基于蒙特卡洛随机采样方法与牛顿-拉夫逊迭代方法的钻锚机器人机械臂逆运动学求解方法 被引量：1

1

作者 雷孟宇 张旭辉 +6 位作者 杨文娟 万继成 董征 杜昱阳 陈鑫 黄梦瑶 田琛辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期446-456,共11页

钻锚机器人机械臂逆运动学精确求解是实现煤矿巷道自动支护的关键,针对钻锚机器人机械臂这种非传统结构机械臂逆运动学求解方法存在精度低、实时性差和容易陷入局部最优难以收敛的难题,提出了一种融合蒙特卡洛随机采样方法和牛顿-拉夫... 钻锚机器人机械臂逆运动学精确求解是实现煤矿巷道自动支护的关键,针对钻锚机器人机械臂这种非传统结构机械臂逆运动学求解方法存在精度低、实时性差和容易陷入局部最优难以收敛的难题,提出了一种融合蒙特卡洛随机采样方法和牛顿-拉夫逊迭代方法的非传统结构机械臂逆运动学求解方法。首先,根据钻锚机器人机械臂结构构建运动学模型,建立各个关节坐标系,利用坐标系转换关系实现机械臂正运动学求解;其次,基于蒙特卡洛随机采样方法计算机械臂运动空间,设定步长将运动空间轮廓外接立方体分割为若干个小立方体,构建小立方体内空间点的三维坐标和对应关节变量与小立方体的映射关系,根据给定的目标空间点对应的转换矩阵,通过索引函数确定其对应的小立方体,计算立方体内与目标空间点误差最小的点,将它对应的关节变量值作为初始值;最后,引入牛顿-拉夫逊迭代方法,利用多元函数迭代公式确定各关节变量的变化量,循环往复实现非传统结构机械臂逆运动学的求解。仿真实验结果表明,与基于随机初始值的牛顿-拉夫逊迭代方法和粒子群优化算法相比,所提方法计算结果对应的平均角度误差分别降低了64.98%和57.34%,平均耗时分别降低了35.90%和22.33%,求解精度和时效性均有所改善,验证了所提融合蒙特卡洛随机采样方法与牛顿-拉夫逊迭代方法针对非传统结构机械臂逆运动学求解的可行性和有效性。 展开更多

关键词 运动空间 蒙特卡洛 牛顿-拉夫逊迭代 运动学分析 索引函数 关节变量

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直角坐标牛顿-拉夫逊潮流算法的简化 被引量：3

2

作者 杨道驰 周步祥 杜小兵 《沈阳工程学院学报（自然科学版）》 2008年第1期37-40,共4页

根据电力系统的运行特征提出新的假设,改进了牛顿-拉夫逊潮流算法中修正方程式的建立,继而对直角坐标下牛顿-拉夫逊潮流算法的雅可比矩阵进行简化,并提出用最优乘子解决病态系统.13节点算例计算结果表明,该法具有良好的收敛性,可减少内... 根据电力系统的运行特征提出新的假设,改进了牛顿-拉夫逊潮流算法中修正方程式的建立,继而对直角坐标下牛顿-拉夫逊潮流算法的雅可比矩阵进行简化,并提出用最优乘子解决病态系统.13节点算例计算结果表明,该法具有良好的收敛性,可减少内存占有量并具有较高的计算速度. 展开更多

关键词 潮流计算 牛顿-拉夫逊算法 简化 最优乘予

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基于改进牛顿-拉夫逊算法的脑出血磁感应断层成像研究

3

作者 曹弘贵 叶波 +3 位作者 姜瑛 罗思琦 曹众楷 欧阳俊林 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4477-4488,共12页

针对脑出血磁感应断层成像(MIT)中正问题模型过于简化、图像重建质量较低、算法收敛效率低、病变与背景间伪影较大、耗时较长等问题,该文提出一种用于脑出血MIT的改进牛顿-拉夫逊(NR)算法。将线性反投影(LBP)算法计算结果作为改进NR算... 针对脑出血磁感应断层成像(MIT)中正问题模型过于简化、图像重建质量较低、算法收敛效率低、病变与背景间伪影较大、耗时较长等问题,该文提出一种用于脑出血MIT的改进牛顿-拉夫逊(NR)算法。将线性反投影(LBP)算法计算结果作为改进NR算法的迭代初值,在目标函数中加入自适应加速惩罚项和L2范数惩罚项,提高算法每一步迭代的效率,减少重建图像的伪影。引入投影算子P施加物理意义上的约束,提高收敛速度并改善成像质量。利用Comsol Multiphysics构建了包含头皮、颅骨、脑脊液和脑实质的真实3维颅脑模型。仿真计算了相位差检测值和灵敏度矩阵用于后续的图像重建。利用所提改进NR算法与5种图像重建算法分别对3个位置出血量分别为24 ml,14 ml,2 ml的脑出血进行磁感应断层成像。实验结果表明,所提算法相比其他5种算法重建图像的质量更高,成像时间平均只需NR算法的1/3。使用更少的迭代次数重建出更高质量的图像,并且能实现2 ml脑出血的图像重建,为脑出血的MIT检测提供一种新的有效算法。 展开更多

关键词 脑出血 磁感应断层成像 有限元分析 牛顿-拉夫逊算法 图像重建

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一种标定相机内方位元素的迭代算法 被引量：1

4

作者 王东杰 张继友 马丽娜 《航天返回与遥感》 2014年第6期74-82,共9页

为优化自标定技术解算内方位元素数学模型,阐述了一种利用自标定技术进行相机内方位元素标定的迭代算法。内方位元素结果优化采用牛顿—拉夫逊迭代算法,在保证计算效率的同时能够获得较高的精度。B双空间几何理论建立于正方形在物、像... 为优化自标定技术解算内方位元素数学模型,阐述了一种利用自标定技术进行相机内方位元素标定的迭代算法。内方位元素结果优化采用牛顿—拉夫逊迭代算法,在保证计算效率的同时能够获得较高的精度。B双空间几何理论建立于正方形在物、像两空间的射影几何关系,利用二维棋盘格标定图像中点、线、面间固有的几何关系得到迭代算法初值;采用包含3个径向和2个切向畸变系数的畸变模型能够更好地表达镜头畸变情况;标定方法操作过程简单、实验误差小。为与张氏标定法进行比较,对使用张氏标定法的图像数据进行实验,得到与其相同标定精度的实验结果,验证了基于B双空间几何法的自标定方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 牛顿-拉夫逊迭代算法 内方位元素 B双空间几何 自标定技术

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应用牛顿法的高压直流输电系统非特征谐波潮流算法 被引量：2

5

作者 蒋国顺 李建华 +1 位作者 夏道止 黄莹 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期104-110,共7页

针对高压直流输电系统非特征谐波潮流算法中非线性方程组具有变量多、维数高的特点,采用牛顿-拉夫逊算法迭代求解,提高了非特征谐波算法的收敛性,推导了换流装置交流侧三相电流和直流侧电压及Y、d换流变压器Δ绕组内零序环流的解析式.... 针对高压直流输电系统非特征谐波潮流算法中非线性方程组具有变量多、维数高的特点,采用牛顿-拉夫逊算法迭代求解,提高了非特征谐波算法的收敛性,推导了换流装置交流侧三相电流和直流侧电压及Y、d换流变压器Δ绕组内零序环流的解析式.根据交、直流网络与换流装置的相互关系,组成换流站母线三相谐波电流平衡方程、直流网络谐波电流平衡方程,形成了修正方程式,以统一基波和特征谐波潮流结果为初值,运用牛顿-拉夫逊算法迭代求解全系统非线性方程组.采用该算法计算了南方电网云广±800 kV特高压直流输电系统非特征谐波潮流,计算结果合理,收敛性良好,证明了所提算法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 高压直流输电 非特征谐波潮流算法 牛顿-拉夫逊算法

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基于NRBO-BP模型的黏泥型泥化夹层抗剪强度预测

6

作者 鲁明智 张家明 +1 位作者 邱培城 高宇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期277-281,共5页

精确评估土体的抗剪强度参数对于确保工程安全至关重要,目前尚未有黏泥型泥化夹层抗剪强度指标的预测模型。为得出黏泥型泥化夹层抗剪强度预测最优模型,通过引入牛顿-拉夫逊算法优化神经网络,显著提高了模型的收敛速度和预测精度。同时... 精确评估土体的抗剪强度参数对于确保工程安全至关重要,目前尚未有黏泥型泥化夹层抗剪强度指标的预测模型。为得出黏泥型泥化夹层抗剪强度预测最优模型,通过引入牛顿-拉夫逊算法优化神经网络,显著提高了模型的收敛速度和预测精度。同时,将模型与布谷鸟优化BP神经网络模型(CS-BP)、猎人猎物优化BP神经网络模型(HPO-BP)和BP神经网络模型进行了对比。结果表明,无论对于内摩擦角还是黏聚力,NRBO-BP模型都表现出最好的预测能力。在内摩擦角预测中,NRBO-BP模型在训练集和测试集的决定系数分别达到了0.9595、0.9301;在黏聚力预测中,NRBO-BP模型在训练集和测试集的决定系数分别达到了0.9684、0.9341。同时,在内摩擦角和黏聚力预测中NRBO-BP模型的精度在众多对比模型中均为最高。NRBO-BP模型有作为黏泥型泥化夹层抗剪强度指标预测的标准模型使用的潜力。 展开更多

关键词 黏泥型泥化夹层 抗剪强度 牛顿-拉夫逊算法 BP神经网络 预测

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基于微分进化算法的航空发动机模型修正 被引量：9

7

作者 朱正琛 李秋红 +1 位作者 王元 潘鹏飞 《航空发动机》 2016年第1期53-58,共6页

为了提高航空发动机性能仿真模型精度,采用微分进化算法对发动机部件特性进行修正。对微分进化算法进行改进,提出折线式交叉变量变化方式,提高了算法的寻优能力。提出变步长牛顿-拉夫逊迭代算法,基于平衡方程残差范数变化趋势,改变牛顿... 为了提高航空发动机性能仿真模型精度,采用微分进化算法对发动机部件特性进行修正。对微分进化算法进行改进,提出折线式交叉变量变化方式,提高了算法的寻优能力。提出变步长牛顿-拉夫逊迭代算法,基于平衡方程残差范数变化趋势,改变牛顿-拉夫逊算法迭代计算步长,提高了模型的收敛性和收敛速度。在设计点,对各部件特性、引气系数、总压恢复系数进行修正,使修正后的模型输出与试验数据相匹配。仿真结果表明:改进后的牛顿-拉夫逊迭代算法收敛性更强、计算速度更快,修正后的各输出参数的最大建模误差减小到1.3762%,满足建模误差需求。 展开更多

关键词 微分进化算法 牛顿-拉夫逊迭代算法 部件特性修正 折线式交叉变量 性能仿真模型 航空发动机

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一种配电网潮流计算混合算法 被引量：2

8

作者 林万菁 孙辉 +1 位作者 李卫东 魏立明 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期377-381,共5页

针对牛顿-拉弗森法对初值反应敏感的固有缺陷,利用配电网的辐射状结构特点,提出了一种配电网潮流计算混合算法,使用逆流-顺流法的第一次迭代结果作为牛顿-拉弗森法的计算初值,既解决了牛顿-拉弗森法的初值敏感性问题,又提高了收敛速度.... 针对牛顿-拉弗森法对初值反应敏感的固有缺陷,利用配电网的辐射状结构特点,提出了一种配电网潮流计算混合算法,使用逆流-顺流法的第一次迭代结果作为牛顿-拉弗森法的计算初值,既解决了牛顿-拉弗森法的初值敏感性问题,又提高了收敛速度.测试结果表明,混合算法在迭代次数和收敛速度上有优势. 展开更多

关键词 配电网 潮流计算 混合算法 牛顿-拉弗森法 初值敏感性 逆流-顺流法 迭代次数 收敛速度

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适用于低压配电网潮流计算的前推回代法 被引量：5

9

作者 张小敏 林群 +3 位作者 吴旭光 林振兴 杨惠源 唐爱红 《水电能源科学》 北大核心 2016年第9期183-186,70,共5页

为提高低压配电系统潮流计算的计算效率,在原有的配电网前推回代法的基础上,将低压配电系统中低压配电变压器、馈线分支点、用户接入点分别看作系统节点,提出了一种基于支路电流且与节点编号无关的新型前推回代法,并对可能出现的环网情... 为提高低压配电系统潮流计算的计算效率,在原有的配电网前推回代法的基础上,将低压配电系统中低压配电变压器、馈线分支点、用户接入点分别看作系统节点,提出了一种基于支路电流且与节点编号无关的新型前推回代法,并对可能出现的环网情况,利用一对极性相反、大小相等的电压源将原系统拆分为一个纯辐射状网和一个纯环网分别计算再进行叠加。结果表明,与传统的牛顿—拉夫逊算法及并行中断等待法相比,本方法计算效率更高,适用范围更广。 展开更多

关键词 低压配网 前推回代法 环网处理 牛顿—拉夫逊算法

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一种正交三轴磁罗盘的椭球拟合分步优化补偿方法（英文） 被引量：11

10

作者 夏琳琳 耿靖童 +2 位作者 肖建磊 张南 马文杰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期478-483,共6页

地磁与重力一起构成了无源导航的基本组成部分。针对嵌入在航姿参考系统中的磁罗盘易受到外部环境干扰问题,提出采用带有椭球约束的最小二乘法分段法,及牛顿-拉夫逊迭代对磁场干扰补偿系数进行分步求取,即在硬磁、软磁系数补偿中采用分... 地磁与重力一起构成了无源导航的基本组成部分。针对嵌入在航姿参考系统中的磁罗盘易受到外部环境干扰问题,提出采用带有椭球约束的最小二乘法分段法,及牛顿-拉夫逊迭代对磁场干扰补偿系数进行分步求取,即在硬磁、软磁系数补偿中采用分段优化,以减小外部磁场干扰对相关参数估计的影响。在多干扰源及噪声条件下进行仿真试验(Matlab数字模拟)及Honeywell HMR3000磁罗盘的转台实验,结果表明:相比未补偿情形,两步优化校正后的总地磁场强度误差估计值由30μT下降到0.7μT,磁罗盘输出航向误差均值估计值由6.2°减小到0.5°。经验证,方法具有强收敛性,在实际地磁测量应用中具备可靠及兼容性能。 展开更多

关键词 分段优化补偿 椭球拟合 牛顿-拉夫逊迭代 环境磁场干扰 航向角误差估算

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基于连分式的广义高斯分布的参数估计 被引量：4

11

作者 杨兴明 陈海燕 王刚 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期991-996,共6页

近年来,使用广义高斯分布拟合的子带小波系数的统计模型被广泛地用于图像分类、修复、去噪和分析等图像处理中,而广义高斯分布的参数拟合问题一直是该领域中的一个重要的瓶颈问题。文章针对该问题提出用连分式迭代来实现广义高斯分布的... 近年来,使用广义高斯分布拟合的子带小波系数的统计模型被广泛地用于图像分类、修复、去噪和分析等图像处理中,而广义高斯分布的参数拟合问题一直是该领域中的一个重要的瓶颈问题。文章针对该问题提出用连分式迭代来实现广义高斯分布的参数估计,连分式迭代具有算法稳定、收敛域广、计算精度高、迭代速度快等特性;构造了基于连分式的广义高斯分布形状参数β的迭代格式。实验结果表明在不同方差噪声时,基于连分式迭代算法在计算时间复杂度和精度上优于牛顿迭代算法,而且收敛性不受初始值等参数制约,总能收敛到最优值附近。 展开更多

关键词 图像处理 广义高斯分布 连分式迭代 牛顿-拉夫森迭代 矩估计

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神经网络辨识的无模型自适应自校正控制器 被引量：2

12

作者 侯小秋 《陕西理工大学学报（自然科学版）》 2022年第3期9-14,76,共7页

在针对全格式动态线性化泛模型中引入辅助变量,提出了一种改进的全格式动态线性化泛模型,克服了其存在的问题。采用BP神经网络对其进行辨识,基于广义目标函数,提出神经网络辨识的无模型自适应隐式自校正控制器,其算法是关于当前控制输... 在针对全格式动态线性化泛模型中引入辅助变量,提出了一种改进的全格式动态线性化泛模型,克服了其存在的问题。采用BP神经网络对其进行辨识,基于广义目标函数,提出神经网络辨识的无模型自适应隐式自校正控制器,其算法是关于当前控制输入的非线性方程,利用牛顿-拉夫逊算法求解,根据直接极小化指标函数的自适应优化算法对BP神经网络的连接权重值进行在线学习。仿真研究验证了所提出的隐式自校正控制器的有效性,系统具有良好的控制品质。 展开更多

关键词 神经网络控制 无模型自适应控制 自校正控制 非线性系统 牛顿-拉夫逊算法

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三维变系数热传导问题边界元分析中几乎奇异积分计算 被引量：7

13

作者 赵金军 彭海峰 +2 位作者 原志超 张耀明 高效伟 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期7-13,共7页

在边界积分的数值计算过程中,当源点离积分单元很近时,边界积分就会具有几乎奇异性,此时不能直接用高斯数值积分公式计算几乎奇异积分。本文以三维非均质热传导问题为例,介绍了一种计算几乎奇异边界积分的新方法。首先,采用Newton-Raph... 在边界积分的数值计算过程中,当源点离积分单元很近时,边界积分就会具有几乎奇异性,此时不能直接用高斯数值积分公式计算几乎奇异积分。本文以三维非均质热传导问题为例,介绍了一种计算几乎奇异边界积分的新方法。首先,采用Newton-Raphson迭代算法确定积分单元上离源点最近的点;然后,将积分单元上任意一点的坐标在最近点处展开成泰勒级数,并计算源点到积分单元任意点的距离;最后,将距离函数代入几乎奇异边界积分中,并运用指数变换方法导出积分单元上几乎奇异积分的计算公式。文中给出了两个非均质热传导问题的算例来验证所述方法的正确性、有效性和稳定性。 展开更多

关键词 边界单元法 几乎奇异积分 热传导 指数变换 牛顿-拉夫森迭代

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基于实船数据的船舶航速与油耗优化建模 被引量：5

14

作者 袁智 刘敬贤 +1 位作者 刘奕 杨鑫 《中国航海》 CSCD 北大核心 2020年第1期134-138,共5页

为获得水路运输中船舶的最佳航速,实现燃油效率的最大化,以长江航线货运船的航速、燃油等真实监测数据为基础,提出一种新的船舶航速与油耗优化模型。模型包括白箱模型(White-Box Model,WBM)和黑箱模型(Black-Box Model,BBM)两个部分:WB... 为获得水路运输中船舶的最佳航速,实现燃油效率的最大化,以长江航线货运船的航速、燃油等真实监测数据为基础,提出一种新的船舶航速与油耗优化模型。模型包括白箱模型(White-Box Model,WBM)和黑箱模型(Black-Box Model,BBM)两个部分:WBM由改进后的物理方程和数学公式组成;BBM是BP(Back Propagation)神经网络。两者结合成新的灰箱模型(Grey-Box Model,GBM)。通过分析船舶航行过程中影响船舶燃油消耗的多种因素,确定WBM参数,分别用串联和并联的方式将白箱与BP网络结合构建船舶航速与油耗优化模型,采用牛顿-拉普森迭代算法进行求解。计算结果表明:优化模型可在选定的航段内找到最佳的指导航速,并且模型的R2达到了0.945。此外,将建立的模型与单一的WBM进行对比验证,所建立的船舶航速与油耗优化模型得到的最佳航速更加精确,整体误差也从0.130减小到0.071。 展开更多

关键词 水路运输 燃油效率 航速与油耗优化模型 BP神经网络 牛顿-拉普森迭代算法

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基于MATLAB的电力系统潮流计算对比分析研究

15

作者 黄茜 李晓淞 《通信电源技术》 2023年第10期8-10,共3页

电力系统潮流计算中最常见的3种算法分别为牛顿-拉夫逊算法、高斯-赛德尔算法以及快速解耦法。针对多节点电力系统潮流计算方法的选择问题,首先介绍了牛顿-拉夫逊算法、高斯-赛德尔算法以及快速解耦法3种潮流计算的方法,随后应用MATLAB... 电力系统潮流计算中最常见的3种算法分别为牛顿-拉夫逊算法、高斯-赛德尔算法以及快速解耦法。针对多节点电力系统潮流计算方法的选择问题,首先介绍了牛顿-拉夫逊算法、高斯-赛德尔算法以及快速解耦法3种潮流计算的方法,随后应用MATLAB进行仿真,并对仿真结果的一致性和快速性加以对比与分析。由结果对比可知,对于6节点线路,牛顿-拉夫逊算法、高斯-赛德尔算法以及快速解耦法的一致性成立,高斯-赛德尔算法的快速性最优,最后对3种算法的优缺点以及改进方法进行了简单介绍。 展开更多

关键词 潮流计算 牛顿-拉夫逊算法 高斯-赛德尔算法 快速解耦法

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