基于AHP耦合Sigmoid函数的重载铁路黄土边坡风险分析

重载铁路具有大轴重、高密度、大运量的运输特点,黄土边坡路基段一直是重载铁路运营的高风险区段,现有风险评价方法尚无法满足其风险量化分析的需求。利用层次分析法AHP耦合Sigmoid函数的方法,围绕事故发生概率和损失两个方面对重载铁路黄土边坡工程展开风险定量评价。首先以边坡滑塌事故调研和稳定性控制理论为基础,明确黄土边坡的失稳影响因素,建立重载铁路黄土边坡稳定性评价模型和边坡失稳危害性评价模型;然后应用层次分析法建立黄土边坡稳定性评价模型指标权重,并提出各级影响因素的指标赋值方法;而后引入基于朴素贝叶斯理论的Sigmoid函数,构建边坡稳定服役概率、风险判断矩阵和黄土边坡的风险等级确定方法;最后以朔黄铁路某站高陡黄土边坡为工程背景,应用所得理论方法对其进行风险定量分析,计算得出该边坡失稳概率为0.64,造成经济损失约8611万元,隶属于高风险等级,并针对坡体几何特征、渗透能力、基岩特性等低分指标提出了具体的安全性提升措施建议。

一种用Sigmoid函数进行加权融合的图像去雾算法

为了解决图像去雾过程中在前景和天空区域过渡不平滑以及透射率融合不精确、恢复图像色彩不自然等问题,提出了一种用Sigmoid函数进行加权融合的图像去雾算法。该算法在R、G、B共3个通道上使用不同的衰减常数,并以Sigmoid作为权重函数将基于颜色衰减先验对天空区域的估计透射率和基于暗通道先验对前景区域的估计透射率进行融合,最后通过大气散射模型恢复出无雾图像。实验结果表明,该算法对包含有天空区域的雾图的去雾效果更优,复原后的图像清晰而且色彩自然,提升了图像的主观视觉效果,同时客观对比也表明了该算法的有效性和适用性。

基于改进Sigmoid函数的PMSM调速系统自抗扰控制

为实现永磁同步电机(PMSM)转速的快速、稳定控制,提出一种基于改进Sigmoid函数的自抗扰控制(ADRC)方法。首先,对Sigmoid函数进行了分析和改进,引入非线性因子;接着,利用改进Sigmoid函数替代传统非线性函数设计了PMSM调速系统的改进型微分跟踪器(TD)、改进型扩张状态观测器(ESO)和改进型非线性状态误差反馈(NLSEF)控制律,并借助李雅普诺夫(Lyapunov)函数证明了所设计的改进型ESO具有渐进稳定性;随后,证明改进型ADRC误差系统的渐进稳定性;最后,对该策略进行了仿真分析。结果表明:在PMSM调速系统中,改进型ADRC比传统ADRC和PI控制具有更好的动态性能和抗扰性能。

基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统设计

为了保证机器人能够在保持稳定的情况下,按照规划轨迹执行工作任务,从硬件和软件两个方面,设计了基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统。装设机器人传感器与状态观测器,改装机器人鲁棒滑模跟踪控制器,完成系统硬件设计;综合机器人结构、运动机理和动力机制3个方面,构建机器人数学模型;根据状态数据采集结果与规划轨迹之间的偏差,计算机器人跟踪控制量;依据滑模运动与切换方程,利用Sigmoid函数生成机器人鲁棒滑模控制律,将生成控制指令作用在机器人执行元件上,实现系统的鲁棒滑模跟踪控制功能;在系统测试与分析中,所设计控制系统的平均位置跟踪控制误差为0.93 mm,与设定轨迹目标基本重合,机器人姿态角跟踪控制误差为0.06 mm,具有较好的鲁棒滑模跟踪控制效果,能够有效提高机器人鲁棒滑模跟踪控制精度。

低照度下基于Sigmoid函数的改进同态滤波增强算法

针对低照度图像处理难度较大,信息含量少的问题,提出了一种基于Sigmoid函数的改进同态滤波低照度图像增强方法。该方法首先基于同态滤波增强方法的原理,并利用Sigmoid函数构造两个传递函数,对图像进行分频处理;然后将低通分量乘以相应的系数来控制图像的整体灰度;接着将高频、低频分量线性相加;最后输出增强后的图像。实验结果表明,该算法不仅优化了滤波器参数的调控问题,而且有效地提高了图像对比度,视觉效果更好,细节部分更清晰。

基于Loess平滑和Sigmoid函数的中国碳排放量模型

本文采用Sigmoid函数对1990-2019年的中国碳排放量数据进行建模,首先利用R语言,对数据进行平滑处理,采用loess方法,消除噪声的影响,使其更容易优化,并建立Sigmoid函数模型。其次,发现该阶段碳排放量符合S形曲线的规律,即Sigmoid模型,在总共30年间的前期和后期的增长均较为缓慢,而中间10年的增长尤为迅速。通过计算其平稳点,得出在2018年左右,碳排放量达到平稳,随后将小幅度上升或波动。

水下机器人基于sigmoid函数的软变结构控制

针对水下机器人滑模变结构控制系统抖振问题,利用具有光滑性和饱和性的sigmoid函数,提出一种水下机器人软变结构控制策略。利用Lyapunov稳定性理论,讨论控制受限情形的水下机器人软变结构控制系统的稳定性,构造基于sigmoid函数的软变结构控制器,给出水下机器人软变结构控制的具体算法。将基于sigmoid函数的软变结构控制策略用于水下机器人仿真实验研究,实验结果验证了该方法的可行性和有效性。与线性控制、饱和线性控制和基于变饱和函数的软变结构控制3种控制方法进行对比仿真分析,分析结果表明,基于sigmoid函数设计的软变结构控制系统调节精确度高、响应速度快,有效地削弱了系统抖振,具有良好的动态性能。

基于Sigmoid函数拟合的亚像素边缘检测方法

亚像素边缘检测技术是采用图像处理软件算法来提高检测精度的有效途径,文中对矩法、拟合法和插值法等常用的亚像素边缘检测算法的原理、优点和不足进行了分析,提出了Sigmoid函数拟合的亚像素边缘定位算法.该算法采用Sigmoid函数拟合边缘模型,利用图像边缘灰度信息对模型进行非线性最小二乘拟合,求得边缘的亚像素位置.理论分析和实验结果表明,基于Sigmoid函数拟合的亚像素边缘定位算法的定位精度为0.045像素,但检测的速度比灰度矩提高了一个数量级,比空间矩、Zern ike矩和插值法提高了两个数量级.此算法能较好地满足影像测量的稳定可靠、高精度及强实时性要求.

基于sigmoid函数激励需求响应模型的电动汽车有序充电控制策略

基于经济学理论提出电动汽车有序充电电价模型,给出考虑负荷波动和电动汽车车主支出最小为目标的多目标函数,利用蒙特卡罗方法模拟车主的充电行为,最后,采用粒子群算法求解多目标函数;该方法在电价激励机制的控制过程中,加入用户对电价的响应环节,给出满足sigmoid函数的电价激励策略在不同激励陡度参数下对电动汽车充电的引导效果。以某地区为例进行有序充电场景仿真模拟,结果表明:在兼顾车主和充电站运营商利益前提下,电动汽车规模一定时,选择适合的激励陡度参数能改善负荷曲线,使电网负荷波动最小。

Sigmoid函数及其导函数的FPGA实现

通过对Sigmoid函数进行分析,构造一张自变量在[0,4],函数值在[0.5,1.0]的查找表,将其与设计的运算模块相连,实现Sigmoid函数及其导函数.实验表明,该方法在确保快速运算的同时节省了芯片的资源.

一种基于Sigmoid函数的改进协同过滤推荐算法

随着电子商务和社交网络的蓬勃发展,推荐系统逐渐成为数据挖掘领域的重要研究方向。推荐系统能够从海量信息中定位用户兴趣点,提供个性化服务。协同过滤算法能够有效分析用户偏好,提供合适的推荐服务。针对评分矩阵稀疏时传统协同过滤算法性能很差的问题,提出一种基于Sigmoid函数的改进推荐系统算法。利用Sigmoid函数对不同项目进行建模,得到项目的平均受欢迎程度;利用Sigmoid函数对不同用户进行建模,将评分映射为用户对项目的喜好程度;根据用户对项目喜好程度应该与项目平均受欢迎程度贴近的原则进行评分预测。在两组真实数据集合上的实验结果表明,该算法较好地解决了数据稀疏性问题,能够有效提高传统算法的预测准确性。

利用Sigmoid函数表征超低渗透储层的非达西渗流特征

达西渗流产水率模型已难以准确描述超低渗透储层的产液性能,为了准确表征超低渗透储层的产液能力,必须基于非达西渗流特征建立高精度产水率模型.神经元非线性函数Sigmoid的突变性质能较好地描述非达西渗流特征,并可以通过改变系数来控制其突变时间和幅度,因此,引入该函数来构建超低渗透储层的产水率模型.在超低渗透储层,压裂改造措施破坏了油藏状态下含水饱和度与产水率之间的关系;计算方法和实验分析所携带的误差造成计算含水饱和度与油藏状态下含水饱和度之间存在数值差异.分类弥补这一差异之后,利用Sigmoid函数建立的产水率模型计算97口井的产水率,与实际压裂试油的产液数据进行对比分析,相关系数为0.900 4,满足研究区实际勘探开发生产需求.

Sigmoid函数的分段非线性拟合法及其FPGA实现

使用分段非线性逼近算法计算超越函数,以神经网络中应用最为广泛的Sigmoid函数为例,结合函数自身对称的性质及其导数不均匀的特点提出合理的分段方法,给出分段方式同逼近多项式阶数对逼近结果精度的影响。完成算法在FPGA上的硬件实现,给出一种使用三阶多项式处理Sigmoid函数的拟合结果及流水线架构,处理精度达到10-5数量级,最大频率达到127.327 MHz,满足了高速、高精度的处理要求。

基于改进sigmoid函数的非线性跟踪微分器

本文受神经网络中常用的sigmoid激励函数特性的启发,提出了一种形式简单、调参相对容易的非线性跟踪微分器(STD).首先,在sigmoid函数的基础上引入指数和幅度因子,利用改进后的sigmoid函数构造加速度函数,接着,借助Lyapunov直接法证明了所设计的跟踪微分器的非摄动形式具有全局渐近稳定性,随后利用系统等价性给出了跟踪微分器的具体形式并通过扫频测试分析了其频域特性;最后,与线性微分器(LD)、全程快速跟踪微分器(HSTD)以及改进的跟踪微分器(ITD)、反正切形式的跟踪微分器(ATD)分别进行对比仿真分析.结果表明,基于sigmoid函数设计的跟踪微分器可以兼顾响应的快速性以及平稳性、全程无抖振,对信号的广义导数具有良好的逼近能力和滤波效果.

基于Sigmoid函数的PMSM滑模变结构位置速度观测器

针对永磁同步电机无速度传感器控制系统,设计了新的滑模观测器进行转子位置和速度的观测。在通常滑模电流观测器基础上引入反电势估测值,构造了新滑模观测器,采用Sigmoid函数代替常数切换函数在一定程度上减小抖振,采用变截止频率低通滤波器,代替常用低通滤波器,使电机相位补偿是一个常数。通过李亚普诺夫稳定性定理证明了设计的滑模变结构观测器的渐进稳定性。通过仿真和实验验证了设计的滑模控制器,证实了其有效性和可行性。

基于Sigmoid函数的四旋翼无人机轨迹规划算法

针对小型四旋翼无人机自主巡航的轨迹规划问题,提出一种基于Sigmoid函数的轨迹规划算法。在给出了一组由无人机必须飞经的路径点所定义的巡航任务的前提下,该算法采用圆滑可导的Sigmoid函数作为位置函数,规划出任意2个路径点之间的状态轨迹。该方法同时保证了光滑可导的速度轨迹函数。基于飞行器的最大速度约束,在相邻的2个路径点的距离小于一定值时还可保证可导的加速度轨迹函数。算法极为简单,可在计算能力有限的微小型无人机驾驶仪上得以实现。在对算法和其有关的性质做出介绍之后,文章还给出了采用典型的小型四旋翼无人机动态模型和控制算法对该算法制定的飞行轨迹进行跟踪飞行的仿真结果,证实了该算法的可行性、有效性和实时性。

基于Sigmoid函数连续化的电力系统无功优化算法

如何精确、快速地处理离散变量是求解大规模电力系统无功优化问题的关键和难点。提出了基于Sigmoid函数连续化的无功优化模型,并应用现代内点法进行求解。所提方法先将离散量当作连续量处理,进行无功优化计算,快速寻求离散变量的激活点;再以所得的结果作为初始解,引入Sigmoid函数对离散变量进行连续化处理,实现精确快速求解含离散变量的电力系统无功优化问题。大量仿真计算结果表明,所提方法具有良好的收敛性和计算效率,对求解大规模系统无功优化问题具有很好的应用前景。

基于sigmoid函数的Volterra自适应有源噪声对消器

该文介绍了一种新颖的非线性自适应有源噪声对消器—基于sigmoid函数的Volterra自适应有源噪声对消器,并采用输入信号和瞬时误差归一化的LMS自适应算法调整其系数。这种基于sigmoid函数的Volterra自适应有源噪声对消器具有参数少和便于实现的模快化结构等优点。仿真结果表明:这种基于sigmoid函数的Volterra自适应有源噪声对消系统具有良好的抗噪声性能。

基于Sigmoid函数光滑化的等效热容和有限元法求解相变传热问题

为避免等效热容法中因等效热容函数阶跃变化对计算精度的影响,提出了一个基于Sigmoid函数的光滑焓函数,通过焓对温度的导数,可得到光滑和连续的等效热容函数,并结合有限元法与有限差分法建立了求解相变传热问题的数值模型.通过数值算例,对所提方法进行了验证,探讨了有限元网格密度、热容阵的数值积分格式以及Sigmoid函数相关参数对计算结果的影响,与解析解及以往的平均化方法相比,结果令人满意.

基于复合Sigmoid函数的国内生产总值预测方法

国内生产总值是制定经济发展战略、规划、年度计划以及各种宏观经济政策的重要依据,研究国内生产总值预测方法具有重要的现实意义。考虑到通过简单非线性函数的复合可以实现对于复杂函数的映射,又有Sigmoid函数可以反映事物的一般规律,因此本文提出采用复合Sigmoid函数方法来预测GDP。以鄂尔多斯市GDP预测为实例,利用鄂尔多斯市1980～2006年国内生产总值数据,基于时间序列分析,以神经网络算法进行参数优化,建立了鄂尔多斯市GDP预测的方程,取得了较好的预测效果,表明了复合Sigmoid函数方法对于GDP预测的适用性。