基于约束非线性最小化法的时段单

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10mm。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10mm,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、...     

地面径流计算误差对单位线推求的

用分析法推求时段单位线的过程中,地面径流的误差会被传播,并被累积,结果会对单位线的形状产生较大的负面影响。通过对地面径流误差传播规律的研究,找到了一种能有效改善地面径流的误差传播对单位线推求的影响的方法,即当相邻时段净雨的比大于1时,用逆时序法来推求单位线;当比值小于1时,则采用顺时序法来推求单位线。应用结果表明,该方法能有效地防止地面径流计算误差在单位线推求中被放大,从而获得更为合理的单位线。     

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。     

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。     

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。     

汽车悬架参数优化的最优控制方法

以主动悬架系统模型为研究对象,应用最优控制理论进行了线性二次型最优控制器设计,并得到了最优控制力.把一个刚度-阻尼系统并联于被动悬架系统,根据变参数后的悬架系统产生的力接近最优控制力,利用最小二乘法求得刚度-阻尼系统参数,从而使得被动悬架参数得以优化.与传统优化方法比较表明,以最优控制理论和最小二乘法相结合的悬架参数优化方法快捷有效,能较大改善悬架系统的动态性能.     

经验单位线分析方法的改进

应用谢尔曼经验单位线推求地面净雨汇流过程，在设计洪水和水文预报中是常用的方法。但经常会遇到在分解地面时段径流时出现正负交替的情况，以致无法进行下去。通过分析分解时段径流误差因素，提出在一定的条件下，为减少误差，可以采用逆顺序例推经验单位线的方法。     

单位线方法在沿渡河流域的应用研

单位线方法在水文计算及洪水预报中得到了广泛的应用，至今仍然是汇流计算的重要工具。以沿渡河流域为研究背景，分别采用分析法及矩法推求了该流域的时段单位线，并分别用这两种单位线模拟了该流域的同次洪水过程，模拟结果表明分析法得到的单位线更加适合该流域的洪水计算。最后，在详细分析两种方法误差来源的基础上，提出了相应的改进措施。     

基于约束满足问题的产品配置方法

提出了一种基于约束满足问题(constraint satisfaction problem,简称CSP)的产品配置方法,论证了基于CSP的产品配置方法能够很好地表示产品配置问题,同时具有良好的适应性和通用性。以某型叉车门架管路系统为例进行了基于CSP的仿真配置并分析了配置的过程,根据配置结果,基于CSP的产品配置方法能够实现准确、有效的产品配置。     

基于声学方法的喷嘴流量估计

为了研究喷嘴喷雾状态时的声音与流量之间的关系,利用声音信号采集系统收集喷嘴喷雾时的声音,对收集到的声音信号进行快速傅里叶变换(FFT),计算功率谱密度(PSD)及带内功率,进行流量与声学信号之间的相关性分析。结果表明:喷嘴位于圆盘阵列圆心正前方6cm位置时所得声音数据噪声最小,确定为最佳位置。最后,通过曲线拟合工具箱,建立了归一化带内功率能量与喷嘴流量拟合曲线,其误差平方和SSE为0.865,拟合标准差RMSE为0.93,表明了基于声学信号准确估计喷嘴流速的可行性。     

基于多模型迭代的车辆状态融合估计方法

为了提高车辆行驶状态估计的可靠性,提出一种基于多模型观测器误差补偿与迭代的车辆状态融合估计方法。基于三自由度车辆动力学模型设计了车辆状态强跟踪滤波估计算法;同时,根据四轮轮速耦合关系,考虑到数据扰动和病态矩阵的影响,设计了车辆状态的岭估计算法。为进一步提高估计系统的可靠性,提出了动力学模型观测器与运动学模型观测器补偿与迭代的估计方式,设计了模糊控制器,根据实时的质心侧偏角和滑移率的伪量测值,判断强跟踪滤波器和岭估计器估计结果所占权重,利用闭环估计系统的迭代与融合提高估计性能。仿真和道路实验结果表明,所提出的车辆状态融合估计方法能够兼顾强跟踪滤波算法与岭估计算法的优势,根据车辆纵向滑移和质心侧偏角动态调节强跟踪估计与岭估计结果的权重系数,从而在保证估计精度的同时提高了估计系统的多工况适应能力。     

基于三维点云的叶面积估算方法

为实现低成本无损精确测定叶片面积,基于运动恢复结构算法获取点云,提出了一种融合叶片点云分割、表面重建及叶片面积无损估测等过程的植物叶片面积提取方法。首先,基于运动结构恢复算法,以智能手机获取的可见光图像重建植物的三维点云;其次,为了还原叶片表面形状,基于HSV颜色空间,使用阈值分割法去除叶片点云的噪点;使用K-means聚类算法对点云的三维坐标矩阵进行分类,实现单片叶片点云的分割;基于滚球算法重建叶片的表面网格模型;最后,通过计算网格面积求得叶片面积。与常规叶面积测定方法进行了对比,本文方法的计算结果与扫描叶片法测定值相比平均误差为1.21cm2,误差占叶片面积的平均百分比为4.67%;与叶形纸称量法测定值相比平均误差为1.41cm2,误差占叶片面积的平均百分比为6.05%。结果表明,本文方法成本低、精确度高,可满足植物叶片面积无损精确测定的需求。     

基于融合深度信息的自动喷雾车全局非线性轨迹优化方法

针对传统的基于深度信息的喷雾车轨迹优化方法存在定位精度差、浮点漂移、深度信息帧易丢失等问题,提出了一种融合深度信息的全局非线性轨迹优化方法。在喷雾车前进过程中使用Real Sense传感器实时获取连续彩色信息帧,提取并优化重叠区域的FAST特征点,计算BRIEF描述子,通过快速最近邻算法进行特征匹配,并使用Nanoflann算法加速特征匹配过程。在获取连续关键帧的匹配点对后,对特征点对进行校验,剔除误匹配点对,利用对极几何融合深度信息计算两相邻关键帧部分匹配点对的本质矩阵,并针对剩余匹配点对进行重投影获取重投影误差。统筹全局连续关键帧,综合所有关键帧中匹配点的重投影误差,构建图优化,并通过Dogleg算法多次迭代获取当前喷雾车的精确位姿。该方法避免了单一依赖深度信息估计喷雾车轨迹时,出现位姿估计误差较大和深度信息帧丢失导致无法定位的问题。采用本文算法估计的喷雾车行驶轨迹更加接近于真实轨迹,其偏离真实轨迹误差均值下降了1. 07 cm,方差下降了2. 14 cm,超调量降低了2. 13 cm,提高了车行驶轨迹的鲁棒性。     

基于图像处理方法的根系分形维数估计

应用图像处理方法,给出了根系分形维数估计的网格计数法,得到了相应的算法,即先用数字图像采集设备取得根系的图像,再用网格计数法对处理后的图像进行计盒维数估计,并用Java语言进行实现,为根系研究提供了一种新的思路和手段。在此基础之上,计算了黑麦草(LoliumperenneL.)根系的分形维数,与实测数据基本吻合。此方法不仅解决了对根系研究直接测量难度大、工作量大的问题,而且可用于多种植物根系的分形维数计算。     

基于计算机视觉的苹果生长姿态估算多方法融合

为了避免机械手在采摘过程中因缺少苹果生长姿态信息造成对苹果和枝干的损伤,提出了一种苹果生长姿态估算方法.利用纹理和颜色特征两步法实现背景分离后,采用链码跟踪法获得轮廓;阐述了二阶中心矩法、最短距离法、斜率方差法和三点一线法4种苹果姿态识别方法,并比较了4种方法的识别率.为了提高姿态的识别率,综合4种方法进行决策融合,识...