Optimum fifth order Stokes wave theory

This Paper improves the existing fifth order Stokes wave theory by using least Square method, and givesthe optimum result in the meaning of minimum error Squares to satisfy the free surface boundary conditions, and thewave profile can be adjusted according to the measured data. This paper also gives a simplified method for derivingthe parameters of the existing fifth order Stokes wave.

基于虚拟方波注入的五相永磁同步电机开路故障下直接转矩控制

在传统直接转矩控制(DTC)中,参考磁链往往是一个固定值,这将导致五相永磁同步电机(PMSM)在正常及容错情况下运行时效率不高。为解决该问题,该文提出一种基于虚拟方波注入的DTC(VSWI-DTC)策略。首先,建立五相PMSM在正常和开路故障情况下的数学模型,在同步旋转坐标系中推导出恒定转矩下电流幅值与定子磁链幅值的关系。其次,设计最优定子磁链探测器。通过向定子磁链幅值中注入虚拟方波信号,根据电流幅值的变化情况补偿定子磁链幅值,在线探寻最优定子磁链幅值。最后,与无差拍DTC相结合,实现电机高效率DTC运行。实验结果表明,所提策略不但能保持DTC良好的动态性能,抑制开路故障引起的转矩脉动,而且提高了电机在正常和开路故障情况下的效率。

提取正弦信号参数的非线性寻优最小二乘算法

提出一种非线性动态寻优的最小二乘算法(LMS),以高效地估计正弦信号幅值、相位和直流偏置.利用随机逼近理论中的Kiefer-Wolfowitz定理,提高了非线性梯度法搜索LMS估计量极值的收敛速度.以整周期内采样均值为迭代初值,迭代步长的选择根据各参数的差异分别选取,并采用修正因子以加快迭代的收敛速度,设置最大步长防止算法溢出.仿真表明,在计算量相当的情况下,该算法参数估计精度明显优于传统LMS.

地震波时域数值优化研究及应用

将最小二乘拟合法与单自由度地震动力反应递归法相结合来解决地震观测和人工模拟地震波过程中速度、位移的基线漂移问题。首先以3次多项式来拟合加速度的均值线(一次优化);再对一次优化后的积分速度、位移时程仍存在的长周期基线波动问题,运用单自由度地震动力反应递归法进行二次优化。文中通过3个数值算例体现出优化算法的优越性,并将优化后的地震波加速度时程应用到江坪河水电站溢洪道控制段三维有限元动力计算分析中。结果表明,该算法消除了积分基线漂移影响,具有较好的可行性、数值稳定性和易操作性。

多点激励力下圆柱壳振动响应优化设计

应用ANSYS软件进行单层圆柱壳基于离散变量的动态性能优化设计。采用APDL语言参数化编程,在不改变结构参数前提下,以三个简谐激励力的位置、相位为设计变量,激励力之间的距离为约束条件,壳体径向均方根速度为目标函数,设计了三层优化方案,最终得到使壳体总振动最小时的多个激励力位置、相位的最优设计。结果表明该优化设计有效,可为水下大型航行器的振动控制提供参考。

白砂糖色值近红外光谱分析的波段选择

采用近红外漫反射光谱技术和偏最小二乘法(PLS)建立白砂糖色值的定量分析模型。用多元散射校正方法对光谱进行预处理,再用Savitzky-Golay平滑化方法对原谱、一阶导数谱和二阶导数谱进行处理。选取5个波段,每个波段分别采用原光谱、一阶导数谱、二阶导数谱。同时调整Savitzky-Golay平滑点数和PLS因子数,通过多次PLS数值实验比较,按照预测效果确定每个模型的最优平滑点数、因子数,再从中选优。结果表明,采用780～1100 nm一阶导数谱的定标效果最好,模型的预测均方根偏差、相对预测均方根偏差分别为11.2,8.91%。780～1100 nm可以代替近红外全谱波段(780～2500 nm)得到好的定量分析效果,为设计小型专用近红外分析仪器提供依据。

局部非线性刚度阻尼系统参数识别的一种新方法

研究了具有平方非线性刚度和平方非线性阻尼的两自由度局部非线性振动系统,采用空间法来识别该系统模型的参数。利用该方法对非线性频响函数进行估计,并利用最小二乘法对模型的非线性刚度系数和非线性阻尼系数进行了优化,实验结果表明了该方法的可行性,在识别和优化汽车等局部非线性系统的物理参数方面具有一定的参考价值。

基于L1范数正则化和最小二乘优化的冲击载荷识别研究

为了改善冲击载荷识别问题的病态特性,最大限度提高识别精度,在时域内提出一种基于L1范数正则化和最小二乘优化的改进冲击载荷识别方法。采用L1范数正则化方法构建冲击载荷稀疏反卷积模型,使用截断牛顿内点法求解L1范数的最小二乘优化问题,同时根据预条件共轭梯度法确定最优搜索路径和计算方向。最后,考虑不同冲击工况、不同响应位置对识别结果的影响。通过对铝合金板进行冲击载荷识别试验进行验证,发现在铝板受单次冲击和多次冲击工况下所识别载荷与施加的实际载荷吻合良好。结果还表明,与Tikhonov正则化方法相比,该方法能够提高冲击载荷识别的准确性和稳定性。

基于单纯形法正弦信号波形参数求解方法

提出基于单纯形法精确求解正弦波波形参数的方法,实验表明该方法能够准确、快速地获得波形参数,具有很强的实用性。

双基地高频地波雷达系统矢量流速探测精度分析

随着高频地波雷达海流探测技术的日益成熟,海流测量精度得到了海洋学者的高度关注。该文旨在分析T/Rm-Rb双基地雷达系统的矢量流速探测精度,得到该系统进行矢量流速探测的最佳工作区域。文章首次从矢量流速度的均方误差角度进行分析。首先将T/Rm单基地雷达测得的径向流速度和T-Rb双基地雷达测得的双曲流速度进行组合得到矢量流速度;然后通过全微分得到矢量流速度的误差,并分成I型误差(测量多普勒速度的有限分辨率引起的误差)和II型误差(观察散射角时的误差)来讨论其均方误差;最后绘制均方误差的水平分布图,确定矢量流速探测的最佳工作区域,即:T/Rm-Rb双基地雷达系统在提取矢量流速时,应尽量避免基线和双基地接收机Rb附近的区域。

一种识别Duffing非线性系统刚度的新方法

振动响应的频率变化与位移、速度、振幅息息相关,基于非线性振动系统的这一主要特征提出一种新的识别Duffing非线性系统刚度的方法。该方法首先通过Lindestedt-Poincaré法建立Duffing非线性系统瞬时幅值与瞬时频率的关系式,然后分别采用Hilbert变换和最大坡度法提取非线性系统响应的瞬时幅值和瞬时频率。在此基础上,应用最小二乘优化算法识别非线性系统的线性和立方体刚度。通过一个Duffing非线性系统数值算例对所提出的新方法进行验证,结果表明:即使在信号被噪声干扰的情况下,该方法仍然能够有效识别Duffing非线性系统的刚度。

优化系数的吸收边界条件方程

在波动方程有限差分的正演及偏移成像过程中，由于引入人为的边界条件，必然会导致产生边界反射，从而影响正演结果及偏移成像的效果。为此，人们提出了各种吸收边界条件方程，但其吸收效果均不理想。本文在最小二乘意义下，用共轭梯度法导出了优化求解吸收边界条件方程中的系数，使得吸收边界条件方程尽可能与内部方程相逼近，从而使得边界反射波被全部或部分吸收掉.理论分析和偏移成像实践表明，优化系数的吸收边界条件方程对以各种角度入射到边界上的波都有很好的吸收效果。

优化算法的量子动力学探讨

对优化算法量子动力学的基本理论进行了简要快报.以动力学的视角来认识优化算法的迭代演化过程,建立了优化算法的量子动力学方程.以量子动力学方程为理论平台,利用目标函数的Taylor近似,剥离出了优化算法的基本迭代操作,并构造出了量子动力学模型下优化算法的基本迭代过程.实验结果证明基本迭代过程具有良好的优化性能.优化算法的量子动力学证明了量子理论可以有效的描述优化问题和优化算法,并解决了长期以来优化算法领域缺乏完备理论基础的问题.

基于最优化函数拟合的P波检测方法的研究(英文)

目的针对不同心电图中P波位置、形状差异较大且易受干扰影响而难以准确识别的问题,本文提出了一种基于最优区间函数拟合的P波识别方法。方法该方法首先在局部范围内变化函数拟合区间,然后在每个区间内用二次函数对P波按最小二乘法原理逼近,通过对比拟合误差,找出P波的最优拟合区间,最后利用在最优拟合区间上的拟合求出P波的各特征点。结果经MIT-BIH心电数据库的心电数据验证,该方法准确有效。结论本算法对心率变化大和小P波的心电图P波识别均具有较好的效果,同时具有一定的抗干扰能力,尤其是漏检的发生率极低。

方波触发勘探与开发的粒子群优化算法

在粒子群优化算法中,当勘探时间持续过长,将可能导致种群在解空间过度徘徊;种群在开发阶段陷入局部最优后,难以再次进行全局勘探.针对上述问题,提出方波触发勘探与开发的粒子群优化算法.依据方波的周期特性,在前半个周期内使用标准粒子群优化算法执行全局勘探,后半个周期使用改进的更新公式执行局部开发.经过实验验证,在方波触发机制下,通过为粒子提供多变步长,可达到周期性触发勘探与开发的目的.使用多类型测试函数,将该算法与新改进粒子群算法、改进人工蜂群算法、改进差分算法在30、50和100维下比较,实验结果表明,该算法在收敛速度和精度上更具优势.

考虑时滞的结构AMD系统控制方法与效果分析

无线传感器网络的特点使得控制系统中不可避免地存在时滞,从而导致作动器产生的控制力不能及时地施加到结构上,影响控制效果。从考虑时滞的结构主动质量阻尼(AMD)控制系统的状态微分方程求得控制律,研究时滞线性系统振动的主动最优化控制方法并给出具体的实现过程。设计出的控制律表达式中既包括当前的状态反馈,又包括前若干步控制项的线性组合。若仍按无时滞控制设计对时滞控制系统进行控制将可能导致系统的响应发散,达不到对受控结构减振的目的。仿真算例表明,在一定的时滞量范围内,所提方法能够对结构的峰值响应和均方值响应均能达到较好的控制效果,而且确保了系统的稳定性。

声场匹配波叠加法的水下结构声辐射预报

提出了一种适用于典型结构声辐射预报的声场匹配波叠加方法。该方法利用少量的参考点声压,通过声场匹配搜索等效源分布,得到最小二乘意义下的最优等效源位置。并研究了表面振动测点位置、数目及振动分布的离散性对声场预报精度的影响。最后在半空间消声水池中,对两端带帽圆柱壳的声辐射预报进行了试验验证。结果表明:等效源最佳位置一经确定,即可利用结构的表面振速,对不同激励下的该结构进行声辐射预报。该方法在较宽频段内对不同的振动分布有较好的适应性。

超大视场长波红外立体视觉外部参数标定及内外参数评价

在红外光谱中,大气对不同波长辐射透过率不同,透过率较高的波段范围称为大气窗口。为在大视场角范围内探测目标在长波红外光谱的辐射,弥补传统可见光相机在复杂环境下不能探测目标的缺陷,超大视场长波红外相机应运而生。相比于传统可见光相机,超大视场长波红外相机覆盖视场大,能够用于夜间、烟雾等复杂环境,具有一定穿透效果。双目超大视场长波红外立体视觉系统可用于车辆夜间辅助驾驶,军用无人化作战平台全天候信息侦察等领域。作为实现立体视觉的第一步,标定的准确性严重影响立体视觉中物体三维重建精度,因此提高标定准确性是立体视觉研究中的关键问题。标定目的是求出立体视觉成像的内部参数和外部参数,内部参数描述相机镜头成像的物像关系,外部参数表示两个相机之间的相对位置关系。但超大视场长波红外相机成像畸变严重、分辨率低、图像对比度低,对立体视觉标定造成极大困难。为准确标定超大视场长波红外立体视觉外部参数,在Scaramuzza通用相机模型基础上提出了一种基于最小二乘法的外部参数标定方法;为评价内外参数标定结果准确性,以常用单目角点重投影误差评价内部参数为基础,引入外部参数,提出一种双目角点重投影误差评价方法。为验证方法有效性和准确性,使用主动红外辐射标定板生成角点,分别采用视场角(FOV)为180°和210°的两组双目超大视场长波红外相机,在不同位置上进行标定实验。实验结果显示,常用的Bouguet方法双目平均重投影误差(BMRE)在0.782~0.943 pixels,而基于最小二乘法方法BMRE处于0.620~0.754 pixels,实验数据表明该方法有效降低了双目角点重投影误差,提高了外部参数标定准确性。此外,评价方法操作简便、客观准确,避免在评价过程中对物点三维重建从而引入额外误差,并且不需要高精度三维坐标测量设备。

一种提取房颤F波的最优QRST模板对消法

QRST对消法是从体表心电信号中提取心房颤动F波的一种重要方法,针对传统对消法对QRST复合波形态变化十分敏感这一缺陷,提出了一种在最小均方误差意义上的最优QRST模板生成方法.深入分析了模板对消法的原理,推导出了各心拍QRST复合波生成QRST模板的最佳线性表示系数,并给出了生成最优模板的步骤.对仿真信号和真实房颤心电信号的F波提取实验表明,该方法对两种传统模板对消法,即平均模板对消法和时空对消法进行改进后,F波提取效果均得到明显改善.

基于目标分解的逐次迭代逼近混合预编码算法

为改善大规模毫米波多输入多输出的性能,提出一种基于目标分解的逐次迭代逼近混合预编码算法。基于目标分解,通过采用逐次迭代逼近、交替优化的求解方法和加入中继设备扩大传输范围的模型设计方法,研究混合预编码矩阵设计的问题。仿真结果表明,所提算法可以获得更加理想的系统均方误差和总和速率,其性能逼近理想预编码性能,具有有效性和可靠性。