STUDY ON FREQUENCY ESTIMATION BASED ON WEIGHTED LEAST SQUARE METHOD WITH THREE FOURIER COEFFICIENTS

In this paper,a sinusoidal signal frequency estimation algorithm is proposed by weighted least square method.Based on the idea of Provencher,three biggest Fourier coefficients in the maximum periodogram are considered,the Fourier coefficients can be written as three equations about the amplitude,phase,and frequency,and the frequency is estimated by solving equations.Because of the error of measurement,weighted least square method is used to solve the frequency equation and get the signal frequency.It is shown that the proposed estimator can approach the Cramer-Rao Bound(CRB)with a low Signal-to-Noise Ratio(SNR)threshold and has a higher accuracy.

基于序列图像特征配准的摄像机旋转补偿算法

提出了一种基于序列图像特征点配准和基于最小二乘估计的摄像机绕轴旋转运动精确估计算法。该算法利用序列图像帧间的强相关性,通过分析相邻两帧图像的运动,由Harris算子进行特征点检测。基于这些特征点用模板匹配方法对帧间图像进行配准,然后根据多个特征点的运动矢量用最小二乘估计获得摄像机的运动参数,并用获得的运动参数实现对摄像机绕轴旋转运动的精确补偿。实验结果表明,该方法在帧间旋转角度<10°时,摄像机绕轴旋转运动角度估计误差<5%,但是当旋转角度>14°时,相对估计误差>20%。从系统实际应用(帧间旋转<5°)来看,该方法克服了成像测量中摄像机旋转对图像处理和测量精度的影响,弥补了因像机旋转引起的测量误差大的缺陷,提高了测量精度,可满足使用要求。

基于流态辨识的弧形闸门过流计算

过闸流量的精确计算是实现调水工程闸门自动控制、调度运行系统仿真和工程适时、适量供水的重要前提。在闸后收缩断面为低弗劳德数(约Fr<1.7)的淹没孔流条件下,现有弧形闸门过流计算的经验系数模型和量纲分析模型流量预测误差较大。基于已有试验数据分析,研究提出了闸孔淹没出流的高Fr区和低Fr区的流态辨识参数——综合能耗系数Er,定义为相对开度e/H和潜流比Xr之和,即Er=e/H+Xr,相应的流态辨识方法为:Er<1为高Fr的部分淹没孔流,Er≥1为低Fr的完全淹没孔流。针对闸孔出流的不同流态,即自由孔流、部分淹没孔流和完全淹没孔流,分别建立相应的流量计算模型,采用最小二乘辨识进行模型参数的估计,实例验证表明流态辨识模型整体的预测精度较高,80%预测流量的相对误差|EQ|<±10%,且EQ近似呈正态分布。本文提出的流态辨识方法和计算模型为过闸流量的精确计算提供了新的思路和方法。

城市环境下无线传感器网络信道测量与分析

针对3种典型城市应用环境的无线传感器网络(WSN)信道模型,采用3种频段信号的传播路径损耗特性进行现场实验测试,使用最小二乘法对测量结果进行线性回归分析。分析结果表明,城市环境下的WSN信道与传统蜂窝无线信道模型有较大差异,但仍可采用双折线对数距离损耗模型进行拟合,同时得到WSN的信道传播特性和规律,可为城市环境WSN的设计和工程应用提供依据。

自适应角速度估计器在磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服系统中的应用

提出了一种低噪声、带宽可调的自适应角速度估计算法。对该角速度估计器的稳定性做了分析,利用最小二乘法设计了实时调整前向通道比例增益的自适应算法。利用Matlab对实际获得的实验数据进行仿真,使稳速速率的波动量减小了88%,然后在磁悬浮控制力矩陀螺上进行了实验。将角速度估计器加到速率环的反馈环节上,在带宽不受影响的前提下,使速率曲线的波动量减小了71.5%。实验结果表明,该算法能在很宽的调速范围内对速度进行准确估计。

热轧带钢自适应穿带策略的优化

热轧带钢生产过程中,为保证穿带自适应正常投用,需要准确区分影响轧制力预报的各个因素.本文通过计算影响系数的方式分析了轧制力的各个影响因素,以此为基础建立了线性方程组,并使用最小二乘法求解得到了准确的预报偏差量.最后通过校核机架对自适应规程进行校核,保证了自适应规程的准确性.本优化策略已成功应用于某热连轧生产线,实际生产数据表明,采用穿带自适应优化策略之后轧件的头部厚度控制精度得到了显著提高.

牛顿拉夫逊算法在ERT反演问题中的应用研究(英文)

本文研究了电阻率反演成像(ERT)中的牛顿拉夫逊基础算法及改进问题.利用最小二乘法和Tikhonov正则化等方法将反演算法予以优化,获得了与实验样本结构吻合的碳纤维复合层的电阻率分布图像,推广了牛顿拉夫逊算法的数理反演模型.

基于阻尼最小二乘法的位场欧拉反演方法

欧拉反演方法是一种常用的估算场源位置的位场反演方法.在欧拉反演方法中如何获得稳定的解是一个还没有得到很好解决的难题,场源异常相互叠加干扰使反演系数矩阵极易奇异是造成反演结果发散的主要原因.我们基于阻尼最小二乘法对欧拉反演进行了进一步的分析研究,试图提高反演结果聚集度,获得可靠的反演结果.经过研究发现,阻尼因子的选取、系数矩阵的特征值、坐标系原点的位置设置等因素都会影响反演结果.阻尼系数大小与反演结果向原点压缩的程度呈正相关关系;系数矩阵特征值的大小与反演结果向原点压缩的程度呈负相关关系;并且特征值较小的系数矩阵对应的反演结果对坐标原点的位置变化较敏感.当阻尼系数确定后,采取变换坐标参考点的方法可以获得发散性小、稳定性好的反演结果,据此我们提出了变坐标系筛选方法.为了进一步地缩小反演结果的分布范围,我们根据反演结果与窗口中心点的空间关系对反演结果进行再次筛选.模型实验表明,阻尼最小二乘法欧拉反演方法和变坐标系筛选方法简单易行,可以明显地改善反演效果,增强反演结果的聚集程度.

基于现场运行数据的火电机组电功率与主汽压力耦合特性的系统模型辨识

基于现场运行数据采用最小二乘法对协调控制系统的被控对象进行模型辨识,获得具有耦合特征的二输入二输出的数学模型组,为协调控制系统的设计和解耦算法策略的研究提供了参考模型。通过Matlab仿真验证,该模型组与现场运行数据拟合精度满足要求,可以作为电功率和主汽压力耦合特性的系统模型。

中厚板控制冷却系统中的实测温度处理方法

以中厚板轧后冷却过程控制系统的实测温度处理方法为研究对象,建立具有一定容错性的实测温度滤波处理方法,消除跟踪误差、测量误差等对模型计算精度的影响.在此基础上,利用最小二乘法对实测温度进行曲线拟合,控制模型以拟合结果作为衡量钢板纵向冷却均匀性判据,并进行相应的冷却规程设定和自学习计算.建立钢板纵向分样本控制的温度处理方法,利用线性插值计算获得钢板纵向各个样本的温度值,从而满足系统进行终冷温度和冷却速度高精度控制的需要.

血糖浓度的短波近红外定量分析

采用间隔偏最小二乘法(IPLS)和移动窗口偏最小二乘方法(MWPLS),在640～1 100nm范围内建立血糖短波近红外的优化模型。使用马氏距离对人血清样品中的奇异样品进行筛选,将检测光谱分别等分为2～15份进行IPLS分析,对比建立预测模型。设窗宽为151nm,成分数范围(1～20),全谱进行MWPLS,对预测模型进行优化。结果显示,依据马氏距离采用最小半球体积法能有效筛选所采集光谱中的奇异光谱,IPLS可以有效地找到葡萄糖分子官能团对应的近红外特征谱段,MWPLS能够找到适合建模的精确起止波长点,通过偏最小二乘法建立血糖浓度的预测模型,相关系数R=0.982 2,预测均方差RMSEP=0.163 5 mmol/L,偏差Bias=-0.087 3mmol/L。

光伏并网发电系统仿真模型的参数辨识

为保证光伏发电系统输出结果的准确性,开展了光伏发电参数的辨识研究。针对光伏发电系统,从光伏阵列及并网逆变器两个方面进行分析,找出影响光伏模型输出的关键参数,应用递推最小二乘法制定了光伏并网发电系统参数辨识方法,并利用光伏实测数据进行了光伏电池及光伏逆变器的参数辨识,最终得到一组较为准确的光伏发电系统参数。最后将解析计算、系统辨识下的仿真输出与光伏实测输出进行了对比,验证了光伏发电系统参数方法及结果的可行性,为进一步研究配电网分布式光伏接入配电网问题奠定基础。

基于实际运行数据的风电场功率曲线优化方法

根据风电场的实际运行数据分析风电场风速与风电场输出功率的统计规律,在传统风速区间划分的基础上提出一种风电场功率曲线的优化方法,通过对每个风速区间分配等量的历史观测数据,采用分段最小二乘线性回归方法对风速与输出有功功率之间的关系进行拟合,建立了风电场基于实际运行数据的优化功率曲线,并利用风电场实测数据对优化功率曲线进行验证分析。算例结果表明,风电场功率曲线优化方法精度较高,能够更准确反映风电场实际运行特性,可为风电场运行特性分析及并网研究提供参考。

基于空间地理加权回归的哈尔滨市商品房房价研究

利用2014～2015年哈尔滨各小区房价的相关数据,基于空间地理加权回归构建哈尔滨商品房房价模型,讨论分析哈尔滨房价空间差异性的影响因素.研究表明：学校、医院和绿化参数变化振幅大,影响量级较高,是影响房价空间差异的主要因素;公园、地铁因素对2014～2015年哈市房价空间差异的影响相对其他因素较小.商业中心、房龄对于房价有着提升作用.

用Matlab确定古塔中心点坐标的方法

在古塔的变形研究中,中心点坐标的确定是进一步研究古塔的倾斜、弯曲、扭曲等变形的前提.本文就求中心点坐标问题建立了一个模型,并用Matlab软件求得了案例中的所有中心点坐标.该方法求法简单,结果准确,还能求解观测点缺失的情形.

基于VB.NET和MATLAB的曲线轨迹模拟方法

利用VB．NET的图形图像处理功能，用鼠标采集坐标点和曲线拟合这两种方法分别实现曲线轨迹模拟，并比较这两种方法的优劣性。

PROTOS2-2卷接机组烟支分离轮凸轮设计方法研究

为研究PROTOS2-2卷接机组傅里叶级数凸轮的设计方法,通过分析烟支分离轮凸轮与二次分切轮和端头扫描轮的相位关系,列出了凸轮曲线的傅里叶级数表达式。运用最小二乘法准则,求解傅里叶级数的各个系数并与德国HAUNI公司提供的凸轮参数相比较。结果表明,求解得到的各个系数与HAUNI公司图纸上提供的参数完全一致,该傅里叶级数凸轮设计方法是正确和可行的,可应用于自主开发超高速卷接机的凸轮设计。

基于IEEE1394b接口的音膜在线检测系统的设计

基于光学技术、图像处理技术和自动控制技术等设计了基于IEEE1394b高速接口的音膜在线检测系统,实现音膜同心度的非接触自动化在线检测。结果表明:该系统性能可靠,可以快速计算音膜的同心度参数且准确率高。

在位测量实现转子中心孔加工位置精度的研究

在位测量实现磁性转子的中心孔的加工位置精度,通过对转子定位装夹及加工进行工艺性分析,设计工件定位专用夹具。利用传统测量方法和圆度误差方法对转子中心位置进行确定,并对比不同方法确定的位置精度,最终选用最小二乘法拟合圆,将最小二乘圆圆心作为转子中心孔的加工位置。加工后转子外轮廓跳动在0.03mm以内,达到加工要求精度。

Householder变换在参数估计中的应用

本文提出采用ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒ变换求解病态矩阵方程的有效方法，阐明了它在参数估计中的应用。通过仿真实例，验证了这一算法的精确性。