新的6-PSS型并联机构正向运动学求解方法

针对6-PSS型并联机构,通过研究其正向运动学,利用各支链铰点在动坐标系、静坐标系和滑块铰点坐标系3种坐标系下的位置关系,推导出6-PSS型并联机构的运动学模型,得到一种简明的运动学正向求解方法。在此基础上,提出了基于多元牛顿法和最速下降法的组合数值方法,并运用数值分析理论和计算机机器算数思想,最大限度提高收敛速度和减少单步迭代计算量。最后,编制了机构运动学的正向求解程序,进行了数值仿真,结果表明:改进的组合数值方法不仅可以更加快速地收敛到真实解,还能降低对初始估计值的依赖,扩大收敛范围,可以有效应用于该型并联机器人系统。     

一种简单实用的潮流计算程序设计

潮流计算是电力系统分析的一项基本计算,也是其它电力系统分析的基础.编制并熟练掌握潮流计算程序不仅有利于深入理解潮流计算的本质,熟悉电力系统的运行状态,还可为研究其它电力系统分析课题打下基础.潮流计算算法难度适中,涉及算法设计和编程技巧却比较全面,是电力系统专业学生学习编制电力系统程序的理想案例.     

工业码垛机器人运动学与轨迹插值算法研究

针对码垛机器人运动控制和实际应用问题,对码垛机器人运动学与轨迹插值进行了深入的研究。首先利用码垛机器人平行四边形结构特点,建立了连杆相互之间的坐标系,进行了正运动学描述。其次利用了位姿分离法简化了运动学方程,同时使用牛顿迭代法解决了运动学反解的问题。再次,对四自由度码垛机器人进行了数据采集分析,验证了牛顿迭代法解决运动学的正确性。最后,讨论了散乱节点插值算法在机器人轨迹规划中的应用,利用该算法对机器人路径轨迹进行插值以使得机器人运动轨迹更为平滑。实验结果表明,牛顿迭代运动学算法和散乱点插值算法具有很好的鲁棒性,对于机器人的精确运动和动力学控制有着重要的意义。     

单片低辐射玻璃谱带模型及其数值模拟

采用谱带模型,考虑了各个波段透射率、反射率对传热的影响,对单片低辐射玻璃的传热过程进行了研究,提出了描述此传热过程的非线性方程组;考虑对流、太阳辐射及外界和室内辐射等边界条件,并采用了牛顿法解方程组.计算结果表明,单片低辐射玻璃镀膜层向室内放置比较合理;另外,讨论了玻璃厚度、室内温度、室外风速对玻璃传热的影响.     

使用自动微分的分类算法

解决支持向量机中的分类算法需要计算多变量函数的有关偏导数问题,通常使用的计算方法符号微分和差分近似．对于中大规模问题来说,使用符号微分方法,成本昂贵,有时甚至不可行,在计算导数的方向梯度时,利用差分方法虽然可以降低计算成本,但得到的是近似值,而且确定恰当的差分区间也很困难．本文将自动微分技术与分类算法相结合,以较低的成本精确计算了中大规模问题函数的导数,建立并研究了使用自动微分的分类算法．并用数值试验验证了这一算法的有效性．     

一种新的输电线路双端测距算法

提出了一种新颖的超高压输电线路故障双端测距精确算法。该算法采用相—模变换技术和分布参数线路模型,考虑了双端数据的不同步问题,运用拟牛顿法迭代求解非线性方程组,仿真计算表明具有很高的精度。     

对称极坐标牛顿法潮流的直角坐标解法

为综合利用极坐标牛顿法潮流方程数少、雅可比矩阵J元素少以及直角坐标牛顿法中没有三角函数计算的特点,并克服极坐标牛顿法潮流J阵元素的不对称使其计算速度不理想的情况,提出一种对称极坐标牛顿法潮流的直角坐标解法.主要内容为,建立结构不完全对称的子阵形式的极坐标J阵,通过子阵建立子阵元素间的对应关系;拆分J阵元素的计算,建立子...     

基于测深侧扫声呐的DOA估计算法研究

针对测深侧扫声呐进行波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计时会受到阵元幅度、相位误差及低信噪比影响的问题,提出一种改进的波束域加权子空间拟合算法。首先,采用总体最小二乘-旋转不变子空间算法进行回波方向预估计;其次,将连续线阵划分为多个子阵,并将各个子阵在预估计方向做加权波束形成;再次,采用加权子空间拟合(Weighted Subspace Fitting, WSF)算法构造代价函数;最后,采用阻尼牛顿法求解得到高精度的DOA估计结果。仿真结果表明,文中所提算法在阵元出现幅度相位误差条件下的角度估计均方误差相对于WSF算法减少了约0.03°。海试数据分析结果表明,文中所提算法的测深点均方误差整体优于WSF算法,其相对测深精度提高了约9.8个百分点。以上分析结果表明,文中所提算法整体优于WSF算法,可以实现在阵元幅度相位误差及低信噪比情况下的高精度DOA估计。     

采用简化Brown模型及改进BFGS法的相机自标定

为了精确地反映相机的几何成像关系,本文基于简化的Brown模型和改进的BFGS(Broyden-Fletcher-GoldfarbShanno)算法提出了一种相机自标定方法。该方法首先将线性模型和畸变模型拟合为非线性模型,通过线性模型的基本矩阵约束非线性模型参数得到约束方程;然后,提出了适用于非线性内参数约束方程的基于新拟牛顿方程的改进BFGS算法并求解了方程内参数。利用提出的模型和算法,该标定方法能够在较少的迭代次数和有噪声条件下保证标定结果的精度和鲁棒性。有、无噪声情况下的收敛性分析和鲁棒性分析显示:在噪声不大于±3pixel的情况下,迭代10次即能保证重投影误差小于0.4pixel。通过标定相机内参数并计算重投影误差进行了真实图像实验,结果表明:标定精度误差小于0.06%,重投影误差为0.35pixel,验证了提出方法的有效性。该方法适用于计算机视觉领域中的图像处理,模式分类和场景分析等。     

Ｂｉｓｈｏｐ法的半解析解及其广义数学模型

为提高边坡稳定性分析精度,降低其计算量并扩大其适用范围,基于Ｂｉｓｈｏｐ法利用微分分析工 具,将传统Ｂｉｓｈｏｐ法的连接数学模型转化为积分数学模型。将隐式积分数学模型转化为显式的积分数 学模型,即将边坡的最小安全系数表示为滑弧位置和半径的函数。利用多元函数求极值的数学原理,得 到该函数取最小值时应满足的方程组,将求解边坡最小安全系数的问题转化为方程组求解问题,从而有 效的避免了浩繁的计算量和函数发散的风险。为了进一步提高半解析Ｂｉｓｈｏｐ法的适用性,基于广义积 分数学模型,对于异形边坡和非连续分层边坡进行了处理,使得其计算量较少,得到的结果精度较高、适 用性较广。