基于UKF的农用履带机器人滑动参数估计

为了实时获取农用履带机器人运行过程中履带与地面之间的滑动信息,改善机器人控制精度,在对履带机器人运动学原理进行分析的基础上,推导了机器人运动学方程和非线性测量方程,设计了基于无迹卡尔曼滤波的滑动参数估计系统,实时估计出机器人精确姿态,并根据机器人的运动特性重建不可测的滑动量。实验结果表明:滑动参数估计系统可以提供准确和高更新率的滑动量,为农用履带机器人的精确控制提供依据。

基于滑动参数实时估计的履带车辆运行轨迹预测方法研究

要实现履带车辆的无人驾驶,在轨迹规划阶段需要准确预测其未来一段时间内的运动轨迹,然而履带与地面之间的滑动使车辆运动轨迹的准确预测变得非常困难。通过研究转向过程中履带接地段的运动,建立基于瞬时转向中心的履带车辆运动学模型。针对车辆的相对位姿是滑动参数的泛函,雅可比矩阵难以求解的问题,通过对泛函微分方程线性化,推导了雅可比矩阵的解析解。根据车辆相对位置计算值和测量值的差值,运用Levenberg-Marquardt算法迭代求解滑动参数,并结合给定控制序列预测未来一段时间内车辆的运动轨迹。该方法不需要提前知道土壤参数,并且能够实时估计滑动参数,以适应路面变化。实车试验结果表明,与传统轨迹预测方法相比,利用该方法预测车辆轨迹时,车辆位置偏差减少30%以上。

基于UKF和SMO农用履带机器人滑动参数计算

为保证农用履带机器人在农田环境下的稳定行驶,减少滑动现象,提出了基于UKF(Unscented Kalman Filter)和SMO(Sliding Mode Observer)的滑移参数估算方法。利用UKF算法融合机器人的运动方程和测量方程,补偿传感器的测量误差,重建机器人的姿态。建立左、右履带滑动参数和滑移角的滑模观测器,引入双曲正切函数作为滑模观测器的切换函数,减弱滑模观测器符号切换函数引起的抖振,实现对滑动参数的精确估算。仿真和实验结果表明:该方法可以提供准确和高更新率的滑动量,为农用履带机器人的精确控制提供依据。

遗传算法反演龙门山断裂带断层三维滑动参数研究

利用位错理论模型将遗传算法运用于断层三维滑动参数反演问题的求解,采用川西地区2004—2007年GPS观测数据对龙门山断裂带主要断层的三维滑动速率进行计算分析。结果表明:反演结果在量值上整体较小,与地质结果具有较好的一致性,走滑分量︱U1︱<3.2 mm/a,倾滑分量︱U2︱<1.54 mm/a,张开分量︱U3︱<2.5mm/a,低滑动速率反映断层的闭锁及应力的积累及大地震发生的危险性;局部分量较地质结果偏大,反映实测GPS数据反演结果体现的是断层实时活动状态;遗传算法的全局收敛、不依赖初值等优点使结果更加稳定,而张开分量显示局部不规律性,表现出各子断层空间活动不均匀性。

基于DInSAR技术与断层自动剖分方法反演断层滑动参数

以合成孔径雷达差分干涉测量(DIn SAR)技术获得的同震形变数据为约束,基于弹性位错模型反演获得发震断层的几何、运动参数(也称滑动参数),对于了解震区断层活动特征和评估潜在灾害风险具有重要意义。现有的断层滑动参数反演多是基于矩形位错元的均匀剖分或人为设定剖分,所得结果易出现"伪滑动"和滑动分布过于平滑的问题,不足以精确地反映断层面上的滑动细节。为此,引入断层自动剖分方法。该方法兼顾了模型残差最小化与平滑最优原则,在形变数据的有效约束下获得可靠解。以巴姆地震为例反演获得断层的几何参数与滑动参数。实验结果表明,对于单断层的滑动参数反演,应用断层自动剖分方法可获得较可靠的结果。

同震重力变化对震源滑动参数的敏感性研究:以2004年苏门答腊地震为例

在地震孕育和发生过程中,常伴有地表重力变化.通过同震重力变化反演震源参数,可以为认识地震活动特征奠定基础.为了有效提高同震重力变化反演滑动参数的精度,本文设计了一套定量化表征同震重力变化对震源不同滑动参数敏感性的方法.首先,基于位错理论,通过正演得到震源不同滑动参数下的同震重力变化;随后,利用无量纲化的敏感性分析方法,计算同震重力变化对不同滑动参数的敏感度因子.以2004年苏门答腊地震的断层模型为参考,定量评估了该地震同震重力变化对断层深度、断层倾角、滑移量和滑动角四个独立震源滑动参数的敏感性.评估结果显示,2004年苏门答腊地震同震重力变化对滑移量、滑动角、断层深度和断层倾角这四个独立震源滑动参数的敏感性依次降低.因对滑移量的敏感性远高于对断层倾角的敏感性,滑移量较小的反演偏差可以造成断层倾角较大的反演偏差.所以,在反演过程中,需要更加重视排序靠前的滑移量和滑动角.本文设计的方法虽然适用于其他震例,但在不同震例中,同震重力变化对各滑动参数的敏感性将有所差别.

位错模式下三维滑动参数的求解

对于三维滑动参数的求解,能更好地理解地震断裂带的三维走向,进而为以后的地震预测工作做好基础。文中主要在位错模型的基础上对三维滑动参数(U1,U2,U3)进行了推导计算,研究发现,在对其求解的过程中,不必运用蚁群算法进行求解,且能很容易得到很好的反演结果。通过试验数据模拟计算显示,对三维滑动参数的计算非常简单,且能达到满意结果。

考虑轨迹预测补偿的履带车辆滑动参数估计方法

由于履带与地面之间的相互作用力复杂,因此为履带车辆建立精确的模型较为困难。该文提出了一种基于轨迹预测补偿的双重无迹Kalman滤波(DUKF)的履带车辆滑动参数实时估计方法。上层无迹Kalman滤波(UKF)利用历史轨迹信息对滑动参数进行初步估计,将初步估计的滑动参数输入基于履带车辆瞬时转向中心(ICR)的车辆模型进行轨迹预测,结合轨迹预测相对位置的残差,通过下层UKF对初步估计的滑动参数进行补偿。基于RecurDyn与MATLAB/Simulink搭建仿真模型对所提出的方法进行了验证。仿真结果表明,与传统的UKF和扩展Kalman滤波(EKF)相比,DUKF能够在转变工况下进一步提升履带车辆滑动参数估计精度并减小轨迹预测误差。

运用三维地震资料确定断层滑动参数的定量化方法

伸展盆地或挤压盆地内很多断层在发生升降运动的同时往往伴有走滑运动,但在传统地震解释过程中通常只考虑升降运动,而对断层的走滑运动分量的重视程度不够。鉴于断层滑距同时包含了断层两盘的相对升降运动和水平运动信息,其更能反映断层的真位移。从三维地震资料入手,充分运用三维地震数据体可以构建任意方向地震剖面的优势,通过引入地震学中对断层走向和运动方式的表征方法,提出了一套三维地震解释过程中确定断层滑动参数(滑移量、滑移角)的定量化方法。首先利用作图法确定出断层产状、断盘地层产状及地层界面和断层面的交线产状,然后根据2个不同产状地层界面被同一断层的错断情况,求出断层的滑移量和滑移角,该方法适用于确定覆盖区两盘未发生明显相对转动的非同生或同生断层的真位移。与传统地震解释中通常仅考虑断层升降运动相比,该方法可以同时确定出断层两盘的升降运动和水平运动性质及其运动量,克服了断层效应对认识断裂实际活动特征的制约,从而使构造解释更接近于实际构造活动状况,这对于客观揭示研究区的实际构造活动特征具有一定理论和实践意义。

改进的基于统计学的滑动窗口无参数的累积和算法

为解决IEEE802.15.4无线传感器网络(WSN)中节点自私行为的检测问题,将最低检测延迟作为决策目标,提出了一种改进的基于统计学的滑动窗口无参数的累积和(SWN-CUSUM)算法。算法通过跟踪来自数据包两次成功传输之间的延迟特征序列,以此来判断无线传感器网络中的节点是否存在自私行为。最后通过NS2仿真工具验证算法的有效性。研究结果表明:改进的算法不仅弱化了阈值对算法性能的影响,还缩小了用于检测自私行为的滑动窗口大小,同时所提算法相对于原SWN-CUSUM算法在计算量及检测延迟上均有改善,证明改进的算法可以有效、快速地检测IEEE802.15.4无线传感器网络中的节点自私行为。

基于滑动平均法的轨道交通短时客流实时预测

提出了一种基于滑动平均方法(MA)的城市轨道交通客流预测算法,首先确定用于滑动平均的滑动参数,然后对历史数据求滑动平均值得到各个时间段的预测客流数据,并采用实时客流数据对预测结果进行修正,得到预测客流时间序列。试验结果表明,采用滑动平均方法不仅预测精度要高于支持向量机(SVM)、反向传播神经网络(BPNN)、小波神经网络(WNN)和小波组合支持向量机(WS)这4种预测方法,而且滑动平均方法的计算速度要明显优于以上4种方法,可用于复杂非平稳客流时间序列的短时预测。

基于地震对应概率谱的多参数综合异常空间特征研究

本文应用基于地震对应概率谱的多参数滑动极值概率方法对新疆南天山西段多种地震学参数资料进行定量化的异常识别提取，通过对该区中强地震前多参数滑动极值概率的空间演化过程进行全时空扫描，定量识别了该区中强地震的前兆综合异常时空异常特征。研究结果表明，南天山西段1980年以来发生的10次（组）中强地震前1～2年，震区附近区域多参数滑动极值概率均出现了高值异常变化过程，震后1年左右高值异常区逐步分散、缩小乃至消失，而中强地震平静时段滑动极值概率普遍无高值异常区域出现。

郯庐带中强地震前后多参数综合异常时空特征研究

本文应用基于地震对应概率谱的多参数滑动极值相关度方法对郯庐断裂带进行时间和空间扫描计算。时间计算结果显示绝大多数目标地震发生之前均有高值异常现象出现;空间扫描计算结果显示中强地震前1年左右,震区及其附近区域多参数滑动极值相关度出现高值异常现象,且异常区域逐渐扩大增强,地震多发生在异常区域内或者附近。中强地震发生后,高值异常区逐渐缩小,震后1年左右异常区域基本消失;中强地震平静时段的多参数滑动极值相关度均无高值异常区域出现。

山西带基于地震对应相关谱的多参数综合方法的应用研究

应用基于地震对应相关谱的多参数滑动极值相关度方法对山西地震带及邻区进行时间和空间扫描计算,定量识别和提取该区中强地震前的综合异常时空特征。时间扫描结果显示绝大多数目标地震前均有高值异常出现;空间扫描结果表明中强地震前1年左右震区及其附近区域多参数滑动极值平均概率出现高值异常现象,且异常区域逐渐扩大增强,地震多发生在异常区域内或者附近。中强地震发生后高值异常区逐渐缩小,震后1-2年异常区域基本消失;若高值异常区仍持续发展,可能是后续中强地震的异常反映。

在堆载反压条件下的高速公路滑坡变形规律及参数反算分析

文章以桂林某高速公路滑坡为例,研究坡脚堆载反压条件下的滑坡变形规律,并对滑坡滑动带参数进行反算分析,为滑坡处治设计提供依据。

自适应组合型盲源分离算法及其优化方案

该文通过引入滑动参数来自适应地组合两个不同步长的盲源分离系统,提出了一种自适应组合型盲源分离算法,其可在两个系统并向运行的同时,自适应地选取最优的分离系统进行在线分离。文中推导了滑动参数的自适应更新规则,并针对算法存有的问题,提出了具体优化方案。平稳和非平稳环境下的仿真实验表明了算法的优良性能。

用ECRS方法对郯庐断裂带中南段地震的跟踪研究

基于地震学多参数的地震对应概率谱(ECRS)方法及此前研究成果,对郯庐断裂带中段和南段(中南段)至2015年9月份的地震异常特征进行了跟踪研究。时间跟踪研究结果表明,目标地震均在震前出现多参数的综合高值异常,且目前其综合指数处于异常上升状态。空间跟踪研究结果同样显示,研究区目标地震发生前大多有高值异常出现并逐渐增强,地震多发生在异常区域内或者附近。

江西省崇义县思顺大陂头滑坡成因及防治措施

本文从大陂头滑坡所处的地质环境条件、气象因素及人为工程活动影响诸方面,阐述了滑坡形成的原因,为防治大陂头滑坡再次滑动致灾,设计采用拉锚抗滑桩群为主的治理措施。