关键词： 活性污泥数学模型   遗传算法   灵敏度分析   参数校正  

摘要： 活性污泥法具有处理范围宽广、运行效率高、抗干扰能力较强等优点,在世界各地都得到了广泛的应用。数学模型在活性污泥法工艺研究中起着非常重要的作用,建立可靠的数学模型能够准确地预测出污水处理厂实际的出水成分,但目前活性污泥数学模型的推广和应用仍存在一定的问题,其中模型参数问题尤为严重。 针对遗传算法存在着早熟、收敛速度慢以及局部搜索能力较差的缺陷,本文提出了一种基于克隆选择策略的改进遗传算法(Clonal Selection Genetic Algorithm,简称CSGA),通过测试函数实验证明该算法的性能优于标准遗传算法。 分析活性污泥数学模型和二沉池模型的发展历程和研究现状,基于ASM1并结合Takacs双指数沉降速率二沉池模型,建立某Orbal氧化沟活性污泥处理过程的仿真模型,并进行稳态模拟和动态模拟,计算出水模拟值与监测值的误差：其中出水COD和TN模拟误差较小,出水SNH模拟误差较大。 对模型中的化学计量数和反应动力学参数进行灵敏度分析,选择Ya、Yh、Koh、ηg、μa、Knh、Koa、O2、O3和O4这11个灵敏度较高参数,分别采用GA与CSGA对这些参数进行校正。对校正后的模型进行动态模拟,计算出水模拟值与监测值的误差,经两种算法校正后模型的动态模拟误差均明显减小,且经CSGA校正后的模拟误差比GA校正后的模拟误差更小,进一步提高了模型的准确性。 由于TN出水浓度超标率较高,采用CSGA对模型中的运行参数和工艺参数进行优化,使TN平均出水浓度从18.82mg／L下降至12.91mg／L,超标率从97.7%下降至29.17%,优化效果较为明显,经优化后的出水基本可以安全排放。

ISBN: (纸本)9787302335306

关键词： 人工智能   坐标系   模式库匹配   多模型扩展   数学统计算法  

摘要： 随着科学技术的突飞猛进,机器人的发展已经不局限于简单地某一重复运动方式,人们在探讨一种更为先进的人工智能机器人,除了具有简单机器人的特点之外,它们还具有某些智能,能够自适应地去学习,并在学习的过程中不断完善自身,逐步进化以至于达到能够创造。当然现在还只是某种设想,将来的那一天就有可能会实现；不过现有的技术还是使得机器人具备一定的智能。 利用风靡全球的robocode开发引擎可以设计出优秀的智能机器人坦克；它不是建立在一种特定的硬件平台上,而是虚拟的软件开发平台,这样就可以更好地利用计算机强大的运算能力在软件上先模拟出机器人坦克模型,为后期特定的硬件平台提供一定意义上的技术支持与准备工作。 本论文利用此开发引擎,再结合Java开发的工具包和集成开发环境Eclipse的使用,开发出具备一定学习能力的机器人坦克模型。其中主要采用了统一的建模语言(UML)思维构架,利用目前十分流行的MVC框架模式,重构了先前分布编写的基于直角坐标系的各个模型区代码,整合了全局体系结构。另外,数学统计的算法是基于直角坐标系更进一步的非全局势匹配算法,克服了全局算法的没有学习性和需要一定运动规律的特点,经过仿真测试发现在适用性上确实有所增强。 最后还扩展了多个模型存在于战场的情况,可以是一对多模式也可以是混战的模式,但其他机器人坦克模型的数据占据优胜的先决条件,所以主要讨论了这些数据以什么样的方式组织和存放起来,这样之后的各种其他算法取用这些信息就很方便。

关键词： 智能组卷   遗传算法   退火算法  

摘要： 随着考试制度的不断推进,智能组卷问题得到更多的关注。面对传统随机式组卷方式的低效和组卷质量低劣问题,将行之有效的算法理论应用到组卷问题中成为必然。文章主要介绍在解决智能组卷问题上,遗传模拟退火算法作为改进的遗传算法所体现出的高效性和优越性,以及其系统实现的可行性。

关键词： 高中数学   算法思想   教学现状  

摘要： 随着现代信息技术的飞速发展,算法作为计算机技术的核心越来越受到世界各国的重视,算法思想也成为现代人所必须具备的一种数学素养。新课标不但要求学生要掌握算法的基本知识,而且要求将算法思想贯穿到高中数学的始终。然而,一线教师对算法思想的情况到底如何,在哪些知识模块中可以渗透算法思想；如何有效的对算法思想进行渗透等这些问题却鲜有人研究。本文在整理前人研究现状的基础上,对算法思想在教学中的渗透情况进行了调查与研究。通过问卷调查和访谈,发现在算法课程定位上存在以下问题： 1.对“算法”教学重视不够,认为算法在教学中处于从属地位； 2.算法思想渗透教学的情况很不乐观； 3.对算法概念的认识不够全面； 4.教学重难点定位有偏差； 5.教师培训的实效性不高； 6.对数学和信息技术上对算法要求的区别含糊不清。 基于以上在调查中发现的问题,笔者通过访谈一线教师,并和一些这方面的专家进行了交流,提出了以下几点建议,希望能为教师对算法的定位提供一些参考： 1.重视对算法思想的教学； 2.在教学时对算法思想进行持续渗透； 3.将符合初中学生认知水平的算法知识放入到初中数学课中去； 4.促进对算法内容评价方式的多样化； 5.对教师进行有针对性、有层次的培训； 6.注重与信息技术的有效整合。 由于受到笔者自身理论水平等各方面的限制,本次研究结果可能具有一定的局限性。但算法的教学以及算法思想的渗透是一个崭新的、富有挑战性的研究领域,还有很多问题有待解决。比如在高考的指挥棒作用下,如何对算法思想进行考查和评价。算法思想充分体现了把现实世界中的问题转化为数学问题的思维过程,是数学中一种重要的数学思想,希望有更多的人给予关注并参与其中。

关键词： MATHEMATICAL models   ESTIMATION theory   ALGORITHMS   CURVE fitting   MATRICES   SYSTEMS theory  

摘要： An eigensystem realization algorithm (ERA) approach for estimating the structural system matrices is proposed in this paper using the measurements of acceleration data available from the real crash test. A mathematical model that represents the real vehicle frontal crash scenario is presented. The model's structure is a double-spring-mass-damper system, whereby the front mass represents the vehicle-chassis and the rear mass represents the passenger compartment. The physical parameters of the model are estimated using curve-fitting approach, and the estimated state system matrices are estimated by using the ERA approach. The model is validated by comparing the results from the model with those from the real crash test.

关键词： 算法初步   多项式   秦九韶算法   高中数学   教学方式   教学探究  

摘要： 1引言随着现代信息技术飞速发展,算法在科学技术、社会发展、生活中发挥着越来越大的作用,算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养.开设"算法初步",利于培养学生分析问题和解决问题的能力,利于提高学生思维的逻辑性、条理性和精确性.随着新课程的全面深入,关于算法的"教与学"的问题已经引起了师生的广泛关注.由于算法的课程内容对于很多数学老师来说是比较陌生的,在具体实践中又没有现成的经验可以"拿来我用",因此给教师的教学带来了全新的挑战.二十世纪末,计算机大师***提出"计

关键词： 课程改革   算法多样化   算法优化  

摘要： 算法多样化是数学课程改革的产物,它的提出是重新审视教学价值观、过程观的结果。它标志着学科的教育价值、师生关系、教学方式的转变。本文通过对新课程标准的研究，结合教育实习及多位教育专家在算法多样化方面的研究成果，阐述算法多样化在小学数学中的重要意义,探讨怎样从思维的角度出发，培养学生算法多样化的能力。

关键词： multilevel method   algebraic multigrid   numerical multilinear algebra   canonical tensor decomposition   CANDECOMP   PARAFAC   alternating least squares  

摘要： A new algorithm based on algebraic multigrid is presented for computing the rank-R canonical decomposition of a tensor for small R. Standard alternating least squares (ALS) is used as the relaxation method. Transfer operators and coarse-level tensors are constructed in an adaptive setup phase that combines multiplicative correction and bootstrap algebraic multigrid. An accurate solution is computed by an additive solve phase based on the full approximation scheme. Numerical tests show that for certain test problems our multilevel method significantly outperforms standalone ALS when a high level of accuracy is required.

关键词： 数学形态学   边缘检测   多结构元   多尺度  

摘要： 边缘检测在数字图像处理中扮演着非常重要的角色。传统的边缘检测算子，比如Roberts算子，Sobel算子，Prewitt算子，Laplace算子均是线性滤波方法，在边缘检测中存在检测不完整、边缘模糊等缺点。数学形态学是一种非线性图像处理和分析理论，而且具有一套非常完整的理论知识、方法和算法体系。它是以图像的形态特征为研究对象，具有简化图像数据，保持图像的基本形态特征的特点，因此被广泛应用于图像处理的各个领域。 本文首先介绍了图像边缘检测的背景、发展和意义。接着介绍了数学形态学的基本理论知识，分析和对比了各个运算的特点和优缺点，从二值形态学推广到灰度形态学，而且分别介绍了二值形态学和灰度形态学在图像处理中的一些应用。然后介绍了现有的一些边缘检测算法，就经典的边缘检测算子（比如Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子Robinson算子等）与线性的边缘检测算子（即Canny算子、LOG算子等）的思想和性质进行了探讨和研究，同时给出了新兴的一些边缘检测算子（数学形态学算子，模糊检测算子和小波检测算子等），并分析其中的优缺点。其次，基于传统的形态学边缘检测算子，对现有的抗噪型形态学算子进行了改进和修正，并结合多结构元多尺度的概念，本文提出一种新的抗噪型多结构元多尺度形态学边缘检测算法。 最后，针对路面裂缝图像边缘检测，提出了结合改进的中值滤波的形态学边缘检测算法，实验证明了该算法是一种比较可行的算法，具有很好的应用价值。