一种基于粒子群优化的粒子滤波改进算法

粒子群优化粒子滤波算法能有效改善粒子退化问题,但其适应度函数受量测噪声方差影响较大,限制了滤波精度的提高.为此,提出了一种基于粒子群优化的粒子滤波改进算法.该算法给出一种新的适应度函数,用当前状态估计值与各粒子状态的差值大小作为评价标准,使得最终优化粒子受噪声方差影响减小,在量测模型精度高的场合中提高了滤波精度.理论分析及仿真结果表明,本文所提算法的滤波性能优于标准粒子滤波与粒子群优化粒子滤波算法.     

PIV试验中示踪粒子添加方式的优化

示踪粒子的添加是应用PIV技术对流场进行测试时必不可少的环节。L型管加注粒子是常见的方法,但在高压工况下存在示踪粒子分布不均的问题。基于数值计算和试验相结合的方式,对多工况下L管加注粒子时粒子分布规律进行研究,得到减小主管流量和增大加注压差有益于粒子均匀分布;并对L管结构进行了优化设计,通过缩短示踪粒子与主流场的交汇距离,使示踪粒子在高压工况下分布更加均匀,满足PIV测试要求,并通过试验验证。且在流场交汇处湍流强度峰值由13.4%下降至8%。本研究为用PIV测试流场提供理论依据和技术指导。     

万有引力优化的粒子滤波算法

针对经典粒子滤波中存在的粒子易退化、易丧失多样性以及滤波精度严重依赖于粒子数量的问题,提出一种万有引力优化的粒子滤波算法．通过万有引力算法优化粒子滤波中的粒子集来提高滤波精度．首先将每个粒子看做质量大小正比于粒子权值的点,粒子间的引力吸引着粒子向高似然区域移动,从而优化粒子集．然后利用精英粒子策略加快万有引力优化算法中粒子收敛速度,并避免粒子陷入局部最优; 引入感知模型防止过度收敛导致的粒子拥挤或重叠．仿真实验表明,该算法在粒子数较少的情况下与经典粒子滤波算法和粒子群优化粒子滤波算法相比,保持了更好的粒子滤波精度和速度．     

三维电极体系中填充粒子的工作机理

为探究三维电极在实际应用中的影响因素,构建了电解槽的模型装置.实验采用自制的有机玻璃电解槽,阳极板选用Ti/RuO2 IrO2,阴极板选用1Gr18Ni9Ti.用一对钛平板电极作为模拟粒子,通过改变主极板电压和粒子间距来测量粒子电流、虚拟槽电压和主极板电流,研究粒子电流的影响因素.实验结果表明,主极板电压和模拟粒子间距是影响粒子电流的主要因素,在电压一定的情况下,模拟粒子电化学反应产物的增加以及主极板电化学产物的增加产生了一个综合效应,三维电极电化学反应器比二维电极电化学反应器能量效率高.     

粒子群优化人工免疫粒子滤波器

为解决粒子滤波算法中存在的粒子退化和样本枯竭问题,提出一种新的粒子滤波算法.利用粒子群优化思想促使采样粒子向高似然区域移动,减缓粒子权值的退化;再通过人工免疫算法中的变异操作扩大算法寻找最优值的范围并增加粒子的多样性,避免算法陷入局部最优,增强算法的全局搜索能力,进而缓解样本枯竭.实验表明,该算法比标准粒子滤波的状态估计精度提高近40倍,比扩展卡尔曼粒子滤波提高近28倍,比无迹卡尔曼粒子滤波提高近6倍,滤波效率为37.523％,是标准粒子滤波的37倍,该算法具有更好的实时性和更高的状态估计精度,能有效缓解粒子的退化和样本的枯竭.     

烟羽扩散SO2气体相变粒子过程

讨论了烟羽在定常流动场中扩散时的ＳＯ２气体相变粒子过程，利用高斯烟羽模型对相变粒子进行了推导及计算，并介绍了当前烟羽扩散研究的成果。     

一种基于多帧积累粒子初始化的PF-TBD算法

针对低信噪比条件下传统粒子滤波-检测前跟踪(PF-TBD)算法粒子初始分布针对性不强而导致起始阶段检测和跟踪性能较差的问题,提出一种粒子初始化新算法.该算法首先利用目标幅度帧间的相关性,通过多帧的幅度积累,突出目标可能的位置;然后再根据这些位置初始化粒子,增强粒子分布的针对性,使粒子快速向目标真实位置聚集.理论分析和仿真结果表明,新算法提高了起始阶段目标的检测和跟踪性能.     

Derivation of Hillert-type 3D grain growth rate model with topological considerations and discussion on its grain size parameter

A Hillert-type three-dimensional grain growth rate model was derived through the grain topology-size correlation model, combined with a topology-dependent grain growth rate equation in three dimensions. It shows clearly that the Hillert-type 3D grain growth rate model may also be described with topology considerations of microstructure. The size parameter bearing in the model is further discussed both according to the derived model and in another approach with the aid of quantitative relationship between the grain size and the integral mean curvature over grain surface. Both approaches successfully demonstrate that, if the concerned grains can be well approximated by a space-filling convex polyhedra in shape, the grain size parameter bearing in the Hillert-type 3D grain growth model should be a parameter proportional to the mean grain tangent radius.     

粒子滤波算法在目标跟踪中的应用

粒子滤波算法通过非参数化蒙特卡罗仿真方法实现递推贝叶斯滤波,基于序贯重要性采样的粒子滤波算法无法避免粒子退化问题;通过在滤波初始化阶段对初始化粒子进行优化选择,在重采样阶段使用非排序的基于权重的重采样算法对粒子滤波算法进行了改进,从一定程度上解决了粒子退化问题;仿真验证,本算法在保持与传统粒子滤波算法运算时间的条件下,提高了粒子滤波算法的估计精度,从而提高了其在机动目标跟踪中的性能.     

基于高斯和粒子滤波的传感器数据处理技术

对不确定传感器数据进行建模,利用高斯和粒子滤波技术进行概率推理,以达到节约能量的目的.首先,根据传感器不同节点之间的时空相关性,采用历史数据建立概率模型;然后,在建立的概率模型上利用基本粒子滤波技术进行概率推理;最后,根据传感器数据符合高斯分布的特征,分别采用高斯粒子滤波、高斯和粒子滤波进行概率推理.实验结果表明,高斯和粒子滤波在准确率和运行效率两方面均能达到良好效果.     

非线性滤波算法的性能分析

对目前非线性滤波的主要算法即扩展卡尔曼滤波、不敏卡尔曼滤波、粒子滤波、扩展卡尔曼粒子滤波和不敏粒子滤波的滤波模型、适用条件、性能进行了分析比较,给出了每种方法的计算复杂度.通过一个非线性非高斯模型进行了仿真,验证了这些算法的性能.     

Fe_3O_4/AuNPs磁性复合粒子的制备与表征

通过溶剂热法合成了较大粒径的磁性Fe3O4纳米粒子,使用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)在乙醇/异丙醇体系中将其表面功能化一层氨基,随后将金纳米粒子(Au NPs)自组装于Fe3O4粒子表面,得到了Fe3O4/Au NPs纳米粒子;采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和紫外-可见光吸收光谱仪(UV-Vis)对复合粒子的形态、结构及性质进行表征.结果表明:所制备的Fe3O4磁纳米粒子粒径均一,平均粒径约为250 nm,形状几乎都呈球形,磁性Fe3O4/Au NPs复合粒子包覆均匀、具有良好的的分散性和磁化率,同时兼有磁性和金纳米粒子的特性.     

TiO2／PBA／PMMA核壳粒子的制备与表征

纳米粒子是热力学不稳定体系，容易发生颗粒团聚。为了更好地改善纳米粒子的分散性,本文报道利用乳液聚合的方法制备以表面处理过的纳米二氧化钛为核丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为壳的TiO2／PBA／PMMA复合粒子。分析二氧化钛、乳化剂、引发剂、反应温度和超声震荡时间等因素对聚合反应单体转化率的影响，并表征核壳复合粒子。结果表明，利用乳液聚合方法制备的二氧化钛粒子为核壳结构。平均粒径为251nm。其粒径分布较未改性纳米TiO2明显变窄,改善了纳米粒子的分散性。     

高反式聚异戊二烯单链和寡链粒子的微观形貌

研究了高反式聚异戊二烯 ( TP I)单链或寡链粒子的微观形貌。采用喷雾法、漏斗富集法、生物展开三种方法从质量分数为 0 .0 1 %～ 0 .0 0 0 1 %反式聚异戊二烯 /甲苯极稀溶液中制备出聚异戊二烯单链或寡链粒子 ,通过透射电镜观察其微观形貌。发现随结晶时间、退火温度的不同 ,非晶粒子形貌呈现多种形态。观察到 TPI非晶粒子外形主要有两种 :近圆形及多边形。有的非晶粒子能观察到内部有网状细节及奇特的非晶线状体形貌。     

基于PSO粒子滤波的弹道目标跟踪方法

为了在观测值有复杂噪声的情况下获得良好的弹道跟踪效果,提出了一种基于小生境粒子群优化粒子滤波算法的弹道跟踪预测方法.根据外弹道理论建立了跟踪状态模型,在贝叶斯框架下通过由观测量获取状态量的后验概率而消除观测噪声带来的影响,得到当前状态的准确信息,在重采样过程中使用了小生境粒子群优化算法,使得重采样过程更高效.最后进行了基于某型弹丸的弹道跟踪效果仿真,在观测量具有高斯噪声和厚尾噪声的情况下,跟踪弹道与预测弹道均与实际弹道吻合得很好,并优于卡尔曼滤波方法.说明本文方法对弹道的预测跟踪是有效的,为弹道跟踪的实际应用提供了一种参考.     

反相微乳液体系Ag@SiO_2核壳纳米粒子的制备工艺研究

以反相微乳液体系制备二氧化硅包覆银纳米粒子核壳微球,从中探讨了不同R值(R=n水/n表面活性剂)所形成的微乳液滴的粒径分布;以及柠檬酸三钠稳定的银离子浓度和正硅酸乙酯(TEOS)浓度对二氧化硅包覆银纳米粒子核壳微球粒径和形貌的影响。结果表明:R越大,微乳液滴粒径越小。当R=10时,0.15m L的0.0123mol/L柠檬酸三钠溶液、0.25m L的0.02467mol/L硝酸银溶液、0.15m L的0.0924mol/L硼氢化钠溶液、0.05m L的正硅酸乙酯和0.1m L氨水所得到的核壳微球形貌和单分散性较好。     

水平管气力输送数值模拟

本文采用粒子追踪理论对水平管中粒子流动状态进行了数值模拟.文中提出了一种新的粒子碰撞模型,并忽略粒子的旋转和扬力,仅考虑气流阻力和重力对粒子的影响,在输送量为9.13×10~3kg/s,混合比约0.3的条件下,通过数值计算得知:由于粒子间的碰撞,使得异径粒子的速度趋向平均化;粒子间的碰撞是粒子悬浮的原因之一;粒子的浓度沿管轴向是随时间而发生变化的.     

反相微乳液体系Ag@SO2核壳纳米粒子的制备工艺研究

以反相微乳液体系制备二氧化硅包覆银纳米粒子核壳微球,从中探讨了不同R值（R=n水／n表面活性剂）所形成的微乳液滴的粒径分布;以及柠檬酸三钠稳定的银离子浓度和正硅酸乙酯（TEOS）浓度对二氧化硅包覆银纳米粒子核壳微球粒径和形貌的影响。结果表明：R越大,微乳液滴粒径越小。当R=10时,0．15mL的0．0123mol/L柠檬酸三钠溶液、0．25mL的0．02467mol／L硝酸银溶液、0．15mL的0．0924mol／L硼氢化钠溶液、0．05mL的正硅酸乙酯和0．1mL氨水所得到的核壳微球形貌和单分散性较好。     

Preparation of SiO2 Nanoparticles by Ion Exchanging and Study on Their Dispersion Stability

By adopting sodium silicate as a major material , SiO2 nanopartieles ( size in 8-15 rm ) waterdispersiod was prepared by ion exchanging. The effects of sodiwm silicate concentration, surface-rnodifying time,temperature and technologieal conditions on their diameter, size distribution and dispersion stability were also studied. The result show that, the hydrophilic litophlie and hydrophilic-lipophilie SiO2 nanopartieles water-dispersoid can be prepared through differenl kinds of surace-modifiers and the optimum reaction conditions have been determined as follows:sodiium silicate sohaion concentration :8w%; silicone dosage:3% of the total mass of nano SiO2 water-distprsoid； adding way and time of surface-moditfer:continual dropping for 2h;surface-modifying tempera-ture : 60- 70℃ .