基于改进水量-能量空间坐标分解法的黄河流域实际蒸散发变化归因分析

为探究气候变化和人类活动对黄河流域蒸散发的影响程度,研究基于最新的ERA5-Land数据,分析了黄河流域1961—2020年蒸散发及相关要素的时空演变特征。结合改进的水量-能量空间坐标分解法对实际蒸散发变化进行定量归因。结果表明,改进的水量-能量空间坐标分解法原理更加清晰,计算简单,可操作性更强。1961—2020年黄河流域实际蒸散发量和降水量均呈现显著减少趋势,减少率分别为4.5和15.9 mm/10a,而潜在蒸散发量和干燥指数则表现出显著增加趋势,增加率分别为24.4 mm/10a和0.078/10a。实际蒸散发量的减少主要集中在黄河中、下游地区,而黄河源区有一定的增加趋势。定量归因结果显示,气候变化导致实际蒸散发量减少,贡献率为79%,而下垫面变化造成实际蒸散发量增加,贡献率为21%,因此,气候变化是黄河流域实际蒸散发变化的主要驱动因素。此外,研究期望为黄河流域未来的水资源开发利用和高质量发展提供科学参考。

基于广义逆-坐标变换的多光谱辐射测温反演算法

多光谱辐射测温在高温测量领域应用广泛。但是,未知的光谱发射率是多光谱辐射测温反演过程的最大困难。目前,解决方法多采用假设发射率模型法,二次测量法等,此类方法反演精度取决于假设的发射率模型和实际发射率是否相符,多数情况下反演结果误差较大。基于约束优化的多光谱辐射温度数据处理算法解决了未知发射率的难题,但受迭代算法的复杂性和初值难以确定的影响,反演精度和效率不高。为此,提出广义逆-坐标轮换算法解决约束优化算法中的反演效率问题。由于广义逆法需对发射率范围进行约束,坐标轮换法需设定合适的发射率初值,考虑两种算法各自的优势与不足,可对两种算法进行结合。将广义逆法求得的最小范数解作为约束优化算法中迭代搜索的初始点,进一步提高了算法对不同材料发射率的适应度。为验证算法是否能在无需考虑发射率模型的前提下寻找符合待测目标的发射率和真温,选取六种不同发射率类型的目标材料进行仿真实验。针对六种典型材料的仿真结果表明,新方法在真温1 800 K的情况下,绝对误差和相对误差均小于5.0%,与梯度投影法相比运算效率平均提高了202倍。表明该算法具有无需考虑发射率模型、反演精度高,速度快,适合于各类材料等优点,解决了约束优化算法中初值选择不确定的问题,为在线实时高温测量中的数据处理提供了解决方案。

精准对靶喷洒背景下作业小区地理坐标的计算方法

【目的】确定作业小区的地理坐标是植保无人机实施精准对靶喷洒的关键问题之一。假如需要喷洒的作业小区数量众多或者需要喷洒的作业小区为水田等类型,可采用传统的人工在田间逐点测量的方法,则存在着工作量大、测量步骤繁琐、测量区域不易进入等缺点。因此,利用测量位于作业区域边界处或边界外有限数量位置点的地理坐标,然后按照一定算法计算出各作业小区的地理坐标就将克服前述的缺点,有着很大的实际应用价值,将极大提高精准对靶喷洒的效率和应用。【方法】根据实施精准对靶喷洒作业小区的地理坐标的求解需求,在测量学中找到一种地面点相对位置求取方法,同时将该方法引入并加以改进,分别提出了基于假定地球为正球体情况下的几何法和基于假定地球为椭球体情况下的投影法通过计算得到作业小区的地理坐标的2种算法,并且通过试验检验和比较2种算法的精度、求解速度、求解复杂度。【结果】通过试验可知,2种算法计算得到作业小区的地理坐标与实测值相比,误差在厘米级范围内,均符合实施精准对靶喷洒对精度的要求;在求解速度方面,几何法比投影法更加快速;在求解复杂度方面,几何法优于投影法。【结论】求解作业小区的地理坐标的2种算法-几何法和投影法在精度方面均可以满足实施精准对靶喷洒时对精度的需求。但是,在使用2种算法分别求解作业小区的地理坐标的过程中发现,在计算复杂度方面和计算速度方面,几何法相对于投影法更优、更简便、更适合实施精准对靶喷洒时对作业小区地理坐标的求解。

基于转速-电压坐标平面的暂态电压稳定分析

针对感应电机类动态负荷引起的暂态电压稳定问题,提出了一种基于转速-电压坐标平面的暂态电压稳定问题的分析方法,描述了感应电机类动态负荷在转速-电压坐标平面上的稳定边界。通过转速-电压坐标平面上电机运行点与稳定边界间的关系,可直观判断感应电机的加减速状态,并可清晰地解释感应电机类动态负荷在受到扰动后的暂态过程中引发电压失稳的机理。通过对比感应电机在转速-电压坐标平面上的工作点与所提的稳定边界间的关系,可以判断系统是否会出现电压失稳。通过单机无穷大系统及两区四机系统的仿真算例验证了所提分析方法的有效性。

基于广义坐标形式牛顿-欧拉方法的空间并联机构动力学正问题分析

基于具有广义坐标形式的牛顿-欧拉方法建立一般空间并联机构动力学正问题建模与仿真的通用方法。在动力学建模时,选取空间并联机构动平台的工作空间变量作为系统广义坐标,从各构件的牛顿-欧拉方程出发,结合运动学逆解和虚功原理,得到与广义坐标相对应的系统动力学方程-运动微分方程和系统理想铰约束力方程。对6-UPS型空间并联机构进行动力学建模,计算外力作用下的动态响应,验证了该方法的有效性。理论分析和仿真案例表明,该方法可以简化并联机构动力学正问题的建模步骤,提高计算效率。

基于改进的高斯-牛顿法的非线性三维直角坐标转换方法研究

提出了一种基于改进的高斯-牛顿法的非线性空间三维直角坐标转换的方法。该方法解决了传统空间三维直角坐标转换中采用的线性模型不适合大旋转角的难题,具有计算简便、收敛速度快、不依赖7个坐标转换参数初值、便于程序实现等特点。最后通过模拟算例验证了该方法的正确性。

高斯-克吕格投影下的坐标变换算法研究

在G IS中经常会遇到地理坐标和直角坐标相互转换的问题。通过对地理坐标与直角坐标相互转换原理的简要分析,根据高斯-克吕格投影平面下地理坐标转换为直角坐标的正算公式,提出了直角坐标转换为地理坐标的三种坐标反变换算法,即交替折半迭代法、先后折半迭代法和有理逼近法,分析了算法原理、设计了算法流程,并进行了对比分析。经计算与性能分析表明:三种算法的精确性基本一致,有理逼近法迭代速度最快、交替折半迭代法次之、先后折半迭代法再次之,但总体来说算法在精确性及实时性方面均能有效地满足实际应用需求。

由高斯-克吕格投影平面直角坐标反解地理坐标的方法

根据高斯 克吕格投影平面直角坐标X ,Y的公式 ,设计了适用于CASIOfx 480 0P计算器的程序 ,提出了利用正算程序采用有理逼近法反解地理坐标 φ ,λ的步骤和方法。

α-β坐标系下瞬时无功功率的笼型异步电机转子故障诊断

根据α-β两相静止坐标下的瞬时无功功率理论,推导出笼型异步电动机定子瞬时无功功率在正常状态、转子断条故障、转子偏心故障、以及两者的复合故障状态下的表达式,并提取出不易被基频淹没、易于辨识的故障特征频率,以此达到诊断电机的目的。同时,转子复合状态下的故障特征频率得到有效分离。最后,利用双Hilbert变换,滤除瞬时无功功率频谱中的直流成分,更好地突出故障特征分量。实验采集定子三相电压电流,经过坐标变换,运用两相静止坐标系瞬时无功功率理论得到瞬时无功功率,进行频谱分析,验证了此法对电机转子各种故障诊断的准确性。

基于改进视线坐标系的三维L_2-增益制导律研究

针对临近空间高超声速飞行器拦截问题,研究了一种具有清晰物理意义的改进视线坐标系,设计了相应的坐标系转换关系,并推导了拦截弹-目标的三维相对运动学模型;与传统的模型相比,该模型减少了状态方程的个数,使三维制导律的设计更加简捷、方便。在此基础上,采用基于L2-增益的鲁棒控制理论,将目标机动和拦截弹导引头的量测误差视为有界干扰,设计了一种基于改进视线坐标系的三维L2-增益制导律。仿真结果表明,相对于比例制导律,文中所设计的制导律可使弹目视线角速率在有限时间内趋近于零,且具有较短的拦截时间和更好的噪声抑制能力,有一定的工程应用价值。

基于α-β静止坐标系的PWM整流器双单输入单输出模型(英文)

系统分析了PWM整流器的数学模型,提出了一种基于α-β静止参考坐标系的双单输入单输出模型,在两相静止坐标系中将PWM整流器简化为两个与传统单相升压变换器类似的电路结构。根据空间矢量调制理论,分析了开关信号由两相静止坐标系到三相静止坐标系变换时的控制策略。根据输入/输出能量平衡原则,对系统设计所需的参数条件进行了分析和实验验证。该模型大大简化了对PWM整流器的分析,并且易于数字实现。实验结果表明,系统能够实现单位功率因数控制,有效地抑制注入电网的谐波,使交流输入电流为正弦波,并且系统具有良好的动态响应。

基于abc坐标系统的机-网暂态仿真

机-网暂态仿真中, 通常采用的ab0坐标系统建模较为复杂,在模拟不对称故障和开关操作时尤为困难。利用受控源理论和综合友模的方法建立可双向计算的Y,d类型变压器模型,解决了变压器两侧的变量变换不可逆的问题,使网络可在abc坐标系下求解。文中讨论了电力系统其他元件在abc坐标系下的模型,并进行了仿真实验。实验结果表明:与ab0坐标系统相比,abc坐标系统使模型得到简化,适用于任意对称和不对称系统的仿真研究。

基于广义坐标形式牛顿-欧拉方法的3SPS+1PS并联髋关节试验机动力学研究

针对并联髋关节试验机的核心模块-3SPS+1PS并联机构,基于广义坐标形式的牛顿-欧拉方法,建立系统动力学方程,并利用MATLAB软件进行仿真分析。结果表明:在Z轴方向上,动平台上球副所受约束力最大,并且远大于Z轴方向上的约束力。另外,在0.3s和0.7s左右两个时刻,球副处的约束力及主动支链的驱动力发生突变,这是因为机构在两个位置时发生正、逆转。

WGS-84坐标系至1980西安坐标系转换的算法实现

该文提出了一种由WGS-84坐标系大地坐标至1980西安坐标系高斯直角平面坐标转换的流程,并实现了关键的算法,包括高斯-克吕格投影的正算及"布尔莎-沃尔夫"模型七参数的解算。通过实验数据的验算及实际应用,证明该文提出的方法是可行的。

分析力学由广义坐标到作用-角变量──分析力学札记之六

简述分析力学描述运动的变量由广义坐标到作用-角变量的变化过程，来看分析力学研究的不断深化．

一个η-坐标近岸海洋环流模式

本文描述球坐标系下的一个三维的依赖于时间和空间的近岸海洋环流模式,为了便利地求解具有复杂海底地形的近岸海洋环流模式,引入一套新坐标———η-坐标,目的是将原坐标系下的环流模式转化到新坐标系下,从而得到较原模式易于求得更精确解的η-坐标模式.

三模坐标-动量耦合量子谐振子哈密顿量对角化的新方法

利用二次型理论构造一个幺正矩阵进行表象变换,将|x〉表象中的三模坐标-动量耦合量子谐振子体系的哈密顿量对角化,这不仅提供了一种解决该类问题的一般数学方法,同时对培养和提升学生运用数学工具解决复杂物理问题的能力也具有积极的指导作用.

基于三角面积坐标法的纤维梁-柱单元研究

借助三角面积坐标法对三角形网格内的纤维应变和纤维应力进行线性插值,利用三角面积坐标的数值特性对纤维梁-柱单元截面刚度矩阵中除扭转项外的其余项进行解析推导,并得出纤维梁-柱单元截面抗力的近似表达式。数值研究表明:对于具有相同纤维单元数的纤维梁-柱单元,三角面积坐标法可以提高算法的计算精度。

直角坐标牛顿-拉夫逊法潮流计算的改进算法

根据电力系统的运行特点提出假设，继而时直角坐标牛顿－拉夫逊法潮流计算进行改进这种改进方法不但使雅可比矩阵元素的计算量大大减少，而且可提高计算速度。

用于C_(60)纳米分子振动分析的碳-碳键合单元及坐标变换

C60是一种纳米分子,具有许多非常重要的物理化学性质,采用Raman光谱可以测得它的分子振动特征,正是这种振动特征可以明显地表征出它的分子结构和原子键合关系。本文基于分子力学的基本分析原理,给出一种用于描述碳-碳共价键在小位移情形下力能关系的计算单元,称为碳-碳键合单元,重点讨论该单元在实际建模过程中的坐标变换问题,将所建立的碳-碳键合单元用于C60纳米分子的振动分析,分别给出了C60纳米分子的Ag(1)、Ag(2)、Hg(1)三个特征振型和频率,并与群论的分析结果、Raman光谱实验结果进行比较,证明了所提出分析方法的正确性和实用性。