基于约束非线性最小化法的时段单位线优化估计

时段单位线被广泛应用于模拟流域中的地面径流过程.用传统方法(如最小二乘法)推求时段单位线,容易产生锯齿状振荡,并且所得单位线径流深不等于10 mm.为克服此现象,应用数学规划中的约束非线性最小化法来优化单位线的推求过程.为比较该方法的应用效果,最小二乘法也被应用于本研究中.采用两个案例进行分析,结果显示采用约束非线性最小化法能够有效抑制时段单位线锯齿状现象的产生,单位线总量亦等于单位净雨量10 mm,用两种方法得到的地面径流计算值与观测值之间的吻合度是近似的.     

城市化背景下广东省综合单位线法的评估与修正

广东省综合单位线法作为一种在工程实践中得到广泛应用的单位线,由1983年前的雨洪资料分析综合得到,它反映了广东省城镇化之前的产汇流关系,但是目前针对其在城市化地区适用性评价与修正的研究较少。以广东省深圳市景田流域为例,基于景田水文站2011-2019年间的暴雨洪水记录资料,采用纳什效率系数、认同指数、相关系数等评价指标,对广东省综合单位线的适用性进行评价,通过Spearman秩相关系数法对重要参数进行敏感性分析,并基于拉丁超立方抽样法、约束最小二乘法等方法对广东省综合单位线法进行了修正。研究结果表明：景田流域自20世纪80年代后经历了快速的城市扩张,不透水下垫面所占比例已超过90%,广东省综合单位线法对该流域雨洪过程的刻画能力存在明显不足,提出的通过对重要参数进行率定以及对单位线进行修正两种方案都提高了模型的模拟效果。其中,针对小样本提出的基于网格搜索的交叉验证参数优化方法与约束最小二乘法的单位线修正方法,表现出良好的模拟性能,纳什效率系数、认同指数、相关系数等指标都有明显提高,较好地反映了景田流域的产汇流特性;相较于广东省综合单位线法的推荐单位线,经过修正的单位线表现出洪峰流量变大、...     

基于改进型非线性最小二乘法的作物模型隐含参数估计

为了使作物生长模型中的参数最优化,提出了一种改进型非线性最小二乘法在作物生长模型中隐含参数估计的应用技术,针对多目标项的情况提出了权矩阵的自动计算方法。通过良好的人机交互界面,使得该方法更精确、更有效、更方便。实验表明：用该方法对作物模型进行参数优化后,再对番茄生长的动态过程进行仿真,对模拟值和实测值进行比较,两者拟合程度很好。     

并联水泵单调速优化运行研究

利用最小二乘法对水泵性能曲线进行二次拟合,根据等扬程流量叠加原理建立了水泵并联运行曲线方程.对不同型号水泵配置的单调速泵站,通过建立的水泵并联调速运行方程和泵站的年供水规律,计算得到各供水指标下调速泵的调速比,可以实现完全通过改变水泵的特性来达到工况点改变的目的.     

基于逆向工程的方捆机打结器空间角度测量

打结器是方草捆打捆机的关键部件,设计的难度在于5个轴孔之间的角度测量,这是因为5个轴孔既不平行也不相交,用常规方法难以进行测量.本文用一种改进的参数化方法建立圆柱面的几何距离函数.然后用非线性最小二乘法在Imagewarel2中拟合圆柱二次曲面.把拟合好的圆柱面导入到UGNX3,进行三面空间角度的表达.     

基于最小二乘法的电容式电池均衡系统研究

课题组通过调研电池均衡技术,针对锂离子电池组内单体电池存在不一致性问题,确定以能量转移方式实现单体电池电压平衡的电容式主动均衡方案。通过系统功能及控制方案确定系统电路模型及数学模型,采用最小二乘法辨识系统数学模型并进行时域分析;在仿真软件系统中搭建均衡仿真模型分析能量转移载体电容储存的能量及电压随均衡时间的变化规律。仿真结果表明,该电池均衡技术提高了均衡系统输入信号的可靠性,通过均衡系统降低电池在生产和使用过程中产生的不一致性问题带来的影响,从而提高动力电池组的使用容量与寿命,为电动汽车电池均衡系统均衡方案选择及参数计算提供参考。     

喷油泵凸轮型线的拟合

在喷油泵样泵的凸轮测绘中 ,常常只能通过实测得到一张离散数据的凸轮升程表 ,而无法知道其凸轮型线。为此 ,本文讨论了如何运用最小二乘法原理 ,从原始数据出发来构造出一合适的喷油泵凸轮升程的近似表达式来拟合凸轮型线的方法     

基于最小二乘法的灌溉流量计算

基于流速在渠宽方向呈指数分布、水深方向呈对数分布的特点，根据流速实测资料，利用最小二乘法原理，建立了流速和流量公式，将各种影响因素概括在两个参数d．f中，从而使流量只与最大流速、渠道断面和水深有关。计算流量与试验水槽中标准三角堰实测流量吻合较好。     

基于最小二乘法的绳套型水位流量关系最优定线研究

汛期河道的水位流量关系通常呈绳套型,对其进行高精度的定线是洪水资源实施高效管理的基础。传统的定线方法效率低,误差大,因而本文使用最小二乘法为优化方法,对绳套型水位流量方程进行优化定线。首先,Saint-Venant方程中的迁移惯性项和局地惯性项被去掉以简化方程,附加比降被引入以使方程能够拟合绳套型曲线;然后,简化后的方程通过取对数、多项式展开和幂级数展开被线性化;最后应用最小二乘法估计线性化方程中的参数。对3个案例的应用结果表明,所获得的定线方程能有效拟合观测的水位流量曲线,对拟合结果的偏离符号检验、适线检验和偏离数值检验均符合水文资料整编规范中的定线精度要求,说明将最小二乘法应用于绳套型水位流量曲线的优化定线是有效的。     

最小二乘法在农机市场预测中的应用

在农机市场预测中，人们经常使用趋势预测方法。即通过对多年销售趋势线的模拟，计算下一年的预测值。在这样的计算中，一般多采用最小二乘法建立拟合趋势线，即将销售视为时间的函数，建立起相应的预测方程，使该方程的拟合线与实际数据线各对应点之间的偏差平方和最小，进而求得尽可能接近实际线的拟合值。     

柔性坐标测量机参数辨识方法

设计了一种六自由度关节式柔性坐标测量机,并对该测量机测量方程中的参数进行了辨识,提出了一种快速简易的单点锥窝标定方法。该方法基于单点锥窝提供的空间单点基准,利用非线性最小二乘中的高斯-牛顿法,求解测量机测量方程的参数值。实验结果表明,该方法能够有效提高测量机的整体精度,且操作简单、计算效率高。     

基于差分模型和最小二乘法的组合预测模型在实时洪水预报中的应用

洪水预报系统因其动态性、不确定性,加大了洪水预报的难度,一直以来许多水文工作者致力于洪水预报的研究工作。最优组合预测模型具有最大信息利用原则和最小均方误差原则的特点,因而被广泛地运用在预报上。在洪水预报中,递推最小二乘算法是对洪水预报模型的参数进行校正的一种实时洪水预报方法。本文分析了最优加权组合预测模型的基本原理,提出了差分模型和衰减记忆的最小二乘递推算法的组合预测模型,并将该模型应用到实时洪水预报中。实例应用表明,所建立的预测模型具有较高精度和较好稳定性的特点,为实时洪水预报提供了一种新的途径。     

基于NNARMAX模型的地下水位预报研究

区域地下水系统是一个受多种因素影响的复杂的非线性动态系统，应用遗忘因子的递归最小二乘（RLS）算法进行训练，采用通过减少网络节点间的连接权值，进而裁减冗余节点来选择适宜的网络拓扑结构，建立了非线性自回归滑动平均神经网络（NNARMAX）模型，地下水位预报结果表明：通过对网络结构的优化达到了自动确定非线性自回归模型阶数和影响因素的选择，能有效地表示区域地下水动态系统内部及其外部诸多影响因素间的不确定关系，是预测区域地下水动态变化较为有效的方法之一。     

基于农业机械替代作用的农业劳动力需求预测模型

农业机械对农业劳动力具有替代作用,在不考虑其他因素对劳动力影响的前提下,我国农业劳动力占总人口的比重与农业机械拥有量呈反相的线性相关关系。检验结果表明,用最小二乘回归法建立的劳动力预测模型是可靠的。     

基于混合像元分解的分蘖期水稻基本苗数量估测方法研究

基本苗数量是反映水稻健康水平的重要依据,在分蘖期精准估测水稻基本苗数量可以指导后期的施肥量,从而调控水稻的最佳分蘖数。同时,对水稻长势监测和产量预测具有非常重要的意义。针对传统田间人工统计基本苗数量耗时长、成本高等问题,以江苏大学附属农场镇江润果农场分蘖期水稻为研究对象,利用大疆无人机（M600 Pro型）搭载多光谱相机（Rededge-MX型）获取水稻分蘖期多光谱数据,对原始图像进行图像拼接、辐射校正、几何校正等预处理操作,根据像元纯度系数提取土壤端元和植被端元,建立波谱库,然后按照完全约束最小二乘法的方法执行混合像元分解,构建植被覆盖度和水稻基本苗数量的回归模型。该研究方法获得的模型决定系数R2为0.891,均方根误差RMSE为4.6株/m2。而传统的像元二分法模型（基于NDVI、VDVI和GNDVI植被指数计算植被覆盖度）,其决定系数R2为0.834、0.744、0.642,其RMSE为5.7、7.1、8.4株/m2。试验结果表明,基于完全约束最小二乘法的混合像元分解模型评价指标均优于像元二分法模型。本文基于混合像元分解方法有效提高了水稻基本苗统计精度,并且生成了水稻基本苗数量反演图,可以直观统计基本苗数量,为分蘖期水稻补苗、间苗提供指导。     

ATR-FTIR结合PLS法检测农药溶液含量

研究了ATR-FTIR光谱法在痕量农药溶液含量分析中的PLS模型及其建模过程。分别以毒死蜱和炔螨特农药为样本配制微量农药溶液,对ATR-FTIR光谱数据进行差谱、基线校正以及其他预处理方法进行优化后,根据主成分分析的结果选取最佳主成分数,以各预处理方法优化后的光谱数据建立PLS模型。实验结果表明:主成分数为1的减去一条趋势线方法为毒死蜱和炔螨特农药溶液PLS模型最优优化方法,两种农药的模型评价参数分别为R毒死蜱=0.994 3,RMSECV毒死蜱=0.199,RMSEP毒死蜱=0.057 4;R炔螨特=0.994 7,RMSECV炔螨特=0.52,RMSEP炔螨特=1.83。     

最小二乘法在水泵试验曲线拟合中的应用

根据目前国内外水泵测试软件中需要曲线拟合的要求,充分考虑了目前水泵试验软件曲线拟合的基础,我们将最小二乘法应用到水泵试验软件中.从软件中实现了流量-扬程曲线的拟合,流量一效率曲线的拟合,流量-功率曲线的拟合,以及流量-汽蚀余量曲线的拟合,并且拟合曲线的多项式方程的次方数和拟合精度可以手动或自动选择,有效避免了目前曲线拟合精度不高的问题.实际试验结果表明将最小二乘法应用在VB开发的水泵测试软件中,绘图准确,曲线美观大方,使用方便,符合国家相关标准的要求,保证了试验的测试精度.     

基于NNARMAX模型的地下水位预报研究

区域地下水系统是一个受多种因素影响的复杂的非线性动态系统 ,应用遗忘因子的递归最小二乘( RLS)算法进行训练 ,采用通过减少网络节点间的连接权值 ,进而裁减冗余节点来选择适宜的网络拓扑结构 ,建立了非线性自回归滑动平均神经网络 ( NNARMAX)模型 ,地下水位预报结果表明 :通过对网络结构的优化达到了自动确定非线性自回归模型阶数和影响因素的选择 ,能有效地表示区域地下水动态系统内部及其外部诸多影响因素间的不确定关系 ,是预测区域地下水动态变化较为有效的方法之一。     

基于近红外光谱的淀粉掺杂滑石粉检测方法研究

实验运用近红外光谱分析技术检测淀粉中掺杂滑石粉的含量;收集了国内常用的不同品牌不同种类的淀粉样本共32个,将滑石粉按不同浓度掺杂到淀粉中制备实验样本;选择最优的光谱预处理方法和光谱范围,运用近红外光谱分析中的偏最小二乘法(PLS)进行定量分析研究。结果表明,采用偏最小二乘法(PLS)所建的定量分析模型的相关性较高,预测相关系数和预测均方根误差均符合要求。研究发现,近红外光谱技术用于快速无损检测淀粉掺杂滑石粉是可行的。     

基于最小二乘法的早期作物行中心线检测方法

提出了一种基于最小二乘法的早期作物行中心线检测算法。利用G-R颜色特征因子分割作物与背景。根据作物与杂草的长度属性去除部分杂草噪声,应用垂直投影法动态检测作物行数,并提取作物行中点为特征点,获得特征点图像。利用特征点间的邻近关系对特征点进行分类,对归类后的特征点进行两次最小二乘法拟合,得到作物行中心线。对于有作物缺失的作物行,采用统计条形区域内特征点数量的方法判别检测结果的可信度。实验结果表明,算法能克服杂草和作物缺失的影响,实时地提取小麦、玉米和大豆作物行,平均每幅图像处理时间小于