基于通用化等效模型的飞机系统辨识算法

针对舰载机等复杂动力学系统的高阶时滞模型拟配难题,提出了一种基于通用化等效模型的系统频域辨识算法。建立系统辨识通用化等效模型,引入自适应学习率梯度下降法对模型进行基于样本的迭代学习训练,使模型的频域参数自动收敛,辨识得到复杂系统的高阶时滞模型。以舰载机横航向荷兰滚等效拟配模型进行验证,与传统算法对比,并分析了系统的频域与时域响应,结果表明:所提算法具有较好的辨识效果,解决了高阶时滞模型的直接拟配难题,并通用于广泛的高阶时滞模型拟配。

梯度型非局部高阶梁理论与非局部弯曲新解法

针对文献中关于纳米结构刚度受非局部效应影响趋势的不一致预测,基于梯度型的非局部微分本构模型,利用迭代法及泰勒展开法求得了非局部高阶应力的无穷级数表达,非局部应力相当于经典弯曲应力与非局部挠度的逐阶梯度之和.然后推导了梯度型非局部高阶梁弯曲的挠曲轴微分方程,并结合正则摄动思想,求解了非局部挠度的表达式.最后给出数值算例,具体量化挠度受非局部尺度因子的影响大小.研究表明:相比于其经典值,纳米结构的非局部弯曲挠度可呈现出或增大或减小或不变的趋势,考虑梯度型非局部高阶应力降低或提高或不影响纳米结构的刚度,具体结果依赖于外载和边界约束的类型.算例显示外载形式和边界约束条件均各自独立地影响着纳米结构的非局部弯曲挠度,同时首次观察到非局部最大弯曲挠度的位置可能受非局部尺度因子的影响.研究结论解决了非局部弹性力学应用于纳米结构的若干疑点,并为理论的发展和优化提供支持.

基于高阶谱特征提取的高速列车车轮擦伤识别算法研究

随着列车运行速度和轴重增加,车轮踏面擦伤现象不断加剧。提出一种对列车经过时钢轨振动信号进行高阶谱特征提取并结合粒子群-支持向量机(PSO-SVM)进行车轮擦伤识别的算法。通过建立车辆轨道垂向耦合模型和车轮擦伤模型,计算正常车轮与擦伤车轮作用下的钢轨振动响应。利用高阶谱方法对两种情况下钢轨振动信号进行信号处理得到二维等高线图和三维双谱图,通过灰度-梯度共生矩阵提取其二维等高线图的6个纹理特征,与车速共同输入PSO-SVM模型识别车轮是否擦伤;再结合三维双谱图对角切片峰值、二维等高线图内扩对角频率,对擦伤等级进行识别。结果表明:利用高阶谱进行特征提取的方法识别正常与擦伤车轮准确率可以达到100%,擦伤等级的准确率可以达到94.6%。最后将该方法与EMD方法进行特征提取做比较分析,EMD方法识别正常与擦伤车轮准确率为98.3%,而擦伤级别准确率仅为56.4%。研究结果表明,基于高阶谱的PSO-SVM方法更能有效识别擦伤车轮并确定其擦伤等级。

一种基于高阶梯度理论的微构件力学尺度效应模型

实验发现微构件的力学性能存在尺度效应,传统力学模型无法解释这一现象。该论文基于高阶应变梯度理论构建了一种针对微构件在三点弯曲实验中的弹性性能的尺度效应模型,该模型包含一个与材料自身相关的一个参数,可以解释微构件在实验过程中弹性力学性能的尺度效应。通过对比该理论模型与已有模型之间的关系,分析了模型的适用性。

岩石单轴压缩应变梯度损伤模型局部化带宽

采用基于各向同性应变梯度损伤模型,在平衡方程中引入高阶应力项和损伤内变量,对单轴压缩作用下岩石变形局部化进行了研究,得到了单轴压缩作用下岩石变形局部化带宽度的一维解析解,给出了岩石试件局部化带的宽度公式,对岩石变形局部化带宽度与损伤内变量的关系进行了分析,为实验测定内部材料长度参数提供了理论依据。岩石试件局部化带的宽度不仅与材料的内部长度参数有关,而且还与损伤内变量(材料的脆塑性)有关。对于塑性材料,局部化带宽度就大;对于脆性材料,局部化带宽度就小。

基于空域和DWT域特征的工程图隐写分析

提出从梯度能量特征入手,加上Fraid的小波系数高阶统计量,提取72维特征。分类器采用支持向量机(SVM),仿真实验结果表明,提出的算法能够区分AutoCAD图形中是否含有隐藏信息。

高阶非线性薛定谔方程的离散梯度法

提出了一种新的离散梯度法求解高阶非线性薛定谔方程.首先利用离散梯度法离散高阶非线性薛定谔方程,得到高阶非线性薛定谔方程的离散梯度格式,然后利用高阶非线性薛定谔方程的离散梯度格式和相应的辛格式,在不同饱和非线性效应和不同振辐下对孤立子进行数值模拟.数值结果表明,离散梯度格式能很好地模拟高阶非线性薛定谔方程中孤立子行为,比辛格式更好地保持Hamilton系统的能量.

混合梯度稀疏先验约束下的图像盲复原

图像盲复原旨在无参考的情况下准确估计模糊核并恢复潜在的清晰图像。现有研究成果表明,利用全变分模型对高阶图像梯度先验约束进行描述可以有效抑制复原图像中产生的阶梯效应。本文在实验观察和研究的基础上,提出了采用稀疏先验约束模型对盲复原过程进行正则化的方法,以获得更佳的图像复原效果。该方法利用图像高阶梯度的稀疏性,通过与低阶梯度相结合来构造混合梯度正则项。同时,在正则项中引入基于图像熵的自适应因子,来调节迭代优化过程中两类梯度先验的比例,以此获得更好的收敛性。仿真与实验证明,与现有图像盲复原先进方法相比,本文方法具有更优越的图像复原性能。

基于运动信息和标记多尺度分水岭的运动目标检测算法

针对对称差分法检测目标时容易产生空洞以及当目标运动速度较慢或尺寸较小时易出现漏检等现象,提出了一种基于运动信息和标记多尺度分水岭的运动目标检测算法。首先将用高频强调滤波等处理的视频图像进行差分,再运用高阶统计运动检测算法检测出差分图像中运动目标的大概运动区域,经后处理得到运动目标的初始二值掩膜;并应用初始二值掩膜得到用于标记的前景与背景标识,用该标识修正当前帧的多尺度形态学梯度图像;最后进行分水岭分割,得到具有精确边界的运动目标。实验结果表明该方法能对运动目标进行准确检测,继承了变化检测和分水岭算法速度快的特点,克服了分水岭算法易产生过分割的缺点,且具有良好的鲁棒性。

红外光谱辐射计探测器高阶非线性响应校正方法

针对傅里叶变换红外光谱辐射计辐射定标需要黑体辐射面充满仪器视场的技术特点,分析了由于入射光子流较高导致红外探测器产生非线性响应误差的机理.通过仿真包含非线性误差的黑体辐射数据,研究了非线性误差对光谱产生的影响,并根据卷积和交叉迭代两种校正方法,提出了适合校正高阶非线性响应误差的迭代方法—梯度下降法.利用傅里叶变换红外光谱辐射计进行辐射定标实验,对比卷积、交叉迭代和梯度下降法三种校正方法的效果,结果显示三种校正方法均可有效减小非线性误差,分别使拟合优度提高了0.15%,0.29%和0.39%,梯度下降法校正后的光谱数据更为准确.

基于AdaBoost的计算机生成图像检测算法

提出了一种基于AdaBoost的计算机生成图像检测算法;该算法从空间域和变换域提取JPEG图像的特征值,利用特征组合技术来检测计算机生成图像。其中,小波域特征值是图像小波子带系数及其线性预测误差的高阶统计量,空间域特征是图像的梯度能量特征值。利用AdaBoost算法来构造分类器,相比于其它分类算法,AdaBoost算法是将弱学习算法通过一定规则上升为一种强学习算法,从而通过实际样本训练得到一个识别率较为理想的分类器。仿真实验表明,对计算机生成图像的检测率有了很大的提高。

高阶梯度对纳米纤维应变分布的影响

研究纳米纤维受拉力作用时静态应变的轴向分布规律.根据弹性梯度理论,提出一个新的本构模型.讨论高阶应变梯度对纳米纤维轴向应变分布的影响.忽略轴向应变高阶小量,通过基本方程和变分原理得到平衡控制方程,再通过变分法和残余权值法,导出全部的经典和非经典边界条件.得到的解析计算结果显示出高阶应变梯度对尺度和边界效应的影响.

非局部应变梯度理论下纳米梁的力学特性研究

基于非局部应变梯度理论,建立了一种具有尺度效应的高阶剪切变形纳米梁的力学模型.其中,考虑了应变场和一阶应变梯度场下的非局部效应.采用哈密顿原理推导了纳米梁的控制方程和边界条件,并给出了简支边界条件下静弯曲、自由振动和线性屈曲问题的纳维级数解.数值结果表明,非局部效应对梁的刚度产生软化作用,应变梯度效应对纳米梁的刚度产生硬化作用,梁的刚度整体呈现软化还是硬化效应依赖于非局部参数与材料特征尺度的比值.梁的厚度与材料特征尺度越接近,非局部应变梯度理论与经典弹性理论所预测结果之间的差异越显著.

功能梯度材料夹芯板的后屈曲

基于Reddy高阶剪切理论及Von-Karman大挠度理论,针对以功能梯度材料为面材的夹芯板的后屈曲行为进行了研究,数值算例给出了完善、非完善功能梯度材料夹芯板的后屈曲荷载-挠度曲线以及后屈曲荷载-端部缩短曲线。讨论了初始几何缺陷、材料组分指数、温度相关性、面内边界约束条件等各参数变化所带来的影响。

基于Lp伪范数和高阶OGS全变分的椒盐噪声去除

全变分(TV)模型广泛应用于椒盐噪声的去除。然而,TV模型中存在着严重的阶梯效应。近年来,由于低阶交叠组稀疏(LOGS)全变分能够很好地抑制阶梯效应,受到了越来越多的关注,但仍有改进空间。实际上,其只考虑一阶图像梯度的先验信息,而忽略了高阶图像梯度的先验信息。为了进一步提高恢复图像的质量,提出了一种结合Lp伪范数的高阶OGS全变分,在利用高阶梯度的OGS约束更好地描述图像梯度稀疏先验的同时,还利用Lp伪范数的强稀疏诱导能力更好地描述椒盐噪声的稀疏性。该模型采用交替方向乘子法求解,并将模型分解为若干个子问题求解。最后,通过实验验证了该模型的正确性,并结合峰值信噪比、结构相似性度和梯度幅值相似性偏差对模型的恢复性能进行了评价。实验结果表明,该方法相比一些先进的去噪模型具有很强的竞争力。

激光干涉光斑图像恢复方法研究

应用CCD测量激光参数时,干涉噪声会降低测量数据的精度,影响激光参数的准确性。为解决此问题,提出一种激光干涉光斑图像恢复方法:根据光斑空间分布特性,分析图像梯度信息,利用梯度信息将图像划分为若干区域,在各区域中重新分配高斯曲率与高阶微分的权重系数,建立高斯曲率与高阶微分融合去噪模型,去除干涉噪声恢复光斑图像。实验结果表明:该方法能够自适应地、快速地恢复干涉光斑图像,减小束宽测量误差35.6%,提高激光参数测量精度。

含高次逆幂的矩阵方程对称解的双迭代算法

本文研究了在控制理论和随机滤波等领域中遇到的一类含高次逆幂的矩阵方程的等价矩阵方程对称解的数值计算问题.采用牛顿算法求等价矩阵方程的对称解,并采用修正共轭梯度法求由牛顿算法每一步迭代计算导出的线性矩阵方程的对称解或者对称最小二乘解,建立了求这类矩阵方程对称解的双迭代算法,数值算例验证了双迭代算法是有效的.

应用多种重力处理方法进行油气检测的试验及其效果

在重力勘探中，用于油气检测的处理方法有多种，最常用的有高阶导数法、归一化总梯度法和人工平滑求剩余场法。本文对这三种方法进行了比较，就三种方法的原理与特点作一简略叙述，并就三种方法在HQ地区的应用及其效果进行分析，指出各方法的局限性与多解性，从而提出了综合运用几种方法的必要性。特别提出了利用归一化总梯度对已知油气田区开展假三维的试验研究，借以给出其空间形态与展布范围，能收到较好的效果。

基于SPGD算法的高阶模式净化数值模拟

将高阶高斯光束近似为具有恒定相位差的相干光源,对其开展了优化式自适应系统净化的理论研究。通过控制近场相位,实现光束远场能量集中度的提高。数值模拟了64单元变形镜自适应光学系统对LP40模光束的净化过程,采用随机并行梯度下降(SPGD)算法进行控制。结果表明,优化式自适应光学系统可实现高阶光场光束净化。

重力数据处理方法在寻找油气田中的应用

提出重力数据处理方法技术在寻找油气田中的应用，讨论所采用的数据处理方法包括：趋势面分析、高阶导数、归一化总梯度、分离场法反演多层密度界面等的原理，并通过在多处地区试验和应用，对划分区域构造、圈定局部构造、计算沉积岩层的厚度以及对含油气远景进行评价。