随机桥梁地震可靠度分析的改进最大熵方法

为了对复杂非线性桥梁结构进行随机地震作用下的动力可靠度分析,基于最大熵原理,构建了一种高效的桥梁非线性地震可靠度分析方法。首先阐述了桥梁结构地震可靠度分析与极值分布估计的关系,将桥梁结构的地震可靠度分析转化为对应的极值分布估计;然后建立了复杂桥梁结构非线性地震响应极值分布估计的最大熵方法,针对现有的最大熵分布求解过程受初值影响较大、不容易收敛等问题,提出一种基于似然函数的最大熵分布求解方法,从而实现了桥梁结构地震响应极值分布和地震可靠度的高效求解;最后以一座典型的高墩大跨连续刚构桥为例,通过蒙特卡洛模拟验证所提方法的精度和效率,并将结果与核密度估计和对数正态分布拟合的计算结果进行对比分析。结果表明:基于似然函数的最大熵分布求解方法不仅能够获得全局最优解,而且求解过程不受初值的影响、具有较好的数值稳定性,所提方法能够对随机地震作用下桥梁结构地震响应的极值分布和动力可靠度进行精确估计;核密度估计和对数正态分布无法对小失效概率水平下结构地震响应的极值分布进行估计,建议采用最大熵方法对桥梁结构进行地震可靠度分析。     

计及行为特征的市场化用户电量数据拟合方法

针对市场化用户用电行为复杂多变、电量数据的规律难以精确表征的问题,提出考虑行为特征的市场化用户电量数据拟合方法。采用K-means聚类算法对用户用电行为进行分类,明确各类用户的典型特征;构建基于正交多项式的电量数据拟合神经网络模型,其中神经网络权值系数采用梯度下降算法进行训练,正交多项式分别采用Chebyshev多项式、Hermite多项式、Legendre多项式及Laguerre多项式进行对比分析;采用山东省济南市用户电量数据进行仿真分析,对不同类别的用户分别采用基于4种不同正交多项式的实现方法进行电量数据拟合和评价指标计算,总结具有不同行为特征的用户最适宜的拟合方法。仿真结果表明,同类用户在不同的实现方法下电量数据拟合效果差异明显,基于Hermite多项式及Laguerre多项式的神经网络模型拟合精度相对较高,但不同类别用户电量数据拟合精度最高的多项式模型有所不同。根据用电行为类型选择相应正交多项式构成神经网络拟合模型,是实现用户电量数据精确拟合的有效途径。     

驾驶员启动反应时间的核密度估计

为了准确分析驾驶员的启动反应时间,本文采用非参数核密度估计方法对检测得到的驾驶员启动反应时间进行分布密度估计,核函数选取高斯核,最优窗宽由递归法求得.通过分布拟合和假设检验对比分析了核密度估计与正态分布、对数正态分布的估计效果.结果表明:非参数核密度估计驾驶员启动反应时间更加准确有效,并且克服了分布类型事先未知的问题.通过核密度估计的密度曲线可以更加直观地看出驾驶员启动反应时间在各时间段分布水平的变化和整体分布形态.     

基于Hermite正交多项式逼近法的重力坝可靠度分析

提出了结构可靠度分析的Hermite正交多项式逼近法.首先介绍了Hermite多项式的基本性质,通过数值检验,证明Hermite正交多项式可以很好地逼近各种经典理论分布的概率密度函数曲线,尤其在宽区间两端拟合得非常好,一般来说,4阶Hermite多项式就可以达到满意的精度;其次,给出了基于Hermite正交多项式的结构可靠度计算步骤;最后以重力坝可靠度问题为例证明了所提方法的正确性和有效性.结果表明:Hermite正交多项式逼近法是重力坝可靠度分析的一种有效方法,Hermite正交多项式逼近法可以方便地分析输出随机响应量的统计参数以及输出响应量和输入变量间的相关性.     

基于广义最大熵回归的自适应艾萨炉铜熔炼工艺参数的软测量

冰铜品位、冰铜温度、渣中铁硅比是艾萨炉铜熔炼过程中的三个主要工艺参数,针对这三大参数在线检测时存在成本高、滞后大、实现困难等问题,提出了一种基于广义最大熵回归的自适应艾萨炉铜熔炼过程三大参数软测量方法.首先基于核聚类的局部线性嵌入算法对熔炼过程的输入数据进行降维预处理,然后利用隐马尔科夫模型对工况进行检测,最后结合工况建立广义最大熵自适应模型.实验表明,提出的方法不仅能明显改善误差,而且测量稳定性得到提高,能为实际生产提供有益的指导     

基于CCD的绝缘子表面亲水角检测

主要研究了基于CCD的合成绝缘子亲水角的自动测量问题.介绍了水珠图像获取的装置和方法,简单描述了图像的处理过程,包括图像的预处理、滤波、二值化、边缘检测、边缘的细化以及边缘曲线的滤波等.重点描述了水珠边缘曲线的拟合,比较了多项式拟合和正交多项式拟合两种方法,以及利用这两种方法拟合后的曲线和绝缘表面夹角的计算,分析了获取的亲水角误差.     

基于LS—SVM的福房价格指数预测

提出一种基于最小二乘支持向量机（LS—SVM）的福房指数预测方法。采用感知机核函数、多项式核函数和高斯核函数进行仿真模拟,经过参数选优建立了精度较高的福房指数预测模型。预测结果表明,利用LS-SVM模型进行预测具有误差小、拟合程度高等优点,可适用于房地产价格指数的预测。     

正交多项式在广播星历拟合GPS卫星轨道中的应用

利用多项式拟合的方法计算GPS卫星在轨坐标时,使用正交多项式可有效避免计算过程中出现的病态矩阵.讨论4种常用正交多项式在拟合卫星轨道与时间函数时的适用性;通过计算实例说明利用切比雪夫多项式和勒让德多项式做数据拟合时具有很高的精度;分析得出评定多项式拟合数据精度的适用阶数,实际应用中可降低工作量,提高计算效率;最后讨论同一多项式阶数下不同历元数对拟合结果的影响.     

直流接地极地表电位的切比雪夫多项式求解法

运行经验表明,直流接地极造成电网大范围直流偏磁危害,其根源在地表电位不均匀分布.针对广域深度分层的复杂大地模型关于地表电位分布求解方面的难题,利用切比雪夫多项式拟合地表电位的汉克尔变换核函数.通过切比雪夫多项式的移位运算、系数展开和截断误差判定,得到了核函数的切比雪夫多项式自适应阶数拟合方法,从而大幅降低了直流接地极造成广大区域地表电位分布的计算难度.与标准接地计算软件CDEGS的水平8层结构大地算例对比结果表明,直流接地极入地电流5 kA时,本方法在1～100 km地表范围内的地表电位偏差小于1 V.进一步分析了切比雪夫多项式阶数对地表电位的计算结果的影响,证实了20阶切比雪夫多项式的精度就可以满足一般的直流偏磁风险评估的应用需求.基于移位切比雪夫多项式的地表电位快速评估方法为直流偏磁风险评估提供了一种基础的技术手段,有助于降低电网直流偏磁风险评估的难度.     

基于传递熵的梁结构损伤动力识别

引入传递熵理论,利用梁上多点的加速度信号进行动力损伤识别研究.利用Abaqus软件分析只在主平面内弯曲振动的混凝土简支梁,通过折减指定单元弹性模量的方法模拟梁的弹性损伤.数值分析采用高斯白噪声激励,为了保证传递熵结果的可靠性,在每个损伤工况下均进行多次数据采样,利用各时间尺度上传递熵的均值进行损伤识别.基于梁上多点的加速度信号,利用核密度估计方法验证了直接使用线性化传递熵理论的合理性.通过定义损伤指标,表明传递熵在对混凝土结构进行损伤定量及定位方面均有良好的表现.     

四方晶相HfO_2在(100)和(001)方向上光学特性的理论计算

文章采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了四方晶相Hf0_2的电子结构.经带隙校正后,计算了四方晶相Hf0_2在(100)和(001)方向上的光学线性响应函数随光子能量的变化关系,包括复介电函数、复折射率、吸收光谱以及反射光谱.计算结果表明四方晶相Hf0_2在(100)和(001)方向上具有明显的光学各向异性,并且具有从紫外到红外的透明区域.文中计算结果与其它文献报道的计算结果及实验值都吻合较好,由此说明采用密度泛函理论的广义梯度近似来计算HfO_2材料的光学特性是可信的.     

基于遗传模拟退火算法的空战编队优化研究

发展了一种用遗传算法优化大规模空战编队战术的方法，并用模拟退火算法对其进行了改进，使得收敛性能大大提高。该方法是借鉴层级编队思想，对多机编队实行层级编码，在一定的空战模型的基础上，用遗传算法优化大规模空战编队战术，最终得到一个对给定编队作战的最优编队，并用两个16机编队作战的算例验证了该方法的有效性。     

模糊结构的能度可靠性灵敏度分析方法

基于可能性理论和模糊区间分析理论,文章提出了模糊结构的能度可靠性灵敏度分析方法.针对极限状态函数为线性且模糊变量可能性分布均为正态型或线性型的结构,推导了能度可靠性灵敏度的解析解.在特殊情况能度可靠性灵敏度解析解法的基础上,结合函数线性化理论和线性型可能性分布函数近似等价正态化方法,提出了求解一般情况下模糊结构能度可靠性灵敏度的近似解析方法.基于求解模糊失效可能度的数值解法,运用差分理论,提出2种求解模糊能度可靠性灵敏度的数值解法.文中算例对所建立的方法进行了对比分析,结果表明所提方法是计算模糊结构能度可靠性灵敏度的可行方法.     

CMAC神经网络结构参数及其结构优化的研究

CMAC神经网络具有学习算法简单、收敛速度快、局域泛化等优点,被广泛应用于机器人控制、信号处理、模式识别以及自适用控制等领域。但是网络的训练过程需要大量的存储单元,最优结构参数的选取是CMAC网络设计中一个重要问题。文中通过对函数逼近问题的研究,说明了量化精度和泛化参数如何影响网络对函数的逼近质量。仿真结果表明,通过对结构参数的调整,可以达到最小的逼近误差。而通过对网络结构的优化不但可以节约网络的训练时间而且可以大幅度减少存储单元的数量。     

高超声速飞行器鲁棒舵回路控制器设计

文章针对高超声速飞行器在缺少实际试飞数据的情况下,需要设计鲁棒自动驾驶仪的舵回路控制器来保证飞行器的姿态角控制精度满足超燃冲压发动机的工作条件.根据高超声速飞行器横滚通道的动态特性,针对舵回路的死区间隙等非线性不确定性因素,结合滚动通道数学模型,采用Lyapunov方法设计了横滚通道差动舵的鲁棒控制器.其鲁棒控制律对系统参数不确定性和外界干扰不确定性的补偿控制采用差动舵偏补偿算法,自动补偿不确定因素及舵回路死区、饱和的非线性影响,并完成了其鲁棒指数镇定的证明.最后通过数字仿真验证了文中控制算法的有效性.     

液-固挤压复合材料有限元模拟中的关键技术问题处理

液态浸渗挤压是一种金属基复合材料成形新工艺。通过对模拟过程中关键技术问题的处理，首次利用刚塑性有限元法对其应力应变场进行了模拟，给出了液－固挤压过程的等效应变、应变率和应力的等值线图及网格变化图。实验结果与模拟结果的比较表明，本对关键技术问题的处理是正确的，从而为该工艺的生产应用奠定了理论基础。     

基于近邻保留PNMF特征提取的高光谱图像分类

通过对投影非负矩阵分解(PNMF)增加近邻保留假设,提出了一种新的高光谱图像线性特征提取方法———近邻保留投影非负矩阵分解(NPPNMF)。NPPNMF保留了高光谱数据在低维特征空间中的局部几何结构,克服了PNMF基于Euclidean的缺点。根据在构造k近邻图时是否使用训练样本的类标签信息决定了NPPNMF既可以是无监督的特征提取方法,也可以是有监督的特征提取方法,从而提高了PNMF算法的鉴别力。理论证明和高光谱图像数据的分类结果表明了该方法的有效性及应用潜力。     

一种密集波束域高分辨方位估计新方法

高分辨方位估计在声纳、雷达、通信等众多应用领域中占有十分重要的地位。提出了一种均匀线列阵的密集波束域MUSIC(DBMUSIC)法。该方法形成波束空间时，通过波束密集系数控制波束之间的密集程度，从而提高方位估计方法的多目标分辨能力。同时讨论了波束密集系数以及快拍数对DBMUSIC法分辨性能的影响。研究表明，与原波束域MUSIC(BMUSIC)法相比，在低信噪比的条件下，DBMUSIC法的高分辨估计性能得到明显改善，应用前景良好，而且快拍数越大，DBMUSIC法的多目标分辨能力越强。     

基于圆判据的超空化航行器状态反馈控制研究

超空化航行器由于航行过程中大部分被空泡包裹,必然面临着航行器与空泡剧烈非线性滑行力带来的稳定控制困难.适当设计的线性控制律一般可得到航行器高频有限振幅振荡运动或阻尼振荡运动的控制结果;而在反馈中引入非线性,虽控制结果理想,但要求对滑行力精确可知,这在实际情况下很难做到.针对以上问题,文章以Dzielski提出的超空化航行器模型为研究对象,基于圆判据定理通过线性状态反馈方法,使航行器系统对所有非线性滑行力特性达到全局绝对稳定.文中首先对原模型进行变换和局部抽取,使之适用于圆判据定理的应用条件;接着给出了通过极点配置方法构建线性状态反馈控制律而达到系统绝对稳定的条件;最后结合系统参数,分析了系统局部和全局绝对稳定情况下稳定域的估计,并给出了仿真验证.     

一种新的ICM模型参数设置方法

针对ICM模型用于目标识别参数需要人工设置的问题,提出一种新的ICM模型参数设置方法。该方法从提高目标识别率出发,提出利用相关系数确定ICM模型参数学习准则,使用梯度下降法对这一准则进行求解,达到根据输入图像的不同自适应确定ICM模型参数的目的。实验结果表明该方法可以很好解决传统ICM网络参数需要人工选取的劣势。