基于Volterra模型参数的高精度求解及模型的改进

在面对实际问题时,我们必须高精度地估计模型中的大批参数以及建立高精度的数学模型,才能更好的解决实际问题中遇到的问题。本文针对Volterra生态系统的模型,给出了如何高精度求解参数的方法,并且在误差存在的情况下对模型进行了改进和分析。本文通过观测数据来建立高精度模型的研究对生态系统的研究有一定的参考价值。     

基于VMD的瓦斯信号自适应压缩感知算法

将压缩感知算法和变分模态分解相结合,应用于煤矿瓦斯数据的处理。考虑到现有的压缩感知算法在对瓦斯处理的过程中存在着重构精度低,重构过程复杂和需要较多的样本观测值等问题,因此提出一种基于VMD和自适应观测矩阵的压缩感知算法,有效解决了以较少的样本观测值数据实现信号高精度重构的问题,同时自适应地选择观测矩阵,避免了对稀疏信号的同类化投影选择。首先将瓦斯信号经过VMD进行分离,得到一系列瓦斯信号的本征模态函数分量,通过设定阈值保留有效信息,使得信号更加稀疏化;其次通过自适应地观测矩阵对稀疏信号进行投影变换,从而降低观测矩阵和稀疏字典的不相关性。实验以煤矿瓦斯数据为研究对象,将瓦斯数据经过VMD分解进行稀疏化处理和使用构造的自适应观测矩阵进行投影选择,MATLAB仿真实验证明,文中的算法有更高的信噪比和更好的重构质量。     

有色噪声条件下野值的辨识与处理

在动态测量数据处理过程中,为了解决有色噪声条件下野值的辨识与处理问题,采用了将有色观测噪声的模型进行级数展开并求解模型方差的方法,该方差的确定修正了正交模型参数变化判别法满足的条件,并在此基础上构造出野值辨识函数以及合理的剔除法。仿真计算表明:该函数能有效地辨识出野值,降低误判率,提高数据处理的精度。在动态测量数据处理中具有一定的理论价值。     

计算机仿真中确定数学模型的高精度参数

以L-V模型为例,对模型高精度参数的确定方法进行了研究.在考虑观测误差和不考虑观测误差的两种情况下,综合优化规则、运算精度、运算时间,以及仿真机器的性能等各方面因素,设计出高精度参数确定的方法.该方法具有计算速度快、参数精度高等优点,可以推广应用到其他模型中.     

相位差变化率定位法中缺失值精确填补研究

采用目标信号相位差和载频为观测量,利用相位差变化率定位算法对目标进行定位时,由于条件限制和外界干扰,侦察系统会丢失某些观测数据,导致定位精度迅速下降。为此,提出利用最小二乘多项式曲线拟合法填补观测数据的缺失值,再进行定位解算。该方法不仅具有较精确的填补能力,而且不受缺失值分布情况的限制,保证了测量值的完整性和准确性,实现了相位差变化率定位法的快速高精度定位。仿真结果表明,该方法在5 s内的相对定位误差为2.14％。     

GPS变形监测的似单差算法与粗差识别

根据高精度GPS变形监测的特点,建立了单历元解算变形量的似单差模型及其算法.该模型避免了周跳的探测与修复,可适用于动态、静态两种监测模式及同步观测卫星少于4颗的情况.在分析似单差模型的基础上,提出了识别载波相位观测值中小于半周的粗差的方法.利用试验数据对似单差模型的正确性及粗差识别方法的有效性进行了检验.     

Volterra模型参数灰色辨识的变步长Simpson数值积分法

针对观测数据的非等间隔性及波动性严重影响参数辨识精度问题,基于拉格朗日插值公式,推导出了变步长Simpson数值积分公式,并结合灰色系统理论,提出了一种模型参数灰色辨识的改进方法.用此方法对Volterra模型中的参数进行了辨识仿真,与以往的曲线拟合方法进行了对比分析,并简要分析了模型的初值问题.计算研究表明,基于变步长Simpson数值积分公式的灰色辨识方法在处理非等时间间隔以及数据波动性较大的参数辨识问题时稳定性较好,可满足高精度辨识模型参数的要求.     

机场道面使用性能的动态自回归预测模型

针对我国机场道面性能观测时间短,观测数据少,使用现有模型预测精度低,不能根据观测值动态更新预测模型等现状,提出了将卡尔曼滤波应用于时间序列预测的方法,建立了动态自回归预测模型,进行机场道面使用性能的预估.选取我国华东某机场的实测道面状况指数为基础数据,进行时间序列建模,应用卡尔曼滤波算法实现时间序列模型参数的实时更新,分析模型的预测效果.时间序列数据较少时,难以建立高精度的自回归模型,通过卡尔曼滤波处理建立的动态自回归预测模型精度明显提高.     

GPS差分模型中观测值相关性的探讨

ＧＰＳ高精度定位中广泛采用的是各阶相位差分观测值，由于差分观测值之间的相关性，导致数据处理的困难．针对数学相关和物理相关的特性，本文对这一问题进行了初步探讨．     

基于多模型SVR的抗野值Kalman滤波器

为了抑制观测数据中野值对Kalman滤波的不利影响,本文首先基于支持向量机(SVM)和多模型理论,建立了Kalman滤波新息过程的多模型支持向量回归(SVR)预测模型,然后给出了结合该预测模型的Kalman滤波的修正算法。仿真结果表明,该Kalman滤波算法不仅有效地剔除了观测数据的野值,提高了滤波器的稳定性和精度,而且算法比较简单。     

配电网故障暂态信号的逼近处理方法

针对一些需尽快计算故障后稳态电流电压值的应用情况,如配网配变支路保护、用户侧保护等,短时间内处理电流电压故障暂态信号成为了一个必须面对的问题。现有电网故障信号处理方法通常受限于采样数据长度和待求参数数量,存在处理电流电压故障暂态信号时间较长和难求取的问题。利用配网故障暂态电压电流的特点,由稳态工频分量和直流衰减分量组合建模近似表征配网故障暂态电压电流,采用粒子群高斯牛顿混合算法对此模型的各参数进行辨识,实现暂态参数的求取。仿真分析和工程应用表明,该方法可缩减待求参数个数,利用较短的采样数据对故障暂态电压电流信号参数进行求取,且具有较高鲁棒性。     

隔壁精馏塔的设计、模拟与优化

针对隔壁精馏塔节能工艺,提供了一套完整的设计优化方法.首先基于Fenske-Underwood-GillilandKirkbride方程建立了完整的简捷设计方法,得到了隔壁精馏塔塔实际理论板数、适宜的进料位置、侧线采出位置及回流比等参数.然后在简捷计算的基础之上,选用Multifrac模型对隔壁塔进行了严格计算模拟,同时利用Aspen Plus进行单因素优化分析得到最优设计参数.最后利用响应面优化法(RSM)中的箱线图设计(BBD)方法对隔壁精馏塔设计参数进行了实验设计,在验证模型有效的基础上运用Design-Expert软件进行数据处理,预测出了最优设计参数,并将预测值进行实验验证,将验证结果与单因素优化结果进行对比,结果表明响应面优化法得到的最优设计参数使隔壁塔的能耗较低、纯度较高.     

NEAR(p)模型的参数估计

分别用条件最小二乘、 加权条件最小二乘和最大拟似然方法估计了平稳的NEAR(p)模型的参数. 并讨论了这些估计量的渐近性质. 通过数值模拟发现, 当参数真值较小时, 最大拟似然方法的估计效果较好; 当参数真值较大时, 加权条件最小二乘方法的估计效果较好.     

水-气二相流本构模型参数的反演识别

在地下水多相流问题的模拟研究中,需要确定各相流体的本构模型参数.为此,首先通过非稳定水-气二相流试验获取砂土中水-气二相流动过程的试验数据,然后建立考虑水相、气相流动及相互溶混的水-气二相流数学模型,采用Marquart-Levenberg最优化算法建立水-气二相流本构关系模型参数反演模型,结合非稳定水-气二相流的试验数据,对水-气二相流本构关系模型（VG和VGM）参数进行了反演识别,得到了与试验中土样相关的水-气二相流本构关系模型参数的最优估计值.将所得到的水-气二相流本构关系模型参数的最优估计值代入到水-气二相流数值模拟模型中,对该非稳定水-气二相流试验过程进行模拟,将对应的模拟值与试验过程的观测值进行对比分析,二者吻合较好,证明了最优参数估计值的准确性和参数反演识别模型的有效性.该研究成果可以为确定多相流系统中与各相流体（包括水相、气相和非水相流体（NAPL））有关的本构关系提供帮助和技术支持.     

一种裂隙岩体力学参数的评价方法及应用

针对裂隙岩体的力学参数选取问题，提出了一种两阶段评价方法.通过裂隙岩体力学参数的三维空间分布情况，评价其各向同性与各向异性状态，对两类情况采用不同的计算模型处理；采用Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验法对力学参数的概率分布模型进行假设检验，对检验合格的试验数据分布进行置信区间选取，在给定的置信区间内获取计算参数.在某地下硐室工程中运用该方法进行了开挖模拟计算，计算位移与实测位移吻合较好.     

城市生活垃圾堆肥过程动力学模型研究

基于堆肥反应动力学理论,以反应过程中涉及的关键控制因子温度、含水率、氧气含量作为研究对象,建立了城市生活垃圾堆肥过程动力学模型．同时结合实验研究,发现堆料含水率、耗氧量、底物降解速率的实验结果能较好的与模型模拟预测结果相吻合;温度变化的实验值在反应过程的中间部分出入较大,而前面部分跟后面部分与模拟量也能基本相同．     

基于主成分分析的磨矿旋流器机理模型

针对我国以螺旋分级机为1段分级设备的两级磨矿流程，进行了磨矿过程旋流器机理模型的研究.首先，分析了磨矿过程，并结合主成分分析方法确定对系统运行起主要作用的变量用于建模.然后，建立磨矿旋流器机理模型，采用规则推理确定模型参数.最后，应用某选矿厂磨矿分级生产数据设计并进行仿真实验.结果表明，该模型对旋流器溢流粒度分布的仿真与实测结果的动态特性相符.解决了磨矿旋流器运行过程模拟问题，为磨矿分级优化控制研究提供了合适的动态模型.     

IGBT数值模型建立及在三电平逆变电路的应用

采用PSpice仿真分析N沟道IGBT数值模型,该数值模型体现了MOSFET和双极型PNP晶体管特征。目前的许多仿真工具都很复杂,而且不能反映工作温度变化对器件参数的影响。本文参照测量和数据手册参数,提出了一种新颖、简捷的IGBT建模方法。根据FGW50N60HD型IGBT参数,建立该型号IGBT模型,并在三电平逆变电路中验证。该模型在外部温度环境变化时,容易修改模型的内部参数。仿真与实验结果证明了在不同温度条件下该模型的正确性。     

合成碳酸二甲酯反应精馏过程的模拟与优化

以实际工业生产装置为研究对象,研究了酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟与优化问题？建立了过程非平衡级模型,引入了分离效率函数,求解、模拟结果与文献值吻合良好、成功地解决了复杂反应精馏过程数学模型的建立与求解问题,并在此基础上优化计算了操作条件,同时用VB语言开发了完整实用的仿真软件？软件可用于碳酸二甲酯反应精馏塔的工艺设计、操作过程分析和参数调优等工作。     

冷连轧轧制力仿真模型的可信度评估

根据仿真模型的校核、验证及验收理论和主要技术,结合冷连轧轧制过程的特点,对轧制力仿真模型的校核、验证和验收过程进行了简化.提出了适合轧制力仿真模型的可信度评估方法:不等式系数法与灵敏度分析法相结合的方法,即首先定义了仿真模型的TIC值,并用现场采集的轧制数据计算轧制力模型的TIC值,依据TIC值判断轧制力模型是否适合于当前的轧制条件,据此定性分析仿真模型的适用性;然后用灵敏度分析法定量分析仿真模型输入参数集对输出的敏感性,两种方法相辅相成,就能准确地验证轧制力模型的有效性.仿真实例与冷连轧生产线所采用的轧制力模型的实际情况相吻合.