空间体热分形扩散的控制

对空间有源热扩散物体,本文给出了热扩散分形生长的非线性动力学系统,研究了空间体热扩散分形生长的预测和热扩散分形生长的控制.通过分析生长概率与干扰项之间的数量关系,得到了不同源项对分形生长的影响.通过构造指数函数形式的非线性干扰项和内热源项,验证了空间体热扩散分形生长控制的有效性,为合理选择控制参数和控制区域提供了有效的方法.     

一种PID参数整定的粒子群优化算法

提出了一种PID控制器参数整定的粒子群优化算法。该方法首先通过定义一个包含系统超调量、上升时间和稳态误差指标项的适应度函数,并根据系统的实际控制要求对各指标项适当加权。之后由带收缩因子的粒子群算法对PID进行多目标寻优,从而实现PID控制器的自动参数整定。仿真结果表明,该方法优化得到PID控制器的综合性能优于常规方法得到的PID控制器。     

有理分形插值曲线的约束和单调保持EI北大核心CSCD

传统的多项式分形插值中,分形曲线曲面的局部形状约束和调整是一项困难的工作.为了使分形曲线能够在很好地逼近不规则数据的同时具有形状可调性,提出一种有理样条分形插值方法.首先基于经典的有理三次样条构造了1C连续的有理样条分形插值函数,这种有理分形插值函数的构造允许嵌入形状参数,以至于分形曲线的形状能够通过对尺度因子和形状参数的约束进行调整;然后研究了该插值函数的一些分析性质,包括一致收敛性和稳定性;最后基于构造的有理分形插值函数,通过对迭代函数系统参数的约束,分别给出了约束和单调曲线插值系统.实例结果表明,利用该方法可以将传统非递归形状可调插值分形一般化;形状参数的嵌入使得分形插值函数具有良好的拟局部性,为分形曲线的形状调整提供了有效的工具.     

不确定非线性系统的直接自适应神经网络控制

为解决一类带干扰的不确定非线性系统中存在的两类未知项——未知函数和外界干扰,采用了直接自适应神经网络控制方法设计控制器。控制器设计中利用径向基函数神经网络良好的逼近性来近似未知函数,利用非线性衰减项来抑制干扰。所用方法结构简单、算法简洁,在一定条件下稳定性和收敛性能定性地得到保证。最后,仿真结果证明了该方法是正确的。     

基于EKF滤波的倒立摆神经网络控制研究

为解决一类带干扰的模型不确定倒立摆系统中存在的两类未知项——未知函数和外界干扰,采用了基于Lyapunov函数稳定性的神经网络控制方法设计控制器。控制器设计中利用扩展卡尔曼滤波(EKF)消除系统观测噪声,获取系统状态的估计值,进而利用径向基函数(RBF)神经网络良好的逼近性来近似设计的控制律中的未知项。最后在倒立摆系统中对设计的神经网络控制器进行了仿真研究,仿真结果表明所设计的控制器能有效抑制外界干扰,在精确控制倒立摆的同时可以保证控制系统的稳定性和快速性。     

IFS分形造型的参数插值研究

根据迭代函数系统理论,结合计算机图形学方法,研究自然景物的分形造型问题,建立一类具有可预见性和可控性的参数控制模型并讨论了参数插值的收敛条件.基于静态插值、动态插值和插值等3种插值方式,将一迭代函数系统的分形图形作为种子图形,应用插值参数控制种子图形的演化变形,得到一系列新的变形图形,实现对IFS吸引子分形的可预见性和可控性的控制.实验结果表明,利用该方法能直观有效地获得大量变化多端的分形图.     

有理分形插值曲线的约束和单调保持

传统的多项式分形插值中,分形曲线曲面的局部形状约束和调整是一项困难的工作.为了使分形曲线能够在很好地逼近不规则数据的同时具有形状可调性,提出一种有理样条分形插值方法.首先基于经典的有理三次样条构造了1C连续的有理样条分形插值函数,这种有理分形插值函数的构造允许嵌入形状参数,以至于分形曲线的形状能够通过对尺度因子和形状参数的约束进行调整;然后研究了该插值函数的一些分析性质,包括一致收敛性和稳定性;最后基于构造的有理分形插值函数,通过对迭代函数系统参数的约束,分别给出了约束和单调曲线插值系统.实例结果表明,利用该方法可以将传统非递归形状可调插值分形一般化;形状参数的嵌入使得分形插值函数具有良好的拟局部性,为分形曲线的形状调整提供了有效的工具.     

基于粒子群优化算法的分形图像压缩编码

针对基本分形图像方法中编码时间过长的问题和提高IFS自适应图像压缩编码方法的适应能力,在按人类视觉对比灵敏度分类的基础上,提出了一种源于鸟群捕食系统模型的粒子群优化算法（PSO）的分形图像IFS自适应压缩编码的新算法,这种自适应编码算法利用图像的自相似性以及应用PSO在分形编码过程中局部迭代函数系统（PIFS）参数的搜索。通过Matlab6．0实验仿真实验结果表明,此方法有效减小了搜索空间,加快了编码速度。基于视觉特性的粒子群分形编码算法明显优于传统的分形块编码算法。     

基于粒子群优化算法的分形图像压缩编码

针对基本分形图像方法中编码时间过长的问题和提高IFS自适应图像压缩编码方法的适应能力,在按人类视觉对比灵敏度分类的基础上,提出了一种源于鸟群捕食系统模型的粒子群优化算法（PSO）的分形图像IFS自适应压缩编码的新算法,这种自适应编码算法利用图像的自相似性以及应用PSO在分形编码过程中局部迭代函数系统（PIFS）参数的搜索。通过Matlab6．0实验仿真实验结果表明,此方法有效减小了搜索空间,加快了编码速度。基于视觉特性的粒子群分形编码算法明显优于传统的分形块编码算法。     

构造IFS分形图的外部参数模型

迭代函数系统(IFS)是构造分形图的典型方法,基于仿射变换利用参数调整来生成IFS分形图是常见的一种方法,如何建立适当的参数模型是问题的关键。虽然目前已经有多种参数算法,但如何克服参数选取的随意性及分形造型的不可预知性问题还有待于深入的研究。本文建立了具有几何直观意义的外部参数模型,通过引入外部参数间接调控原迭代函数系统中的内部参数,产生新的迭代函数系统,使得能够按照一定的图形设计规则控制分形图的演化。实验结果表明,利用该算法能直观有效地获得大量形态各异的分形图。     

柴油机碳烟颗粒物的分形生长分析与凝聚控制

本文针对柴油机械的主要排放颗粒物–碳烟颗粒物,基于其分形生长物理数学模型,模拟了单微粒与单微粒、单微粒与团簇、团簇与团簇凝聚体碰撞的形态结构,结合碰撞频率,利用主要环境因素干扰对柴油机碳烟颗粒物的分形生长进行凝聚控制,使其凝聚成规则的几何体或密度较大的颗粒物,减少表面积和复杂度,减小粘滞阻力和对有毒颗粒物的吸附,以便于捕捉器的捕捉或沉降,实现了环境污染的防控.数值仿真结果表明此凝聚控制分析是可行、有效的,这将有助于理解和分析实际碳烟颗粒物非平衡凝聚生长的物理机制和动力学行为,为进一步降低可吸入性柴油机颗粒物的排放提供思路.     

团簇-团簇聚集模型及模拟实现

概述了分形及其应用,介绍了团簇一团簇聚集(Cluster-Cluster Aggregation)模型及其维数,给出了该模型的一种模拟分形生长算法,在VC 6．0下实现了CCA分形生长的模拟及维数计算,并对结果进行了分析和讨论。本文方法能在普通微机上较好地实现CCA分形生长模拟,在小规模粒子时,能动态观察分形生长的过程,实时性较好。     

LS文法绘制分形树的参数化设计

在分析了随机LS文法生成分形树的基本原理,各分形元的实现过程和随机选择的原则之后。提出了参数化设计的思想,然后研究了如何在生成分形树时,利用生长角度参数a和概率控制参数U、V来控制树形,绘制了分形树在多种参数值下的形态,并对该参数化设计的应用做了一些拓展。     

Aggregate growth and breakup in particulate suspension flow through a micro-nozzle

A computational study is reported on the growth of aggregates in flow of a particulate suspension through a micro-nozzle. The study employs a soft-sphere discrete element method (DEM) with van der Waals adhesion force between the particles in two-dimensional, incompressible channel flow. A new computational approach for particle transport in complex domains is developed which uses a background Cartesian grid for efficient flow field interpolation at the particle locations, together with a level-set method to represent the nozzle boundaries in the particle computation. Three mechanisms for the growth or breakup of particulate aggregates in the micro-nozzle are examined: (1) enhanced particle collision due to lateral compression as fluid elements pass through the nozzle, (2) stretching of aggregates due to axial stretching of fluid elements, and (3) collision and intermittent adhesion of particles to the nozzle wall. The first of these mechanisms leads to aggregate growth, and the second to aggregate breakup. The wall collision and adhesion mechanism can enhance either aggregate growth or breakup, but it is found in most cases to be a primary agent in the breakup of incident aggregates as part of the aggregate attaches to the nozzle wall and is torn from the remainder of the aggregate due to the high shear near the walls. Simplified models for these processes are developed and used to interpret the trends observed in the DEM simulations. The effects of particle adhesion parameter, particle size and density, particle concentration, and nozzle geometry are examined. It is found that passage of a particulate suspension through a nozzle can lead to either a substantial decrease in aggregate size or a modest increase under different conditions, depending in part on the size of the incident aggregates.     

金属磨粒分形参数的计算

为了便于分析研究设备的磨损状态等相关性规律，研制了基于计算机的磨粒图像轮廓识别和轮廓分形参数分析软件。在获取磨粒图像链码的基础上，利用该软件对销一盘试验机采集的磨粒进行分析，发现磨粒分形维数的变化与磨损状态有一定对应关系。该软件为磨粒分形特征与磨损状态相关性规律的研究，提供了简便快捷的手段。     

Adaptive rational fractal interpolation function for image super-resolution via local fractal analysis

Image super-resolution aims to generate high-resolution image based on the given low-resolution image and to recover the details of the image. The common approaches include reconstruction-based methods and interpolation-based methods. However, these existing methods show difficulty in processing the regions of an image with complicated texture. To tackle such problems, fractal geometry is applied on image super-resolution, which demonstrates its advantages when describing the complicated details in an image. The common fractal-based method regards the whole image as a single fractal set. That is, it does not distinguish the complexity difference of texture across all regions of an image regardless of smooth regions or texture rich regions. Due to such strong presumption, it causes artificial errors while recovering smooth area and texture blurring at the regions with rich texture. In this paper, the proposed method produces rational fractal interpolation model with various setting at different regions to adapt to the local texture complexity. In order to facilitate such mechanism, the proposed method is able to segment the image region according to its complexity which is determined by its local fractal dimension. Thus, the image super-resolution process is cast to an optimization problem where local fractal dimension in each region is further optimized until the optimization convergence is reached. During the optimization (i.e. super-resolution), the overall image complexity (determined by local fractal dimension) is maintained. Compared with state-of-the-art method, the proposed method shows promising performance according to qualitative evaluation and quantitative evaluation.     

二维Logistic映射中混沌与分形的研究

研究了二维Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射非线性动态行为的普适特征后发现,控制参数不同,二维Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射可分别按Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ途径、Ｒｕｂｅｌｌｅ－Ｔａｋｅｎｓ－Ｎｅｗｈｏｕｓｅ方案和Ｐｏｍｅａｕ－Ｍａｎｎｅｖｉｌｌｅ途径走向混沌,且在控制参数空间中的较大区域,其通向混沌的道路与Ｈｏｐｆ分岔有关,在这些途径上可观察到锁相和准周期运动。同时对二维Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射的分形研究表明,控制参数不同,分     

基于真菌生长模型的分形图象生成算法

基于真菌生长模型，建立了环境自适应的参数L-system.在考虑真菌内营养物流动控制生长的基础上,充分考虑环境对真菌生长的影响.在此基础上，提出了基于真菌生长模型的分形图象生成算法,生成的图象分支自然、协调.通过环境调整,可有效控制图象的生成风格,特别适合工业图案设计和动画图案设计等领域.     

An online activation moments determination for steady-state optimization

A method for an activation moments determination of steady-state optimizing control is developed for systems subject to disturbance inputs. This method is based on the deviation between the performance index of the controlled process and its optimal value. The estimate of the deviation is online, carried out based on the approximation of the performance index optimal value, which is a function of the disturbance inputs. It is assumed that the disturbance inputs as a representation of disturbances are available on the basis of measure and predication. The system implemented proposed method cooperates in the natural way with the scheduling algorithm of the control computer. A practical utility of the proposed approach has been presented by application to the control of a simulated stirred-tank reactor. The proposed method for the activation moments determination has been compared with the periodical activation method.