考虑建模误差的某型火箭末级制导方法研究

运载火箭末级发动机点火后,在制导系统的导引下,火箭最终抵达入轨位置、取得入轨速度,卫星进入运行轨道。火箭末级飞行动力学模型为非线性微分方程形式,难以利用解析方法得到火箭姿态变化特性,进而控制火箭飞行过程中的状态变量。将火箭入轨约束条件转化为最优控制的性能指标函数,利用庞德里亚金极小值原理与牛顿梯度法相结合的方式来解决动力学方程求解问题,得到末级飞行标准轨道;火箭动力学建模过程中,由于参数难以精确计量等的影响,存在建模误差,导致火箭实际飞行轨道会偏离标准轨道。对模型进行线性化处理,引入状态反馈,可以使实际飞行轨道接近于标准轨道,提高卫星荷载入轨要求精度。仿真结果表明:该制导算法可较好地减小火箭载荷入轨误差。

集输管道临界携液流速计算模型研究

为预防管道低洼处积液带来的生产安全问题,采用最小压降梯度模型和双流体模型确定临界携液流速,通过单因素实验模拟不同影响因素下的临界携液流速,并通过均匀实验设计获取因素间的交互作用强度,最终利用随机森林模型完成非线性数据回归和现场结果验证。研究结果表明,压力与临界携液流速呈幂函数关系,温度、管径与临界携液流速呈线性正相关,含水率、上倾角与临界携液流速呈对数关系;单因素中上倾角对临界携液流速的影响最大,其次为含水率和系统压力,二次项因素中系统压力和上倾角的交互作用最强;在20口气井集输管道的验证中,随机森林模型的符合率为90%,陈建磊模型、王旭模型的符合率分别为55%、65%,证明了随机森林模型可以用于临界携液流速的预测和判断。

Gradient Gene Algorithm: a Fast Optimization Method to MST Problem

The extension of Minimum Spanning Tree(MST) problem is an NP hard problem which does not exit a polynomial time algorithm. In this paper, a fast optimization method on MST problem——the Gradient Gene Algorithm is introduced. Compared with other evolutionary algorithms on MST problem, it is more advanced: firstly, very simple and easy to realize; then, efficient and accurate; finally general on other combination optimization problems.

冲积河流推移质输沙最优河道形态影响因素理论分析

为从理论上确定水沙动力、阻力和边界条件对冲积河流推移质输沙最优河道形态和最小比降的影响,基于水力半径分割方法将河床整体糙率划分为河岸糙率和河底糙率;采用河道形态自动调整变分方法,以等腰梯形为河道过水断面,推导推移质输沙率与河道形态的关系,分析河岸与河底相对糙率、河岸坡角、流量、输沙率、中值粒径和河底糙率对最优河道形态和最小比降的影响。结果表明:最优河道形态和最小比降随河岸与河底相对糙率的增大而减小,随河岸坡角的增大而增大。流量或者河底糙率的增加将使最小比降减小,同时造成最优河道形态趋向窄深。输沙率或者中值粒径的增加将使最小比降增大,但两者对最优河道形态演变的影响不同,输沙率增大将使最优河道形态向宽浅发展,而中值粒径增加将使最优河道形态向窄深发展。

谱投影梯度算法求解绝对值方程最小1范数解

为研究绝对值方程最小1范数解的求解问题,通过绝对值运算的等价代换,把绝对值方程求解问题转化为光滑函数的优化问题;再利用罚函数的思想,建立了非负约束的二次规划问题,进而使用谱投影梯度算法求解;最后进行了数值实验。理论分析和数值结果都表明了算法的有效性;该方法回避了直接求解非光滑的绝对值方程,且使转化后的优化问题具有非负约束,便于求解;该算法具有全局收敛性,对目前提出的智能算法缺乏理论上的收敛性问题是一个算法上的补充。

基于Hibbard算法的改进型插值算法

Bayer阵列作为当今最主流的滤光片阵列,与之相关的去马赛克算法已经有了深入研究。随着数码相机和数字化技术的发展,彩色滤光片被广泛应用于各种场景中,因此对Bayer阵列插值算法的改进具有重要的应用价值。该文针对Bayer阵列,首先提出了一种基于Hibbard算法的改进型梯度插值算法。通过对RGB三通道的色彩值取对数,然后进行线性插值,得到各像素点的亮度值,再将得到的亮度值赋予Hibbard算法的对应像素点,进行亮度修正,并对还原的结果采用MSE指标评价相似程度。实验表明:该算法能够有效改善低亮度图片的恢复效果,使细节处亮度更高,视觉效果更清晰。

数据驱动的广义最小方差控制器设计

针对广义最小方差控制器的实际应用严重依赖过程模型,提出一种数据驱动的广义最小方差控制器设计方法。首先,在一个通用结构下定义用于数据驱动的控制器设计准则函数,并通过梯度实验求得广义输出信号的梯度值。然后,采用高斯-牛顿算法对控制器参数进行迭代寻优,得到广义最小方差性能指标下的最优控制器参数,从而实现数据驱动的广义最小方差控制器设计。最后,以连续搅拌釜式加热器中的温度控制回路为控制对象进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。

求解加权最小包容球问题的两种算法

研究在高维空间中的加权最小包容球问题,该问题是非光滑的凸优化问题.提出光滑逼近和非精确牛顿共轭梯度算法求解该问题,并证明其收敛性.此外,给出数值实验,比较这2种算法和经典牛顿共轭梯度算法的计算效率,其中非精确牛顿共轭梯度算法的计算效率更高.

基于计算机视觉的汽车仪表指针检测方法

最常用的汽车仪表为指针式仪表,工业上汽车仪表指针的检测主要是对指针角度和指针导光性能的检测。汽车仪表检测的准确性是汽车质量控制的关键。目前我国汽车行业普遍采用人工仪表检测方式,劳动强度大,质量控制不稳定。根据指针式汽车仪表图像的特点,采用最小灰度相减法从两张背景相同而仪表指针位置不同的图像中提取到仪表指针,然后运用二值化、细化和Hough变换识别出指针角度。同时,利用提取的指针实现对指针的导光性能检测。实验结果表明,算法具有鲁棒性强、准确性高、实时性好等优点,已成功应用于基于计算机视觉的汽车仪表自动检测系统。

BP模型中的激励函数和改进的网络训练法

本文研究ＢＰ算法中激励函数ｆ对收敛速度的影响，得出了陡峭函数收敛快的结论．其次。

致密砂岩储层孔隙结构及其对渗流的影响——以鄂尔多斯盆地马岭油田长8储层为例

致密砂岩油藏岩性致密、孔喉细小，贾敏效应及应力敏感性强，导致油气渗流规律不同于常规储层。为研究致密储层孔隙结构对渗流的影响，首先通过岩心观察、铸体薄片、扫描电镜及高压压汞等实验方法，研究了鄂尔多斯盆地马岭长8致密砂岩储层微观孔隙结构特征。结果表明，该储层平均面孔率较低，孔隙类型复杂，非均质性较强；渗透率小于1×10^－3μm2的岩心纳米级与亚微米级孔喉占总孔喉的比例均较高（30％～55％），渗透率大于1×10－3μm2的岩心微米级孔喉占总孔喉的比例增大。应用毛细管渗流模型分析了不同尺度喉道对渗透率的贡献，指出研究储层中亚微米级孔喉对渗流起主导作用。通过岩心驱替实验发现，油相（ Swc ）最小启动压力梯度与岩心最大喉道半径之间呈幂函数负相关，最大喉道半径小于1．0μm时，油相（ Swc ）最小启动压力梯度随喉道半径的降低迅速增加；随岩心渗透率的降低，喉道分布曲线左移，喉道半径减小，对应岩心的流速－压差曲线非线性段增长。

月球环境感知中的石块识别方法研究

月球环境感知是未来月球车在月球表面自主导航的关键。石块作为月球表面的一种地理特征,将成为月球车行驶的障碍物。该文从获取梯度图像研究出发,提出了基于最小误差分割原理的石块图像分割方法。在获取分割后的二值化图像中,采用了形态学滤波算子进行去噪,然后利用二值图像投影变换,并参考石块底部阴影位置信息,辅助完成对部分场景下的石块识别和定位。

大牛地致密低渗透气藏启动压力梯度及应用

在相同含水饱和度条件下,大牛地致密低渗气藏的启动压力梯度随有效渗透率增加而减小;随含水饱和度的增加,气藏的启动压力梯度也增加。根据气体的不稳定渗流理论,推导出气井稳产期泄气半径的计算公式,并得出:在考虑启动压力梯度的条件下,产量相同时,有效渗透率增加,气井稳产期泄气半径增加;有效渗透率相同时,气井产量增加,气井稳产期泄气半径减小的关系。根据气井稳产期的泄气半径可以计算出一定配产条件下的最小井距,只有当气井的实际井距大于最小井距时,才不会因为井间干扰缩短气井的稳产时间。

MHR无线传感器网络梯度场动态调整策略

为了适应无线传感器网络的动态拓扑结构特性、提高数据汇聚的可靠性,MHR无线传感器网络的最小跳数梯度场应该实时动态更新。为节省能量,节点可实时监听其梯度化邻居节点信息并据此动态调整其拥有的最小跳数值,以实现MHR无线传感器网络最小跳数梯度场的廉价动态实时更新。理论分析和仿真结果表明该方法在无线传感器网络物理拓扑结构不发生大规模突变的状态下具有良好的效果。

非常规油气藏体积改造技术核心理论与优化设计关键

北美页岩气藏在储层渗透率低至纳达西的情况下仍能实现有效开发,其核心是增大储层改造体积,用技术体系来表征即为“体积改造技术”.“体积改造技术”强调“打碎”储层,使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大,在三维方向实现对储层的“立体”改造.针对页岩和致密油气储层的不同特点,界定了“狭义”和“广义”体积改造技术的异同：“狭义”体积改造技术源于对象、技术和验证3个要素（页岩、“水平井钻井＋水平井分段压裂”、微地震裂缝诊断）;“广义”体积改造技术是针对致密油气储层提出的水平井多段和直井多层压裂技术方法.两种技术针对的储层对象有所不同,但最终目标是一致的.体积改造技术的核心理论为：①“打碎”储层,形成复杂缝网,“人造”渗透率;②基质中的流体沿裂缝“最短距离”渗流;③大幅度降低基质中油气流动所需驱动压差.进一步提出了满足体积改造技术理论的核心条件为：储层具有明显脆性,天然裂缝与层理发育,最大最小应力差较小.其中脆性指数是岩石发生破裂前的瞬态变化快慢（难易）程度的表征,而体积改造技术优化设计的关键是“逆向设计”方法,以及分簇射孔模式、最优孔数及裂缝间距优化.现场实际研究表明：分簇射孔确保各簇有效开启的最优孔数为40～50个,并可获得最优孔数与排量的关系,以及最优缝间距越小越易实现裂缝转向;同时还给出了孔眼优化、实现应力干扰的最佳裂缝间距、细分切割基质的理论模型与计算结果.体积改造技术对提高非常规油气藏的改造效果有着重要的指导作用.

低渗油藏束缚水下油相启动压力梯度分析

低渗油藏流体渗流具有一定的启动压力梯度,但目前对启动压力梯度的确定方法不一,且主要考虑的是单相流体(如单相油)的启动压力梯度。文中则通过室内物理模拟实验测试单相水、单相油以及束缚水下的油相流动启动压力梯度。结果表明:通过驱替实验数据回归得到的最小启动压力梯度比直接测得的要小得多,更贴近现场实际;最小启动压力梯度与渗透率呈较好的幂函数负相关关系,即随着渗透率增加,启动压力梯度逐渐减小;渗透率相同时,单相油的启动压力梯度要大于单相水,而束缚水下的油相启动压力梯度要明显大于单相油和单相水。对油井产能来说,在注采井距确定和油藏数值模拟中,应考虑束缚水下的油相启动压力而非单相油。研究结果对低渗—特低渗油藏渗流理论研究具有重要意义。

利用混沌搜索全局最优的一种混合算法

把共轭梯度法与混沌优化方法相结合，提出了一种混合优化算法．该算法能使共轭梯度法跳出局部最优，最终获得全局最优．算法的收敛性也进行了证明，仿真表明算法是有效的．

基于最小梯度支撑的2.5D井地电位法正则化聚焦反演

利用最小梯度支撑稳定因子进行2.5D井地电位聚焦反演。通过对边界近似处理、结合基于图论理论的矩阵重排与填入元分析方法,实现一种快速的正演稀疏矩阵直接分解方法,提高了正演计算效率。为了突出对陡变异常体边界的识别能力,引入最小梯度支撑稳定因子(MGS),采用重加权共轭梯度(RRCG)方法进行反演目标函数求解。结果表明:MGS具有良好的聚焦特征,RRCG反演迭代过程稳定、收敛速度快。对"L-curve"选择正则化因子的算法进行改进,避免了传统采用最大曲率计算时需要对离散数据求导引起的误差,同时该算法对于出现多个拐点的"L-curve"也可正确选择正则化因子。

高速公路路线竖曲线上的纵坡分析

通过公式计算分析了在公路路线纵断面设计中竖曲线部分任意点纵坡的变化规律,找出了竖曲线中产生不满足《规范》要求的最小纵坡的条件以及路段长度,对大半径竖曲线在高速公路应用中的效果进行了探讨,在此基础上提出了相应的对策及建议,为合理设计竖曲线提供参考。

石墨多孔介质非线性渗流规律研究

为研究流体在石墨多孔介质中的流动规律,通过水的单相饱和渗流实验,揭示了水在不同孔隙率的石墨多孔介质中的非Darcy渗流规律.实验结果表明:流动偏离达西定律,呈现非线性,可以用一元二次方程的形式拟合,而且精度较高,相关系数达0.99以上;流体在渗流过程中存在最小启动压力梯度,其大小随孔隙率的增加而急剧减小,按其大小随孔隙率的变化将石墨多孔介质分为3类:'易渗类'孔隙率约>18%,'难渗类'孔隙率约<11%,'过渡类'孔隙率在两者之间;水在石墨渗流过程中雷诺数的计算结果也表明流动为非Darcy渗流,与实验现象相一致.