粒子群优化加权灰色回归组合的卫星钟差预报

为了提高卫星钟差预报的精度和稳定度,提出了一种基于粒子群算法优化指数函数和线性函数逼近的加权灰色回归组合的自适应卫星钟差预报方法.该方法首先在建模之前考虑到卫星钟差钟跳频繁的现象,采用中位数法探测钟跳数据并将其剔除后,采用分段线性插值法将缺失的钟差数据补齐;然后考虑到卫星钟差存在系统噪声,采用三点平滑法对钟差数据进行平滑处理后,建立了以指数函数和线性函数逼近加权灰色回归组合的卫星钟差预报模型.针对模型中的精度递增因子难以确定的问题,采用粒子群优化算法对精度递增因子进行自适应寻优.最后,采用IGS服务器上发布的事后精密卫星钟差产品,并结合4种典型变化趋势的卫星钟差进行了6 h的预报试验.试验结果表明:该方法的预报性能明显优于其他几种常用模型,其6 h的平均预报精度(RMS)和稳定度(Range)相对于常用的二次多项式预报模型、灰色预报模型、修正指数曲线法预报模型和自回归滑动平均预报模型分别提高了79.10%、44.00%、80.70%、32.30%和63.10%、29.80%、77.60%、26.30%.     

电力变压器铁心饱和磁特性的测量

对电力变压器铁心材料磁特性的测量和模拟具有现实的意义.利用叠片铁心模型进行实验,更接近电力变压器运行的工况,采用WT3000功率分析仪测量数据,得到基本磁化曲线,特别是饱和后的数据,磁感应强度可达到2.058 T.本文对具体测量方案做了详细的介绍,测量结果对于计算饱和后的变压器损耗提供了有力的依据,对铁心材料的模拟提供了实验数据,对变压器过励磁的分析有很强的使用价值.     

计及铁芯动态磁化特性的单相变压器励磁涌流仿真

本文在分析变压器铁芯电磁特性及其动态磁化过程的基础上,运用不同函数分段拟合磁化回线和动态曲线压缩的方法,建立了计及铁芯饱和、磁滞、局部磁滞和原始剩磁影响的单相变压器励磁涌流仿真模型,开发了仿真计算程序,并对单相变压器空载合闸时的励磁涌流作了仿真计算。仿真结果表明:该模型全面准确地描述了变压器暂态过程中的真实状态,方便地解决了铁芯饱和后的磁化曲线易于拟合成负斜率的问题。同时运用该模型还仿真研究了影响变压器励磁涌流的各种因素,并对仿真所得涌流作了间断角和二次谐波含量分析,以便为电力变压器设计和继电保护装置可靠动作提供参考依据。     

球墨铸铁供水管线在地震作用下功能性实验分析

目的 通过对埋地球墨铸铁管线柔性接口抗拉静载实验研究,分析管线抗震功能性,建立管内水压与接口位移的数学模型.方法 对采用胶圈连接的柔性接口球墨铸铁管线,在不覆土的情况下,分别进行了两种管径、注水的静载拉拔试验.结果 通过试验研究可得出柔性接口管线内水压变化值与接口相对位移关系曲线,并分别对两种管径的六组水压-位移关系曲线取平均值,进行线性拟合和二次多项式拟合,建立数学模型.结论 将线性拟合和二次多项式拟合进行误差比较分析,二次多项式拟合误差较小,线性拟合误差虽较大,但也能控制在±30%范围内,对于精度要求不是很高的实际工程中建议使用线性拟合模型.     

气流式水平姿态传感器数据拟合技术的研究

为了提高气流式水平姿态传感器的环境性能,将数据插值拟合方法应用在该传感器的软件温度补偿中。采用拉格朗日插值和分段线性插值法,运用Matlab软件计算并比较2种算法,把算法应用在温度补偿中,计算出温度补偿完成后零位电压值。结果表明,高次插值的runge现象使得拉格朗日数据拟合精度降低;而分段线性插值法更能准确地反映环境温度与零位电压的变化,可以为温度补偿提供精确的参考值。采用分段线性插值进行温度补偿后,环境温度的影响几乎为零,零位电压稳定在2．0V／℃,同时分段线性插值运算量少。这两点有利于提高后续补偿的精度,降低传感器的响应时间,对气流式水平姿态传感器的实用化研究和批量生产有重要意义。     

考虑励磁和调速器系统的水电机群等值建模

对中小水电机群进行等值建模是对含水电的电网进行动态分析时的一种实用方法,励磁和调速器系统对等值模型的精度具有突出影响.提出了含励磁和调速系统的中小水电机群等值建模方法,该方法以传统的基于同调法的水电机群等值模型为基础,考虑励磁与调速器系统的等值,采用PLPF法得到励磁系统的等值参数,采用加权平均法得到原动机及调速器的等值参数.算例表明该方法在动态过程的误差较小,能够提高仿真精度.在此基础上,进一步分析了励磁和调速器系统对动态特性的影响.     

基于灰色神经网络与灰色关联度的中长期日负荷曲线预测

用电结构变化和经济发展会深刻影响中长期的日负荷特性.采用加权平均法确定归一化之后的预测年基准曲线,利用非常适于少数据、多因素预测问题并具有高度非线性拟合特性的灰色神经网络,对中长期日负荷曲线的日特征参数进行预测,其中考虑了经济发展、用电结构的影响;并利用粒子群算法对灰色神经网络的参数进行初始化,以提高网络的全局搜索性能.引入灰色绝对关联度描述曲线的相似特性,基于日负荷特征参数约束,通过所构建的非线性规划模型进行中长期日负荷曲线预测.选用江西电网2006-2015年各季度日负荷数据进行测试,结果表明本方法具有较高的预测精度.     

矩阵电导法测量蒸汽干度的电场模拟与误差

目前稠油开采工程普遍使用热采方法,将高温高压湿饱和蒸汽由注汽管道注入油井,通过其携带的热量与低温稠油进行热交换,提高稠油的流动性和渗透性以实现开采。湿饱和蒸汽干度是影响热采效率的重要参数,没有公认的测量方法,当前常用的方法是人工测量法,但此方法的测量结果存在严重的滞后性。为达到实时监测干度的目的,使用新型测量方法——矩阵电导法,在10 MPa、310℃的条件下,建立了用于测量外径为76 mm、内径为54 mm注汽管道内湿饱和蒸汽干度的26×26丝网模型;介绍了矩阵电导法的测量原理,并建立了干度算法模型;在Ansys Electronics软件中进行了电场模拟,分析了层间电场,结果表明适宜的层间距为2 mm。为提高精度,使用线性插值法处理边缘,对实际测量误差进行了预测。结果表明,一次线性插值后整体误差小于2.50%;二次线性插值后整体误差小于1.10%。     

非线性励磁特性曲线转换方法的研究及应用

提出了一种含铁芯元件由伏安特性获得盛磁特性的新方法,通过对测量的一组伏安特性数据进行平滑和线性化处理,逐步求出励磁特性曲线上各对应点,然后对其分段拟合,得到励磁特性表达式,本方法利用了ＧＲＡＦＴＯＯＬ软件进行数据和处理曲线拟合,与以往的方法相比,此方法具有精度高,处理方便等优点。     

基于ARIMA-LSTM的绝缘子状态数据挖掘方法

提出结合时间序列分析与深度学习组合模型的架空线绝缘子状态数据挖掘方法。首先,运用自回归综合滑动平均模型对绝缘子的关键状态量进行拟合,提取其中的线性特征;采用长短时记忆单元的反馈神经网络对模型的残差进行拟合,提取外部条件对设备的非线性作用,对时间序列模型进行修正,提升预测精度;最后,采用自适应的学习率调整方法,优化模型的收敛速度。以广州某杆塔上绝缘子的等值附盐密度数据为例,验证了该算法的可行性。     

广义延拓插值法在气压数据处理中的应用

根据一种新的逼近思想——广义延拓插值法，构造出气压数据逼近的广义延拓插值模型。并分别应用线性插值法、拟合法和广义延拓插值模型。并分别应用线性插值法、拟合法和广义延拓插值法对气象中的气压数据实行逼近计算，结果对比表明采用广义延拓逼近方法这种数学模型去处理气压函数，既可以在分片边界点上满足插值条件，并比线性插值光滑；又可以充分利用分片插值区域的周围结点(包括内点)的信息、现实分片最佳拟合，并且不会出现拟合法逼近中的台阶性突变。     

基于改进的Kriging法区域似大地水准面精化

利用常规的Kriging法进行GPS高程拟合时,由于模型误差和公共点误差的存在,其拟合内符合精度值并不为零。通过对已知点拟合残差进行改正得到一种改进的Kriging法来精化区域似大地水准面。通过实测数据对比改进的Kriging法与Kriging法的GPS高程拟合精度,结果表明：改进的Krig-ing法的拟合精度明显优于Kriging法,该方法能有效削弱模型误差和公共点误差引起的拟合残差。     

基于DSP信号处理的变栅距光栅位移测量系统设计

全面分析了变栅距光栅传感器和可调谐F-P滤波技术原理和特点,提出了用DSP技术和可调谐F-P滤波技术对波长信号进行解调,采用拉格朗日插值方法对光栅传感特性曲线进行拟合,提高了系统的测量精度。最后,给出了硬件原理图和程序流程图,并对该技术的特点指出了其优势和应用前景。     

一元和二元函数的数据建模方法及其在火电机组中的应用

研究了一元函数和二元函数的数据建模问题,给出了2种一元函数数据建模方法(基于给定间隔点横坐标的分段直线拟合方法和基于曲线拟合的分段直线拟合方法)及1种二元函数数据建模方法(分段直线拟合插值混合型建模方法),并将其应用于某600 MW超临界火电机组负荷特性的建模中。研究结果表明:这些方法在建模中是有效的; 2种一元函数数据建模方法均具有直线分段数可控、数据适用性广等优点。相比基于给定间隔点横坐标的分段直线拟合方法,基于曲线拟合的分段直线拟合方法具有算法简单、可自动确定分段节点等优点,相比已有的二元函数数据建模方法,分段直线拟合插值混合型建模方法具有灵活性高、通用性强、模型形式简单等优点。将给出的数据建模方法开发成软件,可以通过交互的方式十分方便地完成从历史数据到一元或二元函数模型的建模全过程。     

基于非均匀有理B样条的压电陶瓷非线性校正

针对压电陶瓷的非线性迟滞特性限制两级进给式大行程精密定位系统定位精度提高的问题,利用非均匀有理B样条(NURBS)快速插补算法对迟滞特性进行补偿.在通过MATLAB软件实现NURBS插补算法的过程中,将NURBS插补算法与线性插值算法进行仿真和比较.结果表明,NURBS插补算法的误差明显小于线性插值算法的误差,验证了利用NURBS插补算法解决压电陶瓷非线性的正确性、可行性和实用性,解决了压电陶瓷非线性迟滞特性曲线模型建立的问题,且在精密工作台满足速度要求的前提下可实现更高的定位精度.     

光滑点插值法应用于流固耦合的比较研究

针对传统有限元法（FEM）固体模型刚度过硬导致低阶单元求解精度较低的问题,采用光滑点插值方法（S-PIM）. S-PIM得益于梯度光滑技术能软化固体模型刚度,基于容易剖分的线性背景网格能改善固体求解精度. 采用不同的光滑域构建方式可以得到不同的固体求解器,从而在不同程度上提高计算精度. 本研究以浸没光滑点插值法（IS-PIM）为基础,在流固耦合（FSI）模型中采用较成熟的半隐式特征分离法（CBS）作为流体求解器,分别采用有限元法、边基光滑点插值方法（ES-PIM）以及点基局部光滑点插值方法（NPS-PIM）作为固体求解器,比较不同固体求解器条件下的计算精度和效率. 结果表明,与边基光滑点插值方法和有限元法相比,在流固耦合模型中采用点基局部光滑点插值法可以得到更准确的固体模型刚度,也更有利于计算精度和计算效率的提高.     

基于神经网络的NURBS曲线插补改进研究

本文介绍了NURBS曲线的插补特点,针对复杂曲线在NURBS曲线插补中求导误差大、计算复杂等问题,应用BP神经网络进行NURBS曲线插补方法的优化。然后通过实例验证,表明了使用该方法可以满足所要求的插补精度,而且由于插补前先进行了参数u的预估,插补速率得以提高。     

基于Levenberg-Marquardt算法的碳化硅MOSFET建模研究

为了更快速准确地对碳化硅MOSFET功率器件进行开关行为预测与分析,需要建立其静态和动态行为模型. 静态模型包括不同温度下的转移特性曲线和输出特性曲线,以及寄生非线性电容曲线等. 提出了一种基于EKV公式改进的曲线拟合公式和一种新的非线性电容拟合公式,利用Levenberg-Marquardt算法进行参数拟合,建模速度快,模型误差小. 动态模型在考虑封装寄生电感和寄生非线性电容等非理想条件下,分别建立器件导通和关断过程每一个阶段的栅源极电压、漏源极电压、肖特基二极管电压、栅极电流和漏极电流的电路微分方程组,再以每一个阶段结束时的状态变量作为下一个阶段的初始条件. 采用4阶龙格库塔法求解上述微分方程组的数值解,并与LTspice仿真波形进行对比分析. 结果表明,上述建模方法能较好地描述器件的动态行为特性.     

高温圆管轴对称导波频散特性的谱方法

针对传统寻根法分析圆管导波频散特性效率偏低以及高温环境对频散特性影响的问题,基于Navier位移运动方程及材料参数的温度依赖关系,推导并建立考虑高温影响的圆管轴对称导波的频散特性方程组;运用谱方法快速高效地分析和获取导波频散特性,同时设计相应的算法流程及图形化分析程序;基于谱方法和寻根法开展常温及高温2种工况下的数值算例仿真与分析,并提出一种更易分析的“频散强度”模型.算例结果表明：2种分析方法获取的频散特性完全吻合,而谱方法分析时间明显小于传统寻根法.本研究可为高温圆管轴对称导波检测参数的优化选择及后续信号分析提供理论支持.     

多源数据跨国人口迁移预测

针对跨国人口迁移预测所面临的数据代表性问题,利用多源数据分别构建3个预测模型：线性拟合模型、乘法分量模型和带有时间序列预测（WTSP）的线性拟合模型. 线性拟合模型用于刻画1年内的移民规律;乘法分量模型利用时间序列预测算法对未来迁移模式进行预测;WTSP线性拟合模型利用迁移模式的变化预测跨国人口迁移数量的未来趋势. 对比3个模型的预测结果可知,WTSP线性拟合模型可以有效预测未来的移民规律,相比经典线性拟合模型,WTSP线性拟合模型能体现迁移模式随时间变化的规律,预测准确率可至少提升3%;相比乘法分量模型,WTSP线性拟合模型能呈现更完整的迁移模式,有更强的可解释性.