园域内单个、两个仿真目标采用该算法进行电阻抗断层静态重构。采用定义的适应值函数和误差总和作为评价重构质量的物理量。数值仿真结果表明,在一定迭代次数内,提出的MPSO-MNR算法对求解域内目标位置定位准确,能够较准确反映场域内电阻率的分布。

应用牛顿法的高压直流输电系统非特征谐波潮流算法

针对高压直流输电系统非特征谐波潮流算法中非线性方程组具有变量多、维数高的特点,采用牛顿-拉夫逊算法迭代求解,提高了非特征谐波算法的收敛性,推导了换流装置交流侧三相电流和直流侧电压及Y、d换流变压器Δ绕组内零序环流的解析式.根据交、直流网络与换流装置的相互关系,组成换流站母线三相谐波电流平衡方程、直流网络谐波电流平衡方程,形成了修正方程式,以统一基波和特征谐波潮流结果为初值,运用牛顿-拉夫逊算法迭代求解全系统非线性方程组.采用该算法计算了南方电网云广±800 kV特高压直流输电系统非特征谐波潮流,计算结果合理,收敛性良好,证明了所提算法的正确性和有效性.

基于改进苏霍夫降温算子的电-热混合潮流计算方法

综合能源系统是一种实现能耗终端供应高效、清洁、经济的能源组织形式。它集成了多种能源间的转换和传输,因此传统的电力系统潮流分析计算方法不再对耦合设备和热力流仿真计算适用。本文提出了一种适用于终端综合能源供应的电-热混合潮流计算方法。首先将热力管网中的苏霍夫降温算子简化,其次建立了电力、热力和水力流的数学描述,并在此基础上运用改进降温算子建立牛顿-拉夫逊快速迭代求解算法的数学模型,并推导了受电-热耦合关系影响的雅可比矩阵元素取值。最后通过一个区域电-热供应系统算例验证了本方法的有效性。

快速开方算法在微控制器上的实现

介绍了两种微控制器快速开方算法:改进牛顿-拉夫逊算法和模拟手算开方算法。前者是以牛顿-拉夫逊算法为基础的一种改进算法;后者是模拟手算开方过程实现开方的微控制器算法,这两种算法都具有较高的开方速度和计算精度。笔者以32位数开方为例,详细介绍了这两种算法用汇编语言实现的过程,并给出算法实现的流程图,最后根据两种算法的特点和实际运算时间,总结了两种算法的优缺点。

快速开方算法在微控制器上的实现

本文介绍了两种微控制器快速开方算法:改进牛顿-拉夫逊算法和模拟手算开方算法。前者是以牛顿-拉夫逊算法为基础的一种改进算法;后者是模拟手算开方过程实现开方的微控制器算法,这两种算法都具有较高的开方速度和计算精度。文章中作者以32位数开方为例,详细的介绍了这两种算法用汇编语言实现的过程,并给出算法实现的流程图,最后根据两种算法的特点和实际运算时间,总结了两种算法的优缺点。

交直流系统潮流新算法

本文提出的交直流潮流算法兼有联立求解法和交替求解法的优点,不仅收敛性较好,迭代过程简单,而且易于考虑直流变量的各种约束。通过能反映直流网络特征和交直流变量之间耦合关系的关系方程组,简捷而准确地考虑了直流量对交流量雅可比矩阵的影响。 通过对弱交流和多端直流的交直流系统多种运行方式的计算,表明本文算法能适应各种实用控制方式,且具有可靠的收敛性。其计算时间与纯交流系统潮流的计算时问相差甚微。