POWELL优化算法在混合气体轴承数值计算中的应用

根据流量守恒推导出混合气体轴承微元控制体的差分方程,用牛顿-拉夫逊方法求解此方程。对于较难处理的小孔边界条件,由区域流量平衡构造目标函数,用POWELL优化方法进行求解,并将计算得到的轴承承载力与Powell实验结果和其他理论分析方法的计算结果进行比较。结果表明:采用POWELL优化算法处理小孔边界条件,成功解决了将小孔流量作为源项时的小孔伪回流问题。该方法具有很高的计算精度,可用于动压、静压轴承以及较高转速下混合气体轴承性能的精确计算。采用牛顿-拉夫逊法求解轴承气膜压力分布,不需要确定最佳松弛因子,在所有离心率下,计算结果均与实验结果符合得很好。

用Powell法求颗粒尺寸分布

本文用最优化理论中的Powell直接法求激光粒度仪中的颗粒尺寸分布。数值模拟及对标准颗粒的实测表明,该算法的计算精度高,能较好地解决粒度仪通常存在的计算结果随初始设定值变化的多值性问题。

基于改进POWELL算法的腹部CT图像配准

由于组织结构复杂变形,腹部医学图像的配准仍然是一个挑战。提出一种基于改进Powell算法的腹部CT配准方法,基本思想是为提高图像的配准精确度,采用互信息作为配准相似性测度;利用B样条函数的局部控制性、光滑性和计算快速性实现图像变换。两种不同分辨率CT图像配准结果表明,提出的配准方法既可以提高配准结果的互信息测度又加快配准速度。

冷连轧过程中间厚度在线优化设定技术

为了提高冷连轧过程中轧制稳定性与模型计算精度,以宝钢1220五机架冷连轧机为研究对象,充分考虑到冷连轧过程的生产工艺特点,直接采用原始非线性负荷模型,在不做任何有损计算精度的数学简化的前提下,利用powell优化方法实现冷连轧过程中间厚度在线优化设定,不但提高了计算速度与计算精度,而且解决了计算过程中不收敛的问题,杜绝现场因模型问题而造成意外停机事故的发生,具有进一步推广应用的价值。

三维导体目标的优化时频互推方法

据连带埃米特多项式(Associate Hermite)的时频自反性,在已知三维导体目标的早时响应和低频数据的情况下可以同时互推出晚时和高频响应.采用自适应的优化过程来确定连带Hermit多项式的最佳项数N以及此时的最佳展开时延t0、尺度因子q1和q2.在此基础上针对数据个数M1、M2的选取进行了讨论.

分批发酵动力学模型参数的估算

本文基于通用的发酵动力学数学模型,导出了用于描述分批发酵特征的解析解。藉助于由FORTRAN-77编写的POWELL优化算法,以赖氨酸分批发酵为例,一举估算出该解析解中所有的发酵动力学参数:μ_(max)、K_s、α、β、Y_G、Y,及m。结果表明:(1) 用模型所得到的计算值与实测值具有较好的一致性;(2) 赖氨酸合成速度取决于微生物的生长速度及浓度。

基于电示功图计算煤层气井动液面的方法

为了实现煤层气井动液面的实时、长期和连续监测,维持煤层气井连续、稳定排采,提出一种基于优化算法、利用电参数反演计算示功图的方法。通过建立抽水机系统动力学模型,计算等效曲柄力矩和真实角速度,得到计算功率。以计算功率与测试功率误差最小为目标函数,编制智能算法,采用Powell优化算法,反演计算得到最优示功图。结合井筒及环空流体压力分布计算相关式,建立基于示功图计算动液面深度的数学模型。8口煤层气井的应用结果表明,计算动液面深度与实测动液面深度的最大相对误差为8.43%,最小相对误差为1.21%,平均相对误差为4.10%。因此,所建立的计算模型和分析方法具有较高精度,可实现煤层气井动液面实时、准确测量,可为煤层气井生产分析的智能化研究提供一定的参考。

基于多分辨率的多模态医学图像配准

提出了一种多分辨率多模态医学图像配准方法来提高图像的配准速度与精度。利用小波函数对图像进行多层分解,采用改进的Powell优化算法寻找待配准图像间的最大互信(MMI)。配准首先从图像金字塔中分辨率最低的0层图像开始,将0层图像配准获得的变形参数作为1层图像配准的起始参数,重复该过程直到完成最高精度层的图像配准。CT/MRI和CT/PET图像配准结果证明基于小波分解的多分辨率配准方法具有避免优化算子陷入局部极值、算子收敛速度快和配准精度高等优点。

滴头设计工作压力计算方法研究

以Powell方向加速法作为优化手段,用两级优化法对滴头设计工作压力的取值问题进行了研究,利用Powell法进行二元函数最优化,得到非标准的毛管直径和滴头设计工作压力;选择具有标准管径的毛管,使标准管径不小于初步优化得到的管径、毛管耐压不小于初步计算的毛管实际最大水压力,以滴头设计工作压力为决策变量,用外部罚函数法将不等式约束变为无约束问题,利用Powell法进行一元函数最优化,得到可直接用于实际滴灌工程中的滴头设计工作压力值。

一种改进的基于互信息的三维医学图像配准算法

基于互信息的三维医学图像配准是配准的一大热点.本文提出的配准方法主要是对互信息测度的公式进行简化,修正了Powell算法的方向替换方法,保持了原搜索方向,提高了配准速度.合理的设置收敛阈值,并用多分辨率策略进行了图像配准测试.实验表明,改进后的互信息测度可以达到亚像素精度,而且在配准速度上有了明显提高.

用于三维医学图像配准的“粗精”混合算法研究

目的三维医学图像配准能够为临床诊断提供更多更丰富的信息,是医学图像处理领域的研究热点。本文针对配准中传统方法很难兼顾到配准的准确度和速度,提出一种基于＂粗精＂混合配准的算法。方法首先,采用主成分分析方法对图像进行粗配准,减小浮动图像和参考图像之间的差异,得到精配准良好的初始参数;然后,采用改进的Powell算法在初始参数的基础上进行精配准;最后,以三维MRI图像为例设计了两组实验进行验证。结果该方法配准精度高,旋转参数误差低至0001,得到的图像灰度误差可限制在2以内。此外与全局优化方法相比,该方法保证配准精度的同时,在速度上可提高2~3倍。结论实验证明该方法可同时兼顾配准的准确度和速度。

应用正交试验分析电示功图影响因子显著性

示功图是煤层气井生产管理与评价的重要参数。通过测试驱动系统的电参数获得抽水机的示功图。为了分析系统参数对电参数测量精度影响的显著性因子,建立抽水机的动力学模型,用Powell优化算法计算最优示功图。采用控制变量法,通过改变目标函数影响因子的数值,计算得到特征值的变化幅度与范围,从而确定特征值影响因子的显著性。设计正交试验,利用方差分析法对电示功图影响因素的敏感性进行量化评价,得到影响电示功图的主要因数和次要因素。对选取的煤层气井测试功率进行电示功图数值模拟。研究表明,系统效率、电机特性、系统转动惯量对电示功图有直接的影响,不同影响因素对电示功图特征值影响显著性不同,显著性分析结果符合电示功图数值模拟结果。

X射线图像和CT图像的多维配准

在本文中 ,我们提出了一种基于Chamfer3 4距离变换和Powell优化的方法 ,用于X射线图像和CT图像间的配准 .该方法首先从X射线图像中分割出目标物体 .通过使用投影模型和优化方法 ,得到了准确的投影矩阵 .该方法同样被用于医学介入手术中 ,处理从三维图像工作站中获取的主动漫游的数据 .

采用混合编程的医学图像配准

在确保低误配率的前提下,如何提高医学图像配准的精度与效率,是一项值得研究的重要课题。为了满足临床需要,提出一种混合编程的配准策略,即通过质心提取技术和小波分解图像的细节增强技术相结合的方式进行预配准,并在这个基础上基于图像的灰度信息,利用Powell优化算法和传统的基于最大互信息的相似性测度方法进行细配准,从而得到配准结果。另外,对Powell算法的一维搜索方式提出了有别于传统Brent算法的改进,使之在保证精度与效率的前提下更适用于图像配准。实验证明,提出的配准策略能很好地避免误配准,配准精度达到了亚像素级,配准的效率也符合临床需求。

基于最小概率距离和改进PV插值的图像配准

提出一种基于最小概率距离和改进部分体积(PV)插值的图像配准方法。采用Powell优化算法迭代搜索对称KL距离的最小值,获取最小概率距离,将其作为配准测度,并利用改进的PV插值算法提高图像配准的鲁棒性。实验结果表明,与基于互信息的图像配准方法相比,该方法能有效地减少耗费时间,提高配准精度。

基于互信息的多分辨率三维脑图像配准方法

在 3 D多模医学图像的配准方法中 ,最大互信息法精度高、鲁棒性强、使用范围广。本文将归一化互信息作为相似性测度 ,采用不同的采样范围和采样子集 ,使用 Powell多参数优化法和 Brent一维搜索算法对 3 D CT、MR和 PET脑图像进行了刚体配准。为了加快配准速度 ,使用了多分辨的金字塔方法。对 PET图像采用基于坐标的阈值选取方法对图像进行分割预处理 ,消除了大部分放射状背景伪影。

基于小波分解的多模态图像配准方法研究

在小波分解的基础上,采用最大互信息(MMI)配准测度和POWELL优化算法对多模态图像配准,多分辨率配准方法具有可以有效地避免优化算子陷入局部极值、算子收敛速度快和配准精度高等优点。CT/MRI和CT/PET图像配准结果证明基于小波分解的多模态配准方法的有效性。

结合形态学梯度互信息和多分辨率寻优的图像配准新方法

对互信息配准法进行算法改进.在互信息基础上结合形态学梯度作为新的图像配准测度,不仅考虑所有体素信息,而且有效结合像素在空间位置的相互关系.将粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法这种全局寻优算法和Powell这一局部寻优算法相结合,前者的配准结果为后者的算法优化提供了非常有效的初始点,优化时间大为减少.借鉴小波变换中多分辨率的思想,在低分辨率图像中粗略配准后,上升到高分辨率图像上进一步细化配准结果,增加算法鲁棒性.实验结果证明,本文算法效果良好,寻优过程在数分钟内完成,能够满足诊断和科研的实时性要求.

基于混合粒子群优化的动力飞行器再入轨迹优化

研究了一类含动力再入飞行器的跳跃轨迹优化问题。首先将动力学方程中的控制量进行有限维数的参数化,减少优化算法的搜索空间。然后利用约束PSO算法和Powell优化算法相结合的混合优化算法求解满足再入过程约束和末端约束的最优滑翔轨迹。最后通过对高升阻比再入滑翔飞行器CAV-H的仿真分析,验证了该混合优化算法的有效性。