Systolic算法和结构求解线性系统的极点配置问题

提出了一种Systolic算法和阵列结构,可并行求解大规模极点配置及可控性问题.仿真 结果表明,这种方法在计算上有很好的并行性.     

一种改进的矩阵幂运算及其性能分析

基于流水光总线的可重构线性阵列系统是一种建立在光总线上的并行高效计算模型。该文给出了一种LARPBS模型上改进的矩阵幂运算并行算法,并对其可扩展性和复杂性进行分析,通过分析可以看出,该算法是目前速度最快、成本最优的并行矩阵幂运算算法。     

大规模结构化二次规划并行算法

在内点算法(IPM)框架基础上,分析具有分块带边结构系数矩阵与箭形结构二次项的二次规划(QP)问题,导出其既约与最简既约修正方程.对既约修正方程系数矩阵进行置换,使其具有箭形分块结构,并结合该结构与解耦技术给出修正方程的并行求解算法,设计QP问题的并行IPM结构.在集群环境下的数值实验结果表明,该算法具有较好的加速比和...     

基于神经网络的特征结构并行提取算法研究

为并行实时地提取数据协方差矩阵的信号特征结构,从特征结构并行提取的约束优化问题表示入手,利用梯度方法和迭代法构建了可实时并行提取信号特征向量矩阵的直接神经网络求解法和基于能量函数的神经网络求解算法,并形成了相关迭代学习算法.理论分析表明当数据样本足够大时,算法的迭代结果就是数据协方差矩阵信号特征结构的一个良好估计,同时计算机仿真亦验证了算法的有效性.另外,仿真试验亦表明可以通过调节加权矩阵D的对角元来控制算法的收敛速度.     

分块带边结构线性规划并行算法

基于内点算法((Interior Point Method,IPM)框架,导出具有分块带边结构系数矩阵的线性规划(Linear Programming, I_P)问题的简化和最简修正方程,并证明最简修正方程的对角分块具有正定性。结合正定矩阵的Cholcsky分解和解藕技术设计了修正方程的并行求解方法,给出了LP的并行内点算法结构。集群环境下的数值实验表明,所提算法具有很好的加速比和可扩展性,适合求解大规模结构化工尹问题。     

二次特征值问题的并行Jacobi-Davidson方法及其应用

给出了求解二次特征值问题多个特征对的一种并行Jacobi-Davidson方法,该方法在子空间中求解投影矩阵的二次特征值问题,利用校正方程的解扩充子空间,并以某型号机翼在结构动力分析中的二次特征值问题为例,在多处理机并行系统IBM-P650上进行了数值试验,试验结果表明该算法具有较高的加速比和并行效率.     

密度泛函微扰理论中响应密度矩阵的迭代求解算法研究

针对密度泛函微扰理论中响应密度矩阵的计算问题，提出了一种全新的Sternheimer方程的并行求解方法，即通过共轭梯度算法和矩阵直接分解算法对Sternheimer方程进行求解，并且在第一性原理的分子模拟软件FHI-aims中实现了这两种算法。实验结果表明采用共轭梯度算法和矩阵直接分解算法的计算结果精度较高，相比传统方法的计算结果误差较小，且具有可扩展性，验证了新的Sternheimer方程中线性方程求解的正确性和有效性。     

一类广函数--纵横矩阵加工广函数

提出具有某些相同算法特征的广函数的概念,并且具体讨论了纵横矩阵加工广算法这一类广算法的定义和定理,直接推导出这类广算法的串行、倍增并行、纵横并行、多维并行等各种不同的算法.进一步以Bitonic排序问题和包括一阶递推方程在内的一类一阶递推方程的求解这两种十分不同的问题为例,把它们化成为纵横矩阵加工广函数,就可以自然地得到各自的不同的各种并行算法.并以（m,N）选择问题为例说明,一旦发现它是纵横矩阵加工广函数,就容易得到该问题的常数效率新算法,而不是并行台数增大时,效率趋向于0.     

一种基于PETSc的热传导方程大规模并行求解策略

提出了一种大规模热传导方程并行求解的策略,采用了分布式内存和压缩矩阵技术解决超大规模稀疏矩阵的存储及其计算,整合了多种Krylov子空间方法和预条件子技术来并行求解大规模线性方程组,基于面向对象设计实现了具体应用与算法的低耦合.在Linux机群系统上进行了性能测试,程序具有良好的加速比和计算性能.     

矩阵方程的分布式求解算法研究概述

近年来,随着大规模网络的兴起和分布式优化理论的广泛应用,矩阵方程的分布式求解算法研究也受到了越来越多的重视.矩阵方程的计算求解在理论和工程领域都有着重要的意义.在多智能体网络下的分布式计算问题中,矩阵方程中的数据信息按照各种方式进行划分,单个智能体只能够获取其中的一份数据,然后通过与其邻居智能体进行信息交互,最终合作求解出不同类型的符合方程要求的解.本文集中讨论了近几年来针对线性代数方程、几类不带约束和带约束线性矩阵方程、以及其他矩阵相关的分布式计算和求解问题,介绍了投影一致方法、转化成分布式优化问题再求解的方法、以及针对特殊矩阵如稀疏矩阵的信息传递方法等分布式算法设计方法.最后,简要总结全文以及对分布式矩阵计算方向的研究进行了展望.     

LQ优化的并行化方法

本文提出了两种有效的并行ＬＱ优化算法，分别用于求解多输入及单输入情况下控制参数合成。这两种算法都可以用脉动阵列结构并行实现，通过对数据流时序以及控制器利用率的分析，说明了并行的有效性。     

Linear rotation based algorithm and systolic architecture for solving linear system equations

A linear rotation based algorithm is proposed for solving linear system equations, Ax = b. This algorithm modified the conventional Gaussian elimination method and can avoid the problems of numerical singularity and ill condition. In this study, the implementation of a trapezoidal systolic array of n²/2 + n −2 processors as well as a linear array of n processors are accomplished for this algorithm. The trapezoidal systolic array performs the triangularization of a matrix A by using the modified linear rotation algorithm; while the linear array performs the backward substitution for evaluating the solution of x. The computing time for solving a linear equation system will be O(5n) time units. Also an implicit representation of the elimination factor by means of the sign parameter sequence instead of an numerical value is introduced for simplifying the hardware complexity. It is clear that this systolic architecture is simple, uniform, and regular, and therefore well suitable for the implementation of a VLSI chip.     

参数估计的Systolic算法

本文根据最小二乘原理在三角形Ｓｙｓｔｏｌｉｃ阵列上实现了单输入单输出系统的递推参数估计算法，首先利用矩阵的三角分解给出了待估参数及协方差阵的递推公式，然后利用正交平面旋转并结合三角形Ｓｙｓｔｏｌｉｃ阵列的特点给出了相应的Ｓｙｓｔｏｌｉｃ递推参数估计算法，最后还考虑了算法实现时的性能指标，其后是一些数值仿真结果，由于文中利用了正交平面旋转，因而所得算法是数值稳定的。     

非线性二次矩阵方程的多分裂法

本文针对系数矩阵为方阵的非线性二次矩阵方程AX2+BX+C=0,结合多分裂法及牛顿法,给出了二次矩阵方程的两种迭代算法。同时,运用积分中值定理,对所得算法的收敛性进行了分析,得到相应算法的收敛性定理。最后,通过数值示例,对文中论述进行了强有力的验证。     

Systolic算法和阵列结构执行固定区间平滑

基于平方根算法提出了一种适合于并行计算的固定区间平滑的Systolic算法,这种算法 使得计算的快速性和数值稳定性都得到了提高.文中还提出了一种有效的脉动(Systloic)阵 列结构来实现此并行算法.对容错算法、处理器的利用率及计算速度作了简要地分析.     

An algorithm for solving the matrix equation X = FXF T + S

A now algorithm for solving the matrix equation X = FXF ^T + S, which is important in the control system design, is presented in this paper. The algorithm is based on the QR algorithm for finding the eigenvalues of a matrix and works efficiently for large dimensional problems. A simple example is given to illustrate the algorithm. The method is also applicable to other types of equations such as the Lyapunov equation A ^T X + XA + B = 0.     

状态反馈极点配置的直接方法

本文研究了线性时不变系统x=Ax+Bu,y=Cx,引进状态反馈u=-Kx任意配置 闭路极点问题.文中通过矩阵[sI-A]-1B的右既约分解矩阵,导出了闭路系统特征方程的 p×p维多项式矩阵行列式表示式(p=rankB).利用这一表示式直接配置闭路极点,计算反 馈矩阵K.文中同时给出了计算矩阵[sI-A]-1B右既约分解矩阵的一种新算法.最后举例 说明了它们的应用,并进一步讨论了K矩阵的灵活算法.     

Systolic arrays for parallel matrix g-inversion and finding Petri net invariants

Solution of a homogeneous system of linear equations is basic to finding Petri net invariants, dimensional analysis and balancing of chemical equations. This paper describes a new algorithm for this problem based on matrix generalized inverse computation that can be implemented using instruction systolic arrays.     

求Sylvester矩阵逆矩阵的快速算法

本文利用m+n阶Sylvester矩阵的位移结构并在假设该矩阵的所有顺序主子矩阵可逆的条件下给出了求解Sylvester矩阵的逆的一种快速算法.该算法所需计算量为O(m+n)~2,而高斯-约当消去法所需计算量为O(m+n)~3.最后通过数值算例说明了算法的有效性.