基于非线性最小二乘的电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像技术中的"软场"效应和病态问题,提出了基于非线性最小二乘算法的新电容层析成像(ECT)算法。在分析非线性最小二乘问题残量原理的基础上,给出了目标函数中二阶信息项的割线近似的校正公式,并利用Lipschitz空间连续的性质对非线性最小二乘算法的收敛性进行了证明,在此基础上探讨了ECT应用该算法的可行性。该算法满足收敛条件且重建图像误差小。仿真和实验结果表明,与LBP、Landweber和共轭梯度算法相比,对于简单流型该算法兼备成像质量高、边界均匀稳定等优点,该算法的提出为ECT图像重建算法的研究提供了一个新的思路。     

基于改进偏最小二乘的CMM动态误差混合建模分析

三坐标测量机(CMM)动态误差源错综复杂,并且相互影响,因此很难建立一个通过误差源分析误差的准确预测模型.本文以空间测量位置的三维坐标值和测量机测量时的计算机直接控制(DCC)参数,包括移动速度、逼近距离和触测速度作为CMM动态测量误差模型的原始自变量,并通过3B样条变换获得各原始自变量与动态测量误差的非线性关系函数,再利用正交投影法把解释矩阵中与因变量无关的成分扣除掉,得到新的解释矩阵后再用偏最小二乘(PLS)回归进行降维和参数估计,从而得到CMM动态测量误差模型,即基于3B样条-正交投影偏最小二乘(3BS-OPPLS)模型.这样既避免了分析错综复杂的误差源及其相互影响,又能够捕捉各自变量对动态测量误差的非线性影响,并能克服因解释变量过多而产生的多重共线性问题.实验结果表明建立的3BS-OPPLS模型的预测效果优于未经正交投影的3B样条-偏最小二乘(3BS-PLS)模型,模型的预测精度得到显著提高.     

偏最小二乘回归在响应面法可靠度分析中的应用

针对目前多维变量可靠度问题中广泛应用的均匀设计响应面法,分析了采用最小二乘法拟合样本数据回归模型时存在的局限性,并在已有方法的基础上提出了一种改进的方法。该方法将均匀设计与偏最小二乘回归技术相结合来回归响应面模型,从而计算结构的失效概率,有效的解决了变量间多重相关性及小样本条件下建立回归模型的问题。通过算例验证了该方法的适用性,尤其对于高维变量的可靠度问题,与最小二乘拟合响应面相比,计算结果更加精确。     

基于最小二乘支持向量机的传感器非线性动态系统辨识

讨论了一种基于最小二乘支持向量机的非线性动态传感器系统辨识方法,并给出了相应的推导过程和学习算法.首先,将传感器的非线性动态系统分解为静态非线性子环节和动态线性子环节串联--Hammerstein模型;然后,建立类似线性的中间模型,通过该模型能将Hammerstein模型的非线性传递函数转换为等价的类线性形式;再通过LS-SVM线性回归算法求取中间模型参数;最后推导出中间模型参数与Hammerstein模型参数之间的关系,并通过该关系反演出原传感器系统的Hammerstein模型参数,实现传感器非线性动态辨识.仿真与实际传感器系统辨识的实验结果均表明该方法可行.     

基于偏最小二乘回归的军用飞机采购价格预测

考虑到军用飞机采购价格样本数据少、难于预测的特点和偏最小二乘回归方法在处理小样本多元数据方面的优势，提出一种基于偏最小二乘回归的军用飞机价格预测方法。偏最小二乘回归首先提取第一、第二主成分对采购价格样本的特异点进行剔除；然后进行变量投影重要度分析来筛选变量；最后，偏最小二乘回归对筛选的变量进行回归建立军用飞机价格预测模型，并对军用飞机价格进行预测，结果表明，在军用飞机价格预测方面，与未筛选变量的回归模型和逐步多元回归相比，经过变量筛选的偏最小二乘回归模型预测的精度更高，更能体现采购价格与飞机性能参数乏问的关系。     

基于全局非线性可分离的最小二乘法的飞机颤振模态参数辨识

本文考虑在输入-输出数据都带有噪声的前提下,将偏差补偿最小二乘算法（CLS）进行推广得到非线性可分离的最小二乘算法（NSLS）。采用适用于噪声环境的非线性可分离的最小二乘算法可准确地辨识飞机的颤振模态参数,该算法结合传递函数模型,将带噪声系统的辨识问题转化为非线性可分离的最小二乘问题。利用该算法,两噪声的方差值和传递函数中的模型参数可分离地估计出来。最后利用试飞试验数据辨识飞机的系统参数,验证了该方法的有效性。     

相位噪声函数的非线性最小二乘曲线拟合

相位噪声是对频率源频率稳定性的表示,对其幂律谱函数进行拟合,在仿真中非常重要,首先介绍线性最小二乘曲线拟合及非线性最小二乘曲线拟合的原理,然后结合非线性最小二乘曲线拟合函数,对相位噪声幂律谱进行拟合仿真。     

基于改进型偏最小二乘法的谐波源识别

准确识别配电网中各个谐波源是电能质量管理的难点。当采用谐波阻抗识别谐波源时,很难得到谐波阻抗。首先,该文采用改进型偏最小二乘法,通过计算对谐波阻抗进行估计,用估计值代替实际测量得到的数值。其次,利用阻抗法,根据谐波电流的大小来判断主要谐波源,从而识别谐波源的位置。该方法不需要进行数据选择,能够避免偏最小二乘法提取和响应无关成分的缺陷,尤其是在整个系统谐波源数量较多的情况下,该方法可以得到更好的效果。最后,进行系统试验仿真,以证明该方法的可行性。     

基于最小二乘法的转子转速测量

为了测量转子的不平衡量，必须首先测定转子的转速。本文介绍了一种基于最小二乘法的转子转速测量方法，试验结果表明，该方法具有成本低、准确度高的优点。     

辨识参数带约束的最小二乘法估计

通过讨论系统输入输出的极限形式,给出了系统参数的一个约束条件。在此约束条件下讨论系统的参数估计问题,给出了系统参数约事条件的最小二乘估计,由于在约束条件中随机干扰的影响几乎可以忽略,因此可以较准确地反映辨识参数间线性关系,仿真例子表明,这种带约束的最小二乘估计比最小二乘估计具有更高的辨识精度。     

基于均匀设计方法研究不锈钢焊条的脱渣性

为了定量地分析药皮辅料对焊条工艺性能的影响,利用中国数学会均匀设计分会推荐的UST4.0软件安排配方试验并处理数据,研究了不锈钢焊条的脱渣性.试验中,将10种辅料怍为自变量,焊缝的脱渣性作为目标函数.通过数理统计给出了每种药皮辅料影响焊缝脱渣性的趋势图,并建立了10种药皮辅料及其交互作用对应干脱渣性的数学模型.研究表明:金红石、钛白粉、电解锰、钛铁和白泥对焊缝脱渣性的影响都为正相关;冰晶石和萤石对焊缝脱渣性的影响为负相关;绝大多数药皮辅料对焊缝脱渣性的影响呈交互作用的形式.     

基于能量优化模型的无线传感器网络分簇算法

考虑到无线传感器分簇网络中簇的规模、簇头数量和节点剩余能量是能量有效型分簇路由算法关注的重要指标,提出了一种基于能量优化模型(EOM)的分布式分簇算法——EOMC,该算法通过建立网络能耗优化模型,以最优簇头数构建分簇通信规模,并结合功率控制将候选簇头限制在一定宽度的选举环带,使得簇头分布均衡,同时兼顾到节点剩余能量进行分簇,以达到均衡节点能耗,延长网络生存期的目的。与低能耗自适应分簇分层(LEACH)协议的对比仿真的结果表明,该算法能够达到预期指标,算法的开销相对较小。     

基于质量功能配置的绿色产品设计与优化

 根据绿色产品的设计特点,建立绿色产品的质量屋(house of quality,HoQ).在传统质量屋的基础上增加了环境需求,并对传统的三角形屋顶结构进行改进.分析了质量屋中环境需求的获取过程以及环境需求权重的计算方法.综合考虑了绿色产品设计过程中的顾客需求、环境需求以及成本约束,并在质量屋的基础上建立产品优化的目标函数及约束条件.最后,以吹风机设计为实例对所提出的方法进行了验证和分析.     

多学科设计优化的数值算法及其组合算法比较的研究

针对多学科设计优化的数值算法比较研究上存在的不足,提出了算法在进行优化时所需的时间、解决问题个数及选用目标函数的相对精度等三项评估标准相结合的三维算法比较方法,首次将精度作为算法比较的一个重要指标,由此得到的算法比较三维模型,为算法选择提供了更加合理的理论依据.在理论研究的基础上,对组合算法和数值算法进行了比较,突破了传统算法比较局限在数值算法的不足.结果表明,在时间变化不大的情况下,组合算法的精度比单纯的数值算法有大幅度的提高,为工程应用提供了更全面的支持.在此基础上给出了数值算法及其组合的算法选择流程.最后,通过手机的多学科设计优化实例,验证了所提出的算法选择流程的合理性和可行性.     

基于CMOS APS的星敏感器光学系统结构设计与优化

基于CMOS APS的星敏感器是适应航天技术微型化的发展而产生的新一代姿态敏感器.结合星敏感器系统帧频以及探测信噪比阈值的要求,确定了合适的CMOS探测器件以及光学系统的通光孔径、焦距、工作光谱范围和中心波长等主要参数.分别基于球面和非球面,在ZEMAX平台上实现了具有良好像质的大孔径(F/1.198)、大视场(22.6°)、宽光谱范围(0.5～0.8 μm)的两种光学系统的结构设计,满足了对弥散斑、能量集中度、畸变等的特殊要求.     

基于公理设计和相容决策支持问题法的稳健优化设计方法

 针对多目标稳健优化问题,建立了多目标稳健优化的损失函数,利用灵敏度分析方法确定各设计变量对各设计目标的影响程度,确定主要的设计参数,便于调整和控制设计参数的公差.根据信息公理与损失函数的一致性关系,建立以最小化各目标的总损失函数为目标函数.并在相容决策支持问题法框架基础上,提出一种基于公理设计和相容决策支持问题法的多目标稳健优化设计模型.实例分析表明,提出的方法是可行的.     

基于双向渐进结构优化的叶片锻件预成形设计

为了实现体积成形的预成形优化设计,基于双向渐进结构(BESO)优化的思想,提出了一种针对体积成形预成形设计的新方法——拓扑优化法,并详细给出了该方法的优化策略、单元增删准则、插值处理等关键技术.利用自行开发的优化程序,结合DEFORM-2D有限元模拟软件,以理想充填模腔、最小飞边状态为目标,以静水压力的大小作为单元的增删准则,从毛坯的欠填充状态出发,对二维叶片锻件的预成形结构进行了优化设计.优化结果表明:该方法算法原理清晰明确,实现方便,整个过程集成化后,从模拟到优化均可实现自动进行,运行效率高,并具有较高的优化精度.     

基于三元金属催化剂制备碳纳米管/三维石墨烯复合材料及电容性能

通过均匀沉淀法合成Ni-Mg-Al三元金属氧化物（TMO）,再通过一步化学气相沉积法（CVD）以CH₄为碳源、Ar为保护性气体,在原位还原的Ni上生长碳纳米管（CNTs）,在Mg和Al的金属氧化物上生长石墨烯（GR）,利用水热法刻蚀掉TMO,制备CNTs/三维石墨烯（3DGR）复合材料。基于CNTs与GR两种组分生长动力学的差异,通过控制Ni、Mg和Al三种金属离子的摩尔比、生长温度、生长时间,调控和优化CNTs/3DGR复合材料的结构及电容性能。借助TEM、SEM、EDS、Raman和XRD对CNTs/3DGR复合材料的结构、形貌、组分进行表征。结果表明,CNTs与GR协同作用为CNTs/3DGR复合材料提供了更多电子运输通道,可大幅提高导电性能,实现电容性能的提升,CNTs/3DGR复合材料的比电容最高可达20 F/g。