基于HALLEN方程法的半波天线的参数计算

在现代电磁工程中,对于边界不复杂的问题,可用解析法得到精准解,但较复杂的边值问题用解析法不能得到解答,需要数值法。在此导出HALLEN方程法,用MATLAB软件实现,它能够非常接近解析值,说明其正确性。矩量法是求解电磁场边界值问题中一种行之有效的数值方法 ,利用矩量法将HALLEN法的积分方程化为差分方程,将积分方程中积分化为有限求和,从而建立代数方程组,用MATLAB编程进行数值计算和仿真。最后得出结论 ,矩量法分析能够接近其解析解,说明其正确性。     

岸站式河湖水质远程监控柜设计与开发

随着我国工业化进程的加速,河湖水体污染现象日益加剧,已经严重威胁到我国的经济和社会发展。鉴于目前河湖水质监测手段落后和水质评价困难的现状,本文设计了岸站式河湖水质远程监控柜。该监控柜主要安放于河湖岸边,利用水质传感器实时采集河湖的水质信息参数,连同监控柜的状态信息等通过无线网络上传至上位机监控平台,对采集到的水质信息进行分析处理,实现了对河湖水质状况的有效监测,且兼具门禁指纹认证、枯水检测等功能。同时,为了对河湖水质状况做出及时、客观的评价和分级,结合改进层次分析法与熵权法的特点,提出一种水质参数权重确定算法。该算法既兼顾了决策者的偏好,同时又尽量减小了赋权的主观随意性,促使主观与客观评价相统一,且计算较简便、可操作性好。将上述算法嵌入到监控柜上位监控系统中,在唐山青龙河水域进行了系统测试,测试结果表明该监控柜系统运行正常,可以实时获取青龙河的水质信息参数,对河湖水质状况做出及时、客观的评价和分级,实现对河湖水质的综合分析与管理,进而为河湖水环境保护提供一种有效地辅助决策平台。     

基于聚类、空间分集和轨迹连续的实时定位算法

针对多样本消除接收信号强度其时域浮动易造成定位的更新率下降和实时性降低的问题,首先在定位阶段利用空间分集技术,建立相邻位置信号强度的矢量队列来计算当前位置的强度;然后利用轨迹的连续性质,消除时域浮动产生的定位误差,同时通过对指纹数据库进行聚类,在对目标定位时只需在较小的聚类集合中进行少量计算,无需遍历整个数据库,且计算量不随指纹数据库的增大而增加,极大地降低了计算量;最后进行了实验仿真,结果表明该算法能有效减小运算量和定位误差。     

电动汽车参与经济调度的多目标模型

电动汽车通过V2G技术可以作为电网负荷侧的备用容量,由此提出了一个多目标优化模型,将电动汽车车主成本和经济调度成本作为其目标函数,并让电动汽车通过有序充放电来作为经济调度时的备用容量.在满足各种约束条件下,采用多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解.电动汽车的负荷特性、负荷波动、真实风能输出和机组停运状态均采用蒙特卡洛算法得到,并以一小时为时间间隔来进行仿真.由模型的求解结果可知,通过选择合适的pareto解集中的值,可以节省车主成本和经济调度的成本,并且可以实现对负荷削峰填谷的功能.     

特征主成分算法再探

对作者之前设计的求语言特征主成分的“距离法”做了深度解析,指出了“距离法”在应用过程中,切分成两个集合的“断点”会影响计算结果的精度。借助聚类分析的思想重新设计了语言特征主成分算法——“聚类法”来弥补“距离法”的缺陷。最后指出两个方法的缺陷可以相互弥补,在实际应用中应结合使用。     

基于多传感器控制法的循迹机器人的设计

介绍了机器人的循迹场地及安装,讨论了一般的循迹方法,即双灰度传感器骑线法和三灰度传感器压线法,这两种控制法虽然简单易行,但是在带有拐弯和直角比较多的情况下,则会出现很多问题,甚至不能正常循迹。采用了多灰度传感器控制法进行循迹。经实验证明机器人能很好地沿循迹路线行走,并且效果很好。     

基于环境激励的桥梁振动模态识别算法研究

在桥梁建造和维护过程中,需要对桥梁的振动模态进行在线、实时的分析,急需一种不需要人工激励进行快速模态分析的算法。通过研究自然激励技术NExT( Natural Excitation Technique)与自回归滑动平均模型ARMA( Auto￣Regressive and Moving Average Model),在常规的自然环境模态分析算法的基础上构造出一种快速求解NExT￣ARMA模型的算法进行桥梁模态识别。相比于传统的环境激励模态参数计算方法,该算法不但降低了传统算法的复杂度,而且采用了反馈的方式提高了计算精度。采用ANSYS建立有限元模型并搭建简易实验系统分别对该算法进行仿真验证和实验验证,验证结果表明,该算法能够有效地在自然激励下提取出桥梁结构的各阶模态,其中对前三阶固有频率的识别相对误差降到1％左右。     

21世纪初中国农作物与自然植被物候时空差异

利用离散小波方法对2001~2012年MODIS EVI时序数据进行平滑,基于动态阈值法提取我国植被物候信息,探讨农作物和自然植被物候的时空变化特征。结果表明:(1)我国第一季农作物开始、峰值和结束日期主要以华北平原为中心随海拔的上升而推迟,而自然植被物候更早20d左右,且随海拔的上升先推迟后提前;(2)物候在时序上有显著变化的第一季区域,43.98%开始日期、52.83%峰值日期呈现提前趋势,多在开始晚、结束早的西南区及东北与内蒙古交界处,其余区域开始、峰值日期及81.80%结束日期呈推迟趋势,发生在开始早、结束晚的黄土高原及双季农作区;农作物物候推迟幅度小于自然植被。     

全相位与Geiger算法的岩石声发射源定位方法

Geiger定位算法在岩石定位分析中得到广泛应用,但是对初始值要求非常严格,若初始值选择不当,则很难进入收敛范围。为了提高定位精度,减少迭代次数,针对这些问题,提出全相位与Geiger算法的岩石声发射源定位方法。首先进行花岗岩（50 mm×100 mm×50 mm）断铅实验,接着充分利用全相位FFT相位不变性的优势分析断铅信号,通过相位差法求出时延同时反演声发射源求出Geiger迭代初始值,最后综合最小二乘法与Geiger算法,迭代求出最优解。实验仿真结果显示此算法的平均误差相比美国PCI-2型声发射仪器定位结果降低了约5 mm,有效解决了Geiger初始值选取的问题,能够迅速进入收敛范围,提高了收敛速度和定位精度。     

基于OpenMP的共轭梯度法并行加速

共轭梯度法是为求解线性方程组而独立提出的一种常用的数值计算方法,被广泛地应用于天气动力、物理海洋等数值计算中,其复杂的矩阵计算产生巨大工作量,成为业务化应用过程中的计算瓶颈。利用OpenMP共享并行技术,将大量计算并行化,实现基于OpenMP的共轭梯度法并行加速,为共轭梯度法的广泛应用提供了新的计算解决方案。