数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性研究

六自由度并联机器人采用数字液压缸驱动相比于采用电液伺服缸驱动,具有成本低、可靠性高、抗污能力强和结构简单等优点,为研究数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性,首先建立数字液压缸的数学模型并推导出闭环刚度,然后基于全微分法建立六自由度并联机器人的误差传递模型,并结合数字液压缸的闭环刚度,推导出数字液压缸驱动的六自由度并联机器人的刚度矩阵,并分析了刚度矩阵的影响因素,建立AMESim仿真模型并进行仿真研究,揭示出并联机器人各自由度的刚度与正开口量、滚珠丝杠导程等系统固有参数以及与并联机器人位姿之间的关系,研究结果还表明,当并联机器人沿除升沉方向以外的其他方向运动时,升沉自由度和其他自由度之间存在耦合,且耦合刚度会随并联机器人位姿的变化而变化。该研究对数字液压缸驱动的六自由度并联机器人研制及应用有一定的理论价值和实际意义。

基于新一代几何技术规范的装配误差建模

针对由于公差设计不合理而导致的服役于复杂工况的机械装备性能下降等问题,提出一种综合考虑制造与装配误差的机械产品装配精度分析方法。该方法首先利用有限元分析机械装备零部件装配误差导致的变形,并提取发生形变的关键特征面;然后基于新一代几何技术规范(GPS)将特征面的变形转化为尺寸与形位公差数据,并与设计公差进行叠加,实现变形—误差—公差的转换;随后基于雅可比旋量理论,构建综合考虑制造与装配误差的公差分析模型支撑机械装备的公差精量化设计;最后以某型机载作动筒为工程应用对象,对比分析了是否考虑受力变形条件下装配精度分析的结果差异,结果显示该方法相较于原有方法具有更高的计算准确性,能为精密机械产品精度设计提供更加准确的指导。

B-Dashnic-Zusmanovich矩阵线性互补问题误差界的估计

研究B-Dashnic-Zusmanovich矩阵线性互补问题的误差界,利用Dashnic-Zusmanovich矩阵M的线性互补误差界估计式,得到了B-Dashnic-Zusmanovich矩阵误差界的估计式。

Dashnic-Zusmanovich矩阵线性互补问题的误差界

研究Dashnic-Zusmanovich矩阵A的线性互补问题的误差界估计,给出只涉及矩阵A的元素的逆矩阵无穷范数的新上界,利用两类重要不等式以及放缩技巧,给出矩阵A的线性互补问题的误差界。

同步相移横向剪切干涉中偏振器件的误差建模

为了对同步相移横向剪切干涉系统中偏振器件的选型、装调以及误差补偿提供可靠的理论依据,本文根据琼斯矩阵原理,构建了系统中1/4波片和偏振片阵列误差对测量结果影响程度的误差模型,对四分之一波片的相位延迟误差、快轴方位角误差以及偏振片阵列透光轴方位角误差对测量结果的影响进行了定量分析。仿真结果表明:1/4波片的相位延迟误差在±1°以内时,波面测量误差为0.00002λ(PV)和0.000062λ(RMS);1/4波片的调整精度在±2°以内时,波面测量误差为0.0001λ(PV)和0.00006λ(RMS);偏振片阵列方位角误差在±1°以内时,测量误差为0.003λ(PV)和0.001λ(RMS)。根据仿真结果对测量系统中偏振元器件进行选型,同时选择两种不同精度的偏振元器件进行对比实验。实验结果的残差值与仿真结果的残差值的PV以及RMS值偏差均小于λ/20,可以在一定程度上验证模型的有效性。本文提出的数学模型可以为同步相移横向剪切干涉系统中偏振器件的选型提供可靠的理论依据。

Dashnic-Zusmanovich矩阵的扩展垂直线性互补问题的误差界研究

利用Dashnic-Zusmanovich矩阵的结构特点和不等式的放缩技巧,得到了矩阵A的逆矩阵的无穷范数|A^(-1)|_(∞)的上界估计式,在该估计式的基础上,得到了该类矩阵的扩展垂直线性互补问题的误差界。

基于改进RANSAC的本质矩阵求解方法

针对在单目系统大尺寸测量场景下使用RANSAC算法求解本质矩阵时稳定性和求解精度不高的问题,提出了一种改进RANSAC的本质矩阵求解方法,首先在所有匹配特征点中,通过当前内点求得的本质矩阵对剩余匹配特征点进行重投影误差,并采用相对判别法通过这些误差的值大小来确定当前内点是否为高质量内点,之后在此基础上采用二分法动态调整阈值从若干本质矩阵中寻找最优值。最后,设计了多组视角不同误匹配率下的仿真实验和实际拍摄的实验,实验证明,相较于传统与其他改进的RANSAC算法及LMedS算法,本文改进的算法能够快速确定初始内点并自适应调整阈值,同时求出较好的本质矩阵,满足求解稳定性与精度的要求。

低复杂度的盲源分离和去混响联合优化方法

提出了一种低复杂度的基于加权预测误差(WPE)的独立低秩矩阵分析(ILRMA)方法。与现有的WPE-ILRMA方法把预测矩阵当成一个整体来处理不同,所提方法将预测矩阵展开来推导代价函数,利用不同声源的混合滤波器和分离滤波器之间的正交性简化代价函数的优化过程,进而以更低的计算复杂度对混合信号去混响。通过利用解耦预测矩阵和分离滤波器之间的关系,所提方法将维数较大的矩阵求逆转化为维数较小的矩阵求逆,从而取得了比WPE-ILMRA方法更低的计算复杂度。在最大似然框架下推导了所提方法的代价函数,并采用坐标梯度下降算法来估计参数。实验结果表明,所提方法能以更低的计算复杂度和更高的稳定性取得与WPE-ILRMA方法相似的分离性能。

基于JADE-斜投影的鲁棒波束形成算法

针对矩阵重构类波束形成算法对阵列幅相误差敏感的问题,提出一种基于盲源信号分离和斜投影的矩阵重构鲁棒波束形成算法。首先,依靠盲源分离技术得到接收信号和混合矩阵,结合期望信号先验信息完成混合矩阵中信号导向矢量的搜索。然后,利用盲源分离得到的信号协方差矩阵完成阵列幅相误差估计。最后,基于幅相误差校准的混合矩阵和斜投影思想,构建各干扰的斜投影算子,将接收数据分别向干扰斜投影空间进行投影,得到对应的干扰信号,完成干扰噪声协方差矩阵重构。仿真结果表明,所提方法对阵列幅相误差具有较好的鲁棒性,验证了算法的有效性。

样本选取对地质灾害易发性评价的影响——以山西柳林县为例

非地质灾害样本的合理选取对地质灾害易发性预测准确度的提高具有重要意义。文章以柳林县为例,选取适宜的影响因子,基于GIS技术采用随机森林模型进行易发性评价。以地质灾害与非地质灾害比例为1∶1、1∶1.5、1∶3、1∶5、1∶10和非地质灾害点距已知灾害点100,500,800,1000 m为选取条件交叉结合共创建20组模型进行分析。结果表明:(1)通过误差指标、混淆矩阵和ROC曲线检验,样本比例和距已知灾害点距离变化对地质灾害易发性评价结果有较大影响。随着样本比例变小,距已知灾害点距离增加,各模型平均绝对误差和均方根误差整体下降,准确率整体上升。各模型ROC曲线下面积值均大于0.8,均有较好的预测效果。当样本比例小于1∶3时,距已知灾害点距离增加对模型误差和准确率影响较小,变化趋于稳定。综合判断样本比例为1∶10、距已知灾害点1000 m为最适合研究区模型。(2)高和极高易发区主要分布在中部及北部道路和河流两侧的地区,是柳林县防灾减灾的重点区。(3)样本选取差异导致易发性结果不同主要是因为建模过程中随机森林模型对数据特征的采集及判断发生变化,样本是否具有代表性发生变化。这些研究成果对当防灾减灾工作的实施具有重要意义。

基于改进目标Gram矩阵的鲁棒测量矩阵优化

测量矩阵优化是压缩感知的重要内容,其中目标Gram矩阵的设计和测量矩阵的更新是测量矩阵优化过程中的两个重要步骤。然而在目前的优化模型中,两个步骤效果无法同时达到最优,如何使两个重要步骤的效果同时达到最优成为亟待解决的问题。针对上述问题,提出了一种基于改进目标Gram矩阵的鲁棒测量矩阵优化方法。首先,证明了所采用目标Gram矩阵的优越性,即整体降低测量矩阵与稀疏基的三种相关性;其次,证明了所采用测量矩阵更新方法的优越性,即降低稀疏误差影响,提高测量矩阵的鲁棒性;最后,将最优目标Gram矩阵应用于最优测量矩阵更新方法,提高了信号重构精度。实验结果表明,提出的测量矩阵优化方法有效提高了二维信号重构质量。

基于评分矩阵与评论文本融合的混合推荐模型

推荐系统已在电子商务中迅速推广应用,其带来的数据稀疏性增加了评分预测的不准确因素。提出了一种将评分和评论文本相融合的混合推荐模型(MRB),将用户偏好影响因子引入用户评分预测模型(UBP)中,将项目-时间因子引入项目评分预测模型(IBP)中,通过推荐结果平均绝对误差(MAE)实验验证,当近邻数为50时,该模型明显优于传统的模型。

关于整数矩阵除数函数余项的二次积分均值

整数矩阵表法个数的渐近分布问题是解析数论中的重要研究课题,受到日益增长的关注.设t_(3)^((2))(n)是整数矩阵环M_(2)(Z)中形式为C=A_(1)A_(2)A_(3)且|C|=n的矩阵表法个数的求和函数,△_(2,3)^(*)(x)是关于t_(3)^((2))(n)的渐近公式中的余项.利用经典的解析方法和黎曼zeta函数的良好性质,本文研究了整数矩阵除数函数t_(3)^((2))(n)在无平方因子数集上的分布问题,并得到了余项△_(2,3)^(*)(x)的二次积分均值的上界估计.

收发未精确同步条件下非相关多运动辐射源TOAs/FOAs协同定位方法

在联合到达时间/到达频率的无线定位体制中,除了TOAs/FOAs(Time-Of-Arrivals/Frequency-Of-Arrivals)估计误差与传感器位置/速度先验观测误差以外,收发两端的传感器时钟同步误差也是影响定位精度的重要因素.为了抑制时钟同步误差和各类观测误差的影响,本文针对非相关多运动辐射源定位场景,提出一种基于加权多维标度分析的TOAs/FOAs多辐射源协同定位方法.文中首先通过构造两组标量积矩阵推导定位关系式,然后基于一阶误差分析方法得到该关系式中的误差渐近统计特性,并进而构建联合定位与时钟同步误差校正的优化准则.针对此优化模型,本文提出一种基于正交投影矩阵数学性质的参数解耦合优化算法,可实现对多运动辐射源位置/速度参数与同步误差参数的分步估计,显著降低了参与优化迭代的变量维数.此外,文中还在收发未精确同步条件下推导TOAs/FOAs多辐射源协同定位模型的克拉美罗界,定量证明多辐射源协同定位可以带来性能增益,并且利用一阶误差分析以及正交投影矩阵数学性质证明新方法的渐近统计最优性.仿真实验结果验证所提出的协同定位方法的优越性.

高误码率下基于随机抽取的LDPC码校验矩阵重建

为改善高误码率下LDPC码稀疏校验矩阵重建算法的性能,提出了接收码字个数充足和不充足条件下容错能力较强的校验矩阵开集识别算法。首先,通过多次随机抽取码字的部分比特构建新的码字空间,在较低维度下利用高斯消元法求解对偶向量并还原出校验向量;其次,利用该校验向量,采用“剔除错误码字”或“翻转最低不可靠位”的方法不断提高接收数据内无误码码组的比例进行迭代处理。仿真结果表明,所提算法在不同误码率、不同码长、不同码率、不同码字个数下均优于对比算法。对于IEEE 802.11n协议下的(648,324)LDPC码,当接收码字个数充足时,所提算法在误码率为0.003的条件下,其校验矩阵重建率能达到95%以上;当接收码字个数不足(码字个数为450)时,所提算法在误码率为0.0015的条件下,其校验矩阵重建率能达到90%以上。

基于改进Sage-Husa自适应滤波的ADCP船速基准精确获取

针对传统Kalman滤波存在的单一固定的误差协方差阵Q、R及观测粗差均会影响声学多普勒流速剖面仪船速滤波性能这一问题,本文结合自适应抗差滤波原理与Sage-Husa算法,通过构建自适应因子与抗差因子,并对Q和R分别增加Kalman滤波的约束条件,设计了一种改进的Sage-Husa自适应滤波算法。在长江口开展的声学多普勒流速剖面仪走航测量实验结果表明,与传统的Kalman滤波方法相比,本文改进方法受粗差影响明显减小;在底质流动速度为分别为5、10、15 cm/s下的船速精度均提高了约2 cm/s,断面流量相对精度则分别提高了0.9%、3.0%和6.0%。对于年均流量为2.8×10^(4)m^(3)/s的长江口这种大型感潮河段来说,本文方法1%~6%的流量相对精度的提高显得必要且有意义。

水准网定权方法的比较

为了提高水准网平差精度和促进对定权重要性的认识,本文对目前水准网定权的五类方法进行了比较和实例分析。得到了结论:(1)定权不正确造成水准网各高程点平差结果以及其精度带来影响;(2)不同的定权方法所产生的权不一样,从而平差结果也不一样。本研究结论对水准网平差具有一定的参考价值。

非正交空间矢量合成误差的矩阵拟合校正算法

针对超声波阵列风速风向仪在测量空间风场时,利用各非正交通道测量的空间矢量,通过矢量合成得到总风速矢量的过程中,由于仪器机械结构存在加工和安装误差,从而导致合成矢量存在误差的现状。为了降低安装过程引入的合成误差,提出一种利用拟合矩阵来校正误差的方法,进而得到更为精确的合成风速,提高风速测量的精确度。文章介绍合成误差的来源,在拟合矩阵中引入摄动,验证拟合矩阵的可逆性,并利用Matlab寻找拟合矩阵。在基于DSP+FPGA+ADC的超声波阵列风速风向仪中应用这种方法,能够将风速测量结果的标准差降低约40%,拟合校正算法校正效果明显。

基于动态耦合分析的武装直升机火/飞协同机制研究

针对武装直升机使用航炮、火箭弹等非控武器对地面目标瞄准攻击的问题,提出一种基于动态耦合分析方法的火/飞协同机制。根据武装直升机连续计算命中点(continuously computed impact point,CCIP)攻击原理,通过攻击误差分析建立瞄准误差矢量方程组。运用动态耦合分析机理建立火/飞变量间的动态耦合矩阵,并对其进行标准化、归一化处理,得到其耦合关系,以此为依据采用构造罚函数方法和共轭梯度法对瞄准矢量方程组进行解算,给出基于动态耦合分析的火/飞协同机制。仿真结果验证了该机制的可行性及有效性,为解决武装直升机空对地瞄准攻击问题提供有价值的参考。

基于矩阵解耦的精馏塔VOFFLC温控系统

针对复杂的精馏塔MIMO温控系统的多变量、非线性、强耦合的特点和自适应需求,设计了基于矩阵解耦精馏塔的VOFFLC系统。首先,对温控系统的多变量控制模型进行改进,利用矩阵解耦理论实现对角解耦,以此改变控制通道的特性;然后,设计基于矩阵解耦的精馏塔VOFFLC温控系统,实现精馏塔的塔顶和塔底的自适应温控;最后,采用仿真实验,对所设计的多种温控系统进行性能比较。实验结果表明,VOFFLC系统可以实现控制参数的自适应,具有更强的论域容错性和鲁棒性。