偏微分方程参数识别问题的遗传程序设计方法

采用遗传程序设计方法来求解偏微分方程的参数识别问题,用遗传程序设计优化参数的模型结构,成功实现了对偏微分方程参数的反演。数值实验表明,采用此算法能使计算机自动搜索到满足条件的解,该方法的研究可为偏微分方程的参数识别提供一个有效的工具。     

抛物型方程反问题的遗传算法

针对二维抛物型方程参数反演问题,利用遗传算法求解此反演问题,把参数反演问题转化为优化问题,通过演化计算方法求解.该方法的研究可为偏微分方程的参数识别提供一个有效的工具.     

基于PSO的管道泄漏模型反问题求解及敏感性分析

为了解决管道泄漏检测与定位问题,采用基于粒子群算法的管道泄漏模型反问题方法求解泄漏点大小和位置,得到该方法在管道参数波动情况下的鲁棒性结果,对管道参数波动进行敏感度分析.由于管道泄漏模型采用偏微分方程描述,给出该模型求解的初始条件和边界条件,根据这些条件和已有实验平台仿真泄漏模型的稳态和动态状况.基于管道泄漏模型,对达西-威斯巴哈摩擦系数f和泄漏小孔的流通系数C1进行敏感度分析.在人为地增加参数扰动后,采用粒子群算法进行反问题求解.从搜索结果可以看出,参数的敏感性越强,粒子群算法对参数的鲁棒性越弱.     

纺织材料厚度设计反问题

提出了基于热湿传递稳态模型的纺织材料厚度设计反问题,并根据正则化思想将反问题的求解归结为函数极小化问题。利用常微分方程组的正演算法与函数极小化问题的一维搜索,构造了反问题正则化解的一类迭代算法,并证明了算法的收敛性。数值模拟试验验证了算法的有效性和反问题提法的合理性。     

多模式资源受限项目调度问题的优化方法

为求解多模式资源受限项目调度问题,提出了一种结合粒子群优化算法（PSO）和基因表达式编程（GEP）的混合优化算法。其中,PSO用来提供活动执行模式组合,GEP用来构造在给定活动执行模式下的调度规则。调度规则由项目状态和活动属性构成,与其他优化方法相比,这是一种新的编码方式与求解方法,也更符合实际应用。对于粒子所表达的不可行活动模式的组合,设计了粒子调整算法,以满足项目调度中可更新资源和不可更新资源总数的约束。最后给出了混合优化算法求解步骤,并采用该算法对项目实例进行了计算与分析,验证了算法的有效性。     

基因表达式编程在函数挖掘中的应用研究

基因表达式编程（GEP）是一种基于基因型和表现型的新的自适应演化算法,为克服GEP在保持种群多样性和保护最优解方面的缺陷,对经典GEP进行了改进,提出了一种基于头、身、尾三段结构和自适应变异算子的改进的基因表达式算法（GEP-FM）,并从理论上对算法的复杂度和收敛性进行了分析;同时将GEP—FM算法应用于函数挖掘．多个数值实验结果表明：该方法挖掘的模型优于传统算法及经典GEP算法,具有更高的拟合度和预测精度,     

摄动——样条函数法计算四边夹支可动矩形薄板大挠度问题

本文以中心挠度为摄动参数.将矩形板大挠度问题的非线性偏微分方程组转化成几个线性偏微分方程,然后用双样条函数配点法求解每一级摄动方程.本文具体计算了具有夹支可动边界的两个算例,计算结果表明本法具有较好的精度.     

基于基因表达式编程的递归函数挖掘

传统基因表达式编程(GEP)无法发现递归函数。为此,分析了传统GEP算法在函数挖掘方面不足的深层次原因,提出了基于递归染色体的基因表达式编程算法GEP-RecurMiner和动态进化策略(DSCMS)。理论分析和实验证明了GEP-RecurMiner极大地扩充了传统GEP函数挖掘方法的求解空间,能精确地发现传统GEP无法发现的递归函数,同时实验表明动态进化策略有效地提高了GEP-RecurMiner函数挖掘算法的效率,挖掘成功率提高20%,平均进化代数下降10%。     

非线性系统的参数识别的小波方法

将小波理论应用于非线性系统的参数的识别中.首先将系统的微分方程投影到由Daubechies尺度函数张成的子空间中去,然后利用Daubechies小波的性质将系统微分方程转变为由未知参数构成的一个超越代数方程组,从而最终将系统参数识别问题转变为代数方程组的求解问题.     

用径向基函数的方法求解常微分方程

介绍用径向基函数求解常微分方程的方法．选取Ф（x）=Ф（｜｜x｜｜）=d^2／（d^2＋x^2）为径向基函数对常微分方程进行数值计算，并通过改变径向基函数中的参数对计算结果进行分析．提出一些需要进一步研究的问题．     

一维对流离散方程反问题的数值解法与应用

重点探讨了河流水质模拟中的分布参数辨识问题，针对河流纵向离散系数的空间分布特性，建立了一维对流离散方程反问题模型的结构，根据差分方法、ＰＳＴ方法和正则化方法提出了反问题模型的数值解法，并给出了应用结果．     

神经网络算法在确定热物性参数中的应用

提出将近年来飞速发展的人工神经网络技术应用于导热领域的研究．通过神经网络算法和导热正问题的结合来求解导热反问题用于确定热物性参数，首先从理论上分析了方法的可行性，并通过数值模拟仿真编写程序得到多组计算结果，验证了算法的正确性．文中提出的算法为热物性参数的测定提供了新颖的方法．     

基于瞬变反问题分析的给水管网漏失数值模拟

给水管网漏失问题亟待解决,而漏失的定点及定量是管网漏失控制研究的重要环节.为确定给水管网漏失点和漏失量,提出了基于水力瞬变分析的漏失数值模拟理论框架,指出该问题实质就是求解系统辩识反问题进行参数识别.首先设定漏失系数为系统待识别参数,并给出激励、响应以及二者间的传递模式.然后建立了反问题分析模型,应用特征线法计算雅可比矩阵,运用Newton-Raphson算法最小化压力测量值与计算值之间的偏差求解模型.最后通过算例管网阐明了数值模拟的具体步骤.     

基于混合优化策略的结构损伤识别方法

根据结构损伤后的动力特性 (包括频率和振型 )实测数据 ,提出了基于混合优化策略的结构损伤识别方法 .所建立的混合优化策略将收敛速度快的局部优化搜索方法与具有全局搜索能力的人工神经网络方法相结合 ,解决了局部优化搜索方法的局部极值问题和全局优化搜索方法收敛速度慢的问题 .这对于解决反问题所普遍存在的解的不唯一性和不稳定性问题具有实际意义     

灰色模型在城市中长期用水量预测中的应用

为进行科学合理的供水系统规划,给出一种基于记录时间较短、历史数据较少的用水量序列的GM(1,1)预测方法.该预测方法把原始用水量序列累加处理生成新序列后,用指数关系式拟合,通过构造参数矩阵,确定辩识参数,建立灰色模型的微分方程;求解灰色模型的时间响应函数,生成累减矩阵,进行累减运算即得用水量序列的预测值.MAPE精度分析结果表明GM(1,1)用水量预测方法精度较高.该预测方法应用于D市的中长期用水量预测,为D市供水规划提供有效依据.     

基于逆运动学的6-UPS并联机构运动学参数辨识方法

为了提高6-UPS并联机构的定位精度,研究了一种基于逆运动学的6-UPS并联机构运动学参数辨识方法.首先基于逆运动学建立了6-UPS并联机构的运动学参数辨识模型,然后通过Levenberg-Marquardt最小二乘法对模型进行求解,最后对该算法进行了仿真验证.结果表明该算法可以很快收敛,在测量设备没有测量误差的理想状态下,参数辨识精度达到10-10mm.在测量设备存在1μm、1″的误差状态下,参数辨识精度达到10-3mm,足以满足大部分应用场合下6-UPS的位姿精度要求.     

基于ABAQUS的复合材料结构材料参数识别算法及其软件设计

结合优化技术和有限元分析,提出了正交各向异性复合材料结构材料参数的识别方法。通过建立以测量位移与有限元计算的相应位移之差的平方和作为目标函数,把参数识别问题转化为极小化目标函数的问题。采用Levenberg-Marquardt方法解极小化目标函数的问题,其中灵敏度的计算是基于复合材料的有限元离散结构的求解方程对识别的材料参数求导。基于有限元软件ABAQUS,进行了参数识别算法软件设计,编制了可以计算结点位移对材料参数的灵敏度的用户单元程序。数值算例表明本文提出的方法是有效的。     

二维弹性波方程反问题的脉冲谱——多重网格迭代算法

提出了一种利用多重网格方法快速求解正问题，脉冲谱技术求解反问题，有限元技巧避开Ｇｒｅｅｎ函数计算的分层反演弹性参数的迭代算法，数值算例表明，此种反演技术是十分有效的。     

使用零力矩点反馈的双足机器人惯性参数辨识

为解决基于关节力矩的双足机器人参数辨识方法辨识精度不高,基于完整的足底力信息和运动捕捉数据的辨识方法对实验条件要求较高的问题,提出基于ZMP(zero moment point)数据的双足机器人惯性参数辨识方法。将理论ZMP与实际ZMP的位置偏差作为目标函数,考虑参数范围和机器人总质量两类约束条件,建立只使用双足机器人自身传感器采样数据的惯性参数辨识优化模型。针对所建模型无法拆分成线性形式的问题,推导目标函数关于参数矢量的梯度矢量和海塞矩阵,并给出了基于最速下降法和牛顿法的优化求解算法。使用GoRoBoT-II机器人的双足部分,进行腿部杆件的惯性参数辨识实验,将所提出方法得到的辨识结果与传统基于关节力矩的辨识结果进行对比,发现基于ZMP的辨识方法的结果更接近于三维几何建模得到的参数标称值,且理论ZMP与实际ZMP的偏差均值为4.6 mm,小于传统基于力矩辨识方法的12.4 mm,说明所提出的基于ZMP的惯性参数辨识方法能够得到比传统方法更好的结果。     

含蜡原油管道摩阻系数的辨识计算

基于反问题分析方法,以最小二乘准则为终止条件,根据原油管道不稳定过程的压力实测数据,采用Levenberg-Marquardt方法辨识含蜡原油管道站间摩阻系数。应用特征线法直接计算摩阻系数敏感度Jacobian矩阵,并通过算例比较了采用平均摩阻系数法、公式计算摩阻系数法及辨识算法计算的原油管道中间点压力值与实测值的偏差。结果表明,采用辨识方法求解的管道沿线摩阻系数能够对管道沿线压力流量值进行较好的估计。