基于改进扩展卡尔曼滤波算法的无人艇MMG模型参数辨识

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作者 孙蓬勃 董早鹏 +2 位作者 刘伟 盛金亮 李志豪 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期38-46,共9页

[目的]为了构建喷水推进无人艇准确的船舶操纵分离型数学模型(MMG),利用传统扩展卡尔曼滤波算法(EKF)和改进EKF算法并结合实艇数据进行参数辨识。[方法]首先,为了充分利用隐藏在历史数据中的有效信息,以传统EKF算法为基础,提出融合多新... [目的]为了构建喷水推进无人艇准确的船舶操纵分离型数学模型(MMG),利用传统扩展卡尔曼滤波算法(EKF)和改进EKF算法并结合实艇数据进行参数辨识。[方法]首先,为了充分利用隐藏在历史数据中的有效信息,以传统EKF算法为基础,提出融合多新息理论和动态遗忘因子的改进EKF算法。然后,基于实艇数据,对MMG模型中的未知参数进行辨识。最后,将辨识得到的参数值代入建立的MMG模型中,输入与实艇数据相同的舵角和主机转速,通过仿真得到艏向角、纵向速度、横向速度、艏向角速度和位置信息数据,并进行对比分析。[结果]结果表明,相比于传统EKF算法,改进EKF算法各项数据的均方根误差指标和对称平均绝对百分比误差指标都更接近于0,其中均方根误差指标最高降低了20.02%,对称平均绝对百分比误差指标最高降低了26.84%。[结论]提出的改进EKF算法具有更高的辨识精度,所建立的无人艇MMG模型具有较高的准确性。 展开更多

关键词 无人艇 参数辨识 MMG模型 扩展卡尔曼滤波 多新息理论 动态遗忘因子

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冻融循环及各向异性对原状黄土动力特性的影响研究

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作者 杨丰华 马艳霞 +1 位作者 高英 李忠林 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第2期167-179,共13页

【目的】为了研究冻融循环作用和各向异性对西宁地区原状黄土力学特性及变形的影响,【方法】借助冻融循环试验箱和GDS双向动态三轴仪,开展冻融循环试验和施加半正弦波形式的循环荷载动力特性试验,采用修正H-D模型分析冻融循环次数、与... 【目的】为了研究冻融循环作用和各向异性对西宁地区原状黄土力学特性及变形的影响,【方法】借助冻融循环试验箱和GDS双向动态三轴仪,开展冻融循环试验和施加半正弦波形式的循环荷载动力特性试验,采用修正H-D模型分析冻融循环次数、与沉积方向呈不同角度对西宁地区黄土动力特性参数的影响。【结果】结果显示:(1)随着冻融循环次数的增加,动剪切强度呈现出先减小后增加的趋势;黄土Gd-1增长阈值呈现出先增大后减小的趋势;黄土阻尼比λ呈现出先增加后减小的趋势。(2)与沉积方向呈不同角度的土样动剪切强度具有差异性,即由大到小为0°>60°>90°>45°;Gd-1增长阈值由大到小为45°>90°>60°>0°;黄土阻尼比λ由大到小为45°>90°>60°>0°。【结论】结果表明:(1)随着冻融循环次数的增加,土体结构强度和刚度均表现出先减弱后增强的趋势,土体抵抗变形消耗的动能则呈相反趋势。(2)各向异性影响黄土的动剪切强度、刚度及阻尼比,与沉积方向呈45°土体动剪切强度最低,刚度最弱,土体发生变形消耗动能最多。(3)冻融循环作用影响土体在不同方向的力学特性,随冻融循环次数的增加,与沉积方向呈45°时土体各向异性表现明显,其结构损伤程度最大。 展开更多

关键词 原状黄土 冻融循环 各向异性 动力特性参数 修正H-D模型 力学性能 影响因素

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单轴压缩下断续节理岩体动态损伤本构模型 被引量：12

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作者 刘红岩 李俊峰 裴小龙 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期316-323,共8页

断续节理将对工程岩体的强度及变形等力学特性产生显著影响,损伤力学中视节理为岩体的一种宏观损伤,因而采用损伤张量来刻画其对岩体的影响。目前学术界提出了用节理的几何、强度及变形等3类参数来描述节理的物理力学性质,而目前的岩体... 断续节理将对工程岩体的强度及变形等力学特性产生显著影响,损伤力学中视节理为岩体的一种宏观损伤,因而采用损伤张量来刻画其对岩体的影响。目前学术界提出了用节理的几何、强度及变形等3类参数来描述节理的物理力学性质,而目前的岩体损伤张量计算方法都只涉及前2类参数,均没有涉及其变形参数即法向及切向刚度。为此,在前人研究的基础上,基于断裂及损伤理论提出了考虑节理法向及切向刚度的单轴压缩下单条断续节理引起的损伤张量计算公式,进而通过考虑节理间相互作用给出了单组单排或多排节理岩体损伤张量计算公式。其次,以岩石细观动态损伤模型为基础,结合宏细观损伤耦合观点提出了一个能够同时考虑节理几何、强度及变形参数的断续节理岩体动态损伤本构模型。最后,利用该模型讨论了节理参数及载荷应变率等对岩体动态力学特性的影响,认为节理长度减小及摩擦角增大将导致岩体动态峰值强度及弹性模量增大;岩体动态峰值强度及弹性模量则随着节理法向及切向刚度的增大分别减小或增大;而当节理法向及切向刚度按照同一比例增大时,岩体动态峰值强度及弹性模量则是增大的。岩体动态峰值强度与载荷应变率呈正相关。 展开更多

关键词 岩体 断续节理 应力强度因子 单轴压缩 动态损伤 本构模型 节理变形参数

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某自旋微小空间飞行器运动过程研究 被引量：1

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作者 刘赟 王浩 +1 位作者 陶如意 朱德龙 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期385-389,共5页

为研究某自旋微小空间飞行器入轨运行一周的运动情况,建立各主要坐标系描述飞行器的运动状态。考虑较高轨道的空间环境因素对飞行器运行过程的影响,建立了飞行器轨道动力学模型和基于欧拉方程的姿态动力学模型。采用双欧法进行仿真计算... 为研究某自旋微小空间飞行器入轨运行一周的运动情况,建立各主要坐标系描述飞行器的运动状态。考虑较高轨道的空间环境因素对飞行器运行过程的影响,建立了飞行器轨道动力学模型和基于欧拉方程的姿态动力学模型。采用双欧法进行仿真计算,得到了飞行器入轨运行一周的轨道和姿态参数情况。结果表明:高轨道空间空气密度极低,飞行器主要受地球引力、太阳辐射压力及大气阻力的影响,靠自身旋转稳定,运动轨迹近似圆形,运行一周后轨道增高4.66 km,滚转角和偏航角产生波动,变化小于±0.04°;俯仰角随时间逐渐增大,变化幅度近似360°。 展开更多

关键词 空间飞行器 环境因素 轨道动力学模型 欧拉方程 姿态动力学模型 双欧法 轨道参数 姿态参数 空气密度 地球引力

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跨境资本的全球协动与区域联动研究——基于时变参数多层动态因子模型 被引量：1

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作者 王金明 王心培 《统计研究》 CSSCI 北大核心 2023年第7期45-57,共13页

跨境资本流动对金融稳定具有重要影响,探究全球和区域资本流动的协同波动有助于防范外部冲击带来的金融风险。本文采用带有随机波动率的时变多层动态因子模型,识别跨境资本流动的全球协动与区域联动特征,在此基础上通过方差分解量化全... 跨境资本流动对金融稳定具有重要影响,探究全球和区域资本流动的协同波动有助于防范外部冲击带来的金融风险。本文采用带有随机波动率的时变多层动态因子模型,识别跨境资本流动的全球协动与区域联动特征,在此基础上通过方差分解量化全球和区域协同波动在解释资本流动中的重要性及动态变化特征。研究结果表明:从全球平均层面来看,全球和区域协同波动对资本流入与资本流出具有决定性作用,2008年国际金融危机后资本流动对外部冲击的敏感度上升;全球协动与区域联动能够解释我国大部分资本流动波动,我国资本流动对外部冲击敏感度的时变性更强。进一步将全球和区域协同波动的方差贡献度之和作为资本流动对外部冲击的敏感度,本文考察了结构性和周期性变量如何影响资本流动对外部冲击的敏感度。结果显示,金融发展水平、贸易开放程度等国内结构性变量的改善能够显著缓解资本流动对外部冲击的敏感度,这一结论为提高一国资本流动管理水平,进而维护金融稳定提供了有益的政策启示。 展开更多

关键词 跨境资本流动 协同波动 时变多层动态因子模型 外部冲击 敏感度

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带活力因子的量子粒子群算法卫星基板模型修正

6

作者 刘荣贺 于开平 +1 位作者 袁昭旭 秦玉灵 《噪声与振动控制》 CSCD 2013年第5期45-47,共3页

将卫星基板等效为单层板结构计算其结构参数,在量子粒子群算法原理的基础上给算法增加活力因子,用带活力因子的量子粒子群算法对蜂窝板结构的卫星基板等效模型进行模型修正,然后将修正后的数据返回有限元软件MSC/NASTRAN再次计算,修正... 将卫星基板等效为单层板结构计算其结构参数,在量子粒子群算法原理的基础上给算法增加活力因子,用带活力因子的量子粒子群算法对蜂窝板结构的卫星基板等效模型进行模型修正,然后将修正后的数据返回有限元软件MSC/NASTRAN再次计算,修正后模型计算所得动力学数据与试验数据能较好地吻合,证实等效的合理性和算法的有效性。 展开更多

关键词 振动与波 卫星基板 结构参数 带活力因子的量子粒子群算法 蜂窝板 模型修正

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基于递推最小二乘法的永磁伺服系统参数辨识 被引量：85

7

作者 荀倩 王培良 +2 位作者 李祖欣 蔡志端 秦海鸿 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期161-169,共9页

为使永磁同步电机(PMSM)控制系统在复杂环境中具有较好的动态性能,伺服系统必须具有参数辨识和参数自整定的功能,而转动惯量与负载转矩辨识是其首要解决的问题。采用零阶保持器对电机运动方程进行离散化建模,考虑了摩擦系数对辨识结果... 为使永磁同步电机(PMSM)控制系统在复杂环境中具有较好的动态性能,伺服系统必须具有参数辨识和参数自整定的功能,而转动惯量与负载转矩辨识是其首要解决的问题。采用零阶保持器对电机运动方程进行离散化建模,考虑了摩擦系数对辨识结果的影响,将基于遗忘因子递推最小二乘辨识算法应用于该离散模型可以同时辨识出系统转动惯量、负载转矩和摩擦系数。同时,针对Matlab/Simulink中库模型参数不能在线动态修改的缺点,提出改进型PMSM模型,以此搭建了伺服系统的仿真控制模型,完成了定参数与变参数的动态仿真。最后,在stm32微控制器上进行了实验验证。仿真和实验表明该文提出的电机离散化模型和参数辨识方法具有一定的准确性和实时性,仿真结果验证了改进型PMSM模型在变参数仿真研究中的实用性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 动态性能 参数辨识 离散模型 遗忘因子递推最小二乘法

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基于动态遗忘因子递推最小二乘算法的船舶航向模型辨识 被引量：16

8

作者 孙功武 谢基榕 王俊轩 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第3期900-904,共5页

为提高遗忘因子递推最小二乘(RLS)算法辨识船舶航向运动数学模型参数的快速性和鲁棒性,在分析遗忘因子大小对算法特性影响的基础上,提出一种基于模糊控制的动态遗忘因子RLS算法。该算法从理论模型输出与实际模型输出之间的残差入手来构... 为提高遗忘因子递推最小二乘(RLS)算法辨识船舶航向运动数学模型参数的快速性和鲁棒性,在分析遗忘因子大小对算法特性影响的基础上,提出一种基于模糊控制的动态遗忘因子RLS算法。该算法从理论模型输出与实际模型输出之间的残差入手来构造评估参数辨识误差大小的评价函数,并将评价函数及其变化率作为模糊控制器的输入,利用模糊控制器结合制定的规则表进行模糊推理并计算遗忘因子的修正量,从而实现遗忘因子的动态调整。仿真结果表明,与恒定遗忘因子RLS算法的对比,该算法能够根据参数辨识误差实时调整遗忘因子的大小,使算法在模型参数平稳时有更高的辨识精度,在模型参数突变时有更快的收敛速度,验证了所提算法的优越性。 展开更多

关键词 动态遗忘因子 递推最小二乘算法 模糊控制 船舶航向模型 参数辨识

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DCE-MRI影像特征对乳腺癌激素受体、HER-2及三阴性乳腺癌的预测价值 被引量：11

9

作者 代婷 苏桐 +4 位作者 王锐 杨鸿羽 赵青 吕发金 欧阳祖彬 《磁共振成像》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期57-67,共11页

目的 探讨动态对比增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI)图像特征联合定量参数对乳腺癌激素受体、人表皮生长因子受体2 (human epidermal growth factor receptor-2, HER-2)及三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer, ... 目的 探讨动态对比增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI)图像特征联合定量参数对乳腺癌激素受体、人表皮生长因子受体2 (human epidermal growth factor receptor-2, HER-2)及三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer, TNBC)的预测价值。材料与方法 回顾性分析316例行乳腺MRI检查的乳腺癌患者的临床资料、DCE-MRI图像及定量参数,其中242例为训练组,74例为验证组。根据激素受体表达情况分为激素受体阳性组和阴性组;按照HER-2表达情况分为HER-2阳性组和HER-2阴性组;根据激素受体及HER-2表达状态分为TNBC和非三阴性乳腺癌组(non-triple-negative breast cancer, NTNBC)。比较训练组中不同类型乳腺癌MRI图像特征及定量参数的差异,运用logistic回归联合部分影像征象及定量参数预测激素受体阳性、HER-2阳性与TNBC,构建出相应的列线图,利用验证组进行验证,采用受试者工作特征(receiver operator characteristic, ROC)曲线、校正曲线、决策曲线分析(decision curve analysis, DCA)评估预测模型效能。结果 训练组中病灶大小、形状、毛刺、内部强化特征(internal enhancement characteristics, IEC)、非肿块样强化(non-mass enhancement, NME)、子灶、周围血管增多、腋窝淋巴结肿大、乳头改变等乳腺DCE-MRI图像特征在乳腺癌不同免疫组化结果及分子亚型组间存在显著差异(P均<0.05),定量参数中血管外细胞外间隙容积比(volume fraction of extravascular extra vascular space, Ve)则是激素受体阳性组大于阴性组(P<0.001),而TNBC的Ve小于NTNBC (P<0.001)。毛刺(P<0.001)、IEC(P=0.041)、NME(P=0.006)以及腋窝淋巴结肿大(P=0.029)可以鉴别激素受体阳性和阴性乳腺癌。训练组的曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.746(95%CI:0.681~0.811),敏感度、特异度及准确度分别为82.8%、52.9%及72.3%。验证组的AUC为0.829(95%CI:0.730~0.926),敏感度、特异度及准确度分别为78.7%、74.1%及77.0%。肿块形状(P=0.050)、毛刺(P=0.016)、NME(P=0.013)及腋窝淋巴结肿大(P<0.001)与HER-2阳性乳腺癌显著相关,结合上述特征构建HER-2阳性乳腺癌预测模型的AUC为0.733(95%CI:0.665~0.800),敏感度、特异度及准确度分别为55.6%、82.0%及73.1%。验证组的AUC为0.649(95%CI:0.507~0.791),敏感度、特异度及准确度分别为63.6%、65.4%及64.9%。联合病灶大小(P=0.010)、乳头改变(P=0.016)及Ve(P=0.007)构建的TNBC预测模型,训练组的AUC为0.689(95%CI:0.600~0.779),敏感性、特异度及准确度分别为80.0%、52.5%及57.0%,验证组的预测模型AUC为0.794(95%CI:0.662~0.927),敏感度、特异度及准确度分别为86.7%、67.8%及71.6%。训练组及验证组中激素受体阳性、HER-2阳性及TNBC预测模型的校正曲线均表明模型的一致性较高。DCA曲线显示,在较大阈值范围内,使用该模型具有的净收益更高。结论 乳腺癌DCE-MRI的影像特征及定量参数与激素受体及HER-2表达状态相关,具备无创预测激素受体阳性、HER-2阳性及TNBC的潜力。 展开更多

关键词 乳腺癌 三阴性乳腺癌 动态对比增强 磁共振成像 定量参数 激素受体 人类表皮生长因子受体2 预测模型

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机体杆端摆动轴承的摩擦力矩特性研究 被引量：1

10

作者 蒋迪永 杜学芳 +1 位作者 张帅 邓四二 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第11期1589-1595,共7页

针对频繁摆动工况中的轴承而言,要求其在良好的润滑密封性能基础上具有较小的摩擦力矩,为了减小机体杆端摆动轴承的摩擦力矩,对机体杆端摆动轴承的摩擦力矩特性进行了研究。首先,对机体杆端摆动轴承的主要部件进行了动力学分析;然后,根... 针对频繁摆动工况中的轴承而言,要求其在良好的润滑密封性能基础上具有较小的摩擦力矩,为了减小机体杆端摆动轴承的摩擦力矩,对机体杆端摆动轴承的摩擦力矩特性进行了研究。首先,对机体杆端摆动轴承的主要部件进行了动力学分析;然后,根据力学平衡关系,建立了机体杆端摆动轴承的动力学微分方程组;最后,开展了机体杆端摆动轴承主要的工况参数(包括:摆动频率、摆动幅值、径向载荷、轴向载荷和润滑脂摩擦系数)和结构参数(包括:内圈沟曲率半径、外圈沟曲率直径和钢球直径)对机体杆端摆动轴承摩擦力矩影响的研究。研究结果表明:摩擦力矩受轴承工况参数和内圈沟曲率半径的影响较大,而受外圈沟曲率直径和钢球直径的影响不大;机体杆端摆动轴承不仅不能承受太大的轴向载荷,而且还要保证其良好的密封性能;针对摩擦力矩特性的研究为机体杆端摆动轴承的设计和应用提供了理论支撑。 展开更多

关键词 双列调心球轴承 轴承摩擦性能 摩擦力矩影响因素 动力学分析模型 工况参数 结构参数

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科技人才需求预测的动态双因子模型 被引量：3

11

作者 郭亚军 刘赋 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1994年第5期530-533,共4页

建立了一种利用计划经济体制下的观测数据，预测未来市场经济体制下科技人才需求量的新方法──动态双因子预测法．并预测了辽宁省１９９４～２０００年科技人才的需求量及（带有学历约束的）补充量．

关键词 需求预测 动态双因子模型 科技人才

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基于VFF-RLS的力传感器的动态特性研究

12

作者 姚斌 张子豪 +1 位作者 代煜 张建勋 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期86-94,共9页

在科学实验与工业生产中,力传感器动态特性会直接影响传感器的精度,因此研究力传感器动态特性具有重要意义。针对应用于手术机器人的应变式力传感器动态特性难以满足精度要求的问题,文中研究了基于最小二乘参数辨识方法在力传感器振动... 在科学实验与工业生产中,力传感器动态特性会直接影响传感器的精度,因此研究力传感器动态特性具有重要意义。针对应用于手术机器人的应变式力传感器动态特性难以满足精度要求的问题,文中研究了基于最小二乘参数辨识方法在力传感器振动结构中的应用。由于递推最小二乘(RLS)对于二阶振动系统模型辨识难以同时保证快速性和抗干扰性,文中提出了一种基于可变遗忘因子的递推最小二乘参数辨识方法。首先,通过建立随机振动系统模型,对系统的输入/输出特性进行仿真与分析,确定了遗忘因子函数中的参数,仿真结果表明,文中提出的方法在保持更快收敛速度的同时,使参数辨识误差和收敛预测误差相比于RLS有明显的降低,相比于最小二乘有良好的时变性;然后,在阶跃测试标定法基础上对微创外科手术机器人力传感器的动态参数进行辨识,获得该传感器系统的结构动态特性,即固有频率和阻尼比。实验结果表明,文中提出的方法有较好的收敛性和稳定性,有效地提高了辨识精度。 展开更多

关键词 遗忘因子 振动结构 动态性能标定 递推最小二乘 参数辨识

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