基于广义逆的层析成像反演方法研究

为了解决常规反演算法收敛速度慢、无法处理不完全投影和先验信息等问题．提出基于广义逆的层析成像反演方法，将广义逆和求解一般方程组的理论统一起来．阻尼系数的确定是此类反演算法的关键，在分析解估计评价指标与阻尼系数关系的基础上，提出阻尼系数的最优化技术，在多目标优化的框架下，采用理想点法求解，分别对核心异常模型和复合模型进行了数值仿真计算，结果表明该阻尼系数优选方法对初始值不敏感，所得阻尼系数合理，反演结果与原设定模型具有较高的相关性，比常规反演算法有更高的求解效率和精度．     

基于先验信息的河流糙率广义反演方法

在河流糙率反演过程中,由于水文观测信息比较稀缺,一般都是欠定或混定模型,容易由于观测噪声造成反演计算不稳定或反演结果偏离实践经验较大的问题.针对该问题,以糙率估计值作为正则化条件,构造了一个兼顾水文观测信息和糙率经验信息的反演模型,用来改善反演结果合理性、提高数值计算稳定性.应用河网数值仿真和实例分析了模型的数值稳定性、解的唯一性和结果可靠性等特征.结果表明:基于先验信息的河流糙率广义反演方法,能够有效地进行河流糙率的率定,较好地解决了信息量不足所引起的数值稳定性问题,且率定结果接近真实解.     

大地电磁反演方法对比研究

大地电磁作为一种重要的地球物理勘探方法,近些年来被广泛的地应用于勘察实践中。在野外大地电磁勘察资料解释的重要手段是大地电磁反演,反演效果的好坏将直接影响解释结果的正确与否。本文研究对比4种目前常用的大地电磁反演方法,即BOSTICK反演、RRI反演、OCCAM反演和NLCG反演,分析4种反演方法各自的优缺点,并对大地电磁正演模型数据进行反演,分析4种反演方法的反演效果,直观上对反演结果进行评价对比。     

基于电磁散射特性的地面特征参数反演

针对地面的特征参数与雷达杂波后向散射系数间的关系,以粗糙地面电磁散射特性为基础,引入人工蜂群优化算法反演地面的特征参数。对模拟后向散射系数数据添加高斯噪声,以提高反演过程中散射信息的真实性并考察雷达系统噪声对反演结果的影响。对不同噪声水平下的人工蜂群算法与粒子群优化算法的统计反演结果进行对比分析,结果表明,对于相关长度和土壤湿度的反演,人工蜂群优化算法的准确度明显优于粒子群优化算法,而对于均方根高度的反演,两种算法的准确度基本一致。     

基于广义逆理论的河网糙率反演研究

引入广义逆和Backus-Gilbert反演理论，构造了牛顿-广义逆方法和自然逆方法计算优化算法的搜索方向，进行 河网糙率反演，并推导了两种算法反演解估计的分辨率矩阵和单位协方差矩阵.理论分析表明,牛顿-广义逆优化算法具有 二阶收敛速度.在反演过程中结合Wiggins方法控制观测数据中的噪声，能够有效调节河道糙率反演结果的分辨率和方差. 数值仿真表明这两种算法与Wiggins方法相结合，选取适当的控制参数，既能达到较高的精度，又能有效地抑制噪声，提 高数值计算的稳定性.     

基于广义逆的层析成像反演方法研究

为了解决常规反演算法收敛速度慢、无法处理不完全投影和先验信息等问题.提出基于广义逆的层析成像反演方法,将广义逆和求解一般方程组的理论统一起来.阻尼系数的确定是此类反演算法的关键,在分析解估计评价指标与阻尼系数关系的基础上,提出阻尼系数的最优化技术,在多目标优化的框架下,采用理想点法求解,分别对核心异常模型和复合模型进行了数值仿真计算,结果表明该阻尼系数优选方法对初始值不敏感,所得阻尼系数合理,反演结果与原设定模型具有较高的相关性,比常规反演算法有更高的求解效率和精度.     

电性源瞬变电磁快速反演解释方法

电性源瞬变电磁法是俄罗斯等国家油气勘探的主要手段,国内相关解释和应用技术研究较少.在现有条件下,瞬变电磁法观测的是场源变化在接收线圈里产生的感应电动势,但是利用感应电动势计算全区电阻率往往出现双解或无解现象.实际计算中将实测的感应电动势转换成磁场,利用磁场计算全区视电阻率和电阻率反演.目前瞬变电磁反演主要采用“烟圈”反演方法,“烟圈”反演方法把感应涡流场在地表引起的磁场看作为地下各个涡流层的总效应,并认为近似等效于向下传播的一个个简单的电流环,地表瞬变电磁响应可以由某时刻地下的镜像电流环作为源来进行计算.文中给出电性源瞬变电磁测深一维“烟圈”反演解释方法的基本原理、计算方法和应用实例.     

加入正则技巧的非线性反演方法的研究

对非线性参数用梯度正则化方法反演做了进一步研究。借鉴模型信赖域的思想，给出了确定正则因子的具体办法，并建立了算法的迭代过程。以识别四边简支矩形板荷载的作用点为例，阐明了该方法的应用。算例结果表明迭代过程收敛速度较快，精度高，且稳定性好，具有较强的抗噪音能力。     

轴对称二维介质体的非线性优化反演方法

采用一种非线性优化反演方法--遗传算法结合FDTD方法求解轴对称二维介质柱电磁逆散射问题.定义目标函数为实测场与计算场之间的归一化误差,使用遗传算法最小化这个目标函数即可得到目标区域的介电参数分布,从而实现逆散射问题的求解.通过对参数基本设置的分析,总结出参数设置的经验.最后通过计算机模拟,给出几个反演算例,反演结果与真实目标吻合很好.     

基于变形玻恩迭代法的多重网格反演方法

将多重网格技术与变形玻恩迭代法相结合,对轴对称二维非均匀介质分布进行了反演。在反演过程中首先利用变形玻恩迭代方法近似地反演出目标函数的平均值,然后逐级细分目标区域的离散网格。通过计算实例表明,该方法具有稳定性好的特点,不但可以极大地降低反演过程的计算量,而且能更精确地反演高对比度的散射目标。     

基于逆向参数化的B样条曲面重建算法

目的 解决B样条曲面重建问题中矩形拓扑网自动生成和参数化两大难点问题,提出一种基于逆向参数化的B样条曲面重建算法.方法 首先构建基曲面,在基曲面上根据参数(u,v)进行采样,沿其法线方向进行数据的滤波和精简,求得参数(u,v)对应的精简点,然后对采样求取的精简点集进行B样条曲面拟合,该方法提供了B样条曲面重建的一个新思路.结果 新算法突破了传统密集散乱点云数据的B样条曲面重建基本过程,采用与正向参数化相反的过程进行参数化,解决了B样条曲面重建问题中矩形拓扑网自动生成和参数化的难题;具体试验分析表明新算法不仅在参数化的同时完成了数据滤波和精简,而且在时间和迭代效率方面都具有优势.结论 新算法避免了求取法线的迭代过程,并且可以较容易的实现矩形拓扑网的自动生成,新算法在自主开发的智能测量建模加工一体化装备中得到了应用验证.     

稳态法导热系数测量仪的设计改进

根据稳态法测量导热系数原理,改进了稳态法导热系数测量仪(导热仪)的设计,利用单片机控制技术实现了实验过程的可控性。以方型和圆型橡胶试样测量其导热系数,并将实验数据与利用耐驰公司导热仪(LFA447)在相同条件下测量的数据进行比对。结果表明,在测量温度小于60℃的情况下,耐驰公司导热仪的测量误差小于1%,改进导热仪测量误差小于2.58%。     

圆管法导热系数测量的试验研究

为了测量管状或者厚度不均匀的保温材料的导热系数,根据圆管导热仪的构造和原理,建立了导热仪模型和相关的测试系统,并通过试验测量了岩棉在不同温度条件下的导热系数,最后对试验结果进行了误差分析,结果证明了所建模型与试验装置的可靠性,所组建的导热仪可以快速有效地对圆管状材质的导热系数进行测试.     

稳态法测量不良导体导热系数原理的修正

导热系数是一个重要的物理量,不良导体导热系数的测定,是热学中比较重要的实验．对稳态法测量不良导体导热系数的原理进行探讨,指出这一测量方法中原理上存在的缺陷,充分考虑样品厚度、侧面散热、环境温度等各种影响因素后,应用自然对流换热理论,对实验原理进行修正,对结果进行讨论,结果表明可以提高测量的精度．     

基于分离-重构技术的6R机器人逆解新方法

提出一种利用分离-重构技术求6R机器人逆解的新方法.首先利用螺旋理论对机器人进行正向运动学建模,然后利用指数积公式的变换,证明了n自由度机器人的可分离性,以及重构连接的通用几何约束;最后以PUMA-560机器人为例,给出其分离及重新连接的几何约束条件.在满足约束条件的前提下,推导出各个关节角求解公式,最终求得机器人逆运...     

单信标距离测量的AUV导航方法

针对单信标测距导航方法中的系统可观测性和洋流干扰问题,通过建立自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）的三维运动学模型,利用线性时变系统的局部可观测性理论得到了系统关于AUV运动路径的可观测性条件,并采用扩展Kalman滤波导航算法实现了对AUV的位置和未知洋流的在线估计.仿真结果表明,对于满足系统可观测性的运动路径,该导航方法可有效抑制洋流干扰下系统的定位误差增长,使定位误差保持有界,并对未知洋流做出较为准确的估计.     

用二维逆Born近似法对杆中方形缺陷的重构

为了重构弹性介质中散射体的形状,在三维弹性波散射问题的Born近似解基础上,进一步分析了在纵波入射条件下二维散射问题的Born近似解,对铝质长杆中的方形空穴缺陷的散射场情况进行了对比分析.提出了在低频下识别缺陷几何特征的二维逆Born近似法,并用此法对铝质长杆中的3种方形空穴缺陷作了计算机模拟.模拟的结果说明用二维逆Born近似法对缺陷几何特征的识别是有效的.     

一种基于MPS的图像重建方法

提出了一种利用多点地质统计法实现图像重建的方法.由于传统基于线性降维的多点地质统计法不能有效处理非线性数据,因此引入等距特征映射以实现非线性数据的降维,并利用条件数据以提高重建图像的质量.实验证明,该方法有利于提高图像重建的有效性.     

基于逆运动学的6-UPS并联机构运动学参数辨识方法

为了提高6-UPS并联机构的定位精度,研究了一种基于逆运动学的6-UPS并联机构运动学参数辨识方法.首先基于逆运动学建立了6-UPS并联机构的运动学参数辨识模型,然后通过Levenberg-Marquardt最小二乘法对模型进行求解,最后对该算法进行了仿真验证.结果表明该算法可以很快收敛,在测量设备没有测量误差的理想状态下,参数辨识精度达到10-10mm.在测量设备存在1μm、1″的误差状态下,参数辨识精度达到10-3mm,足以满足大部分应用场合下6-UPS的位姿精度要求.     

基于Tikhonov正则化的逆向基本解算子步进方法

对于具有多层介质的缓变波导中的反边界值问题,根据波导中波在各个传播模式上能量(2范数的平方)分量选择参数的IFOMM方法给出了一种基于Tikhonov正则化策略.该算法在具有多界面的波导中的反问题计算中,快速、高效、准确,且具有很强的稳定性,特别适合计算长距离、多界面缓变波导中波的传播.