区域分解算法的最优边界控制方法

研究椭圆型方程的区域分解算法.使用边界控制的方法确定区域界面上方程解的值和正则化方法克服控制问题的不适定性.将区域分解算法的关键步骤--确定区域界面上方程解的值转化为一个边界控制问题,引入正则化方法克服了原控制问题的不适定性,证明了正则控制解的收敛性,给出了表征最优控制的耦合方程组,从而使得未知解在区域界面上的值可通过求解一系列耦合方程得到.区域分解算法可利用边界控制的方法实现.     

求解偏微分方程反问题的改进基因表达式编程算法

为了求解复杂函数反问题,在经典的基因表达式程序设计（GEP）算法基础上,采用锦标赛选择方式和独特的适应值函数来提高算法的收敛速度和效率,并利用正向求解偏微分方程的有限元方法及求解反问题的正则化方法,设计一种基于改进GEP（IGEP）的偏微分方程参数识别反问题的求解算法.对有代表性的微分方程和偏微分方程参数识别问题进行数值实验,结果表明,该算法在运行时间和预测精度上得到了较好的结果,从而验证了IGEP算法的有效性.     

Dirichlet边界条件的声波散射问题的两种数值方法

利用单层位势理论将声波散射的外边值问题转化为第一类边界积分方程,采用迭代的Tikhonov正则化和改进的Tikhonov正则化方法求解,给出了二维空间的数值实例。与Nystrom方法相比,计算简单得到的精度却一样。     

对二阶数值微分算法的一些改进与对比试验研究

基于Tikhonov正则化方法,对一种第一类Fredholm积分方程进行离散正则化处理,得到了求解一类带扰动离散数据二阶导数的稳定算法,它在数据的误差水平已知和未知情况下均可应用.基于Richardson外推算法对半离散正则化算法进行了改进.最后设计了全面、系统的数值试验,对现行几种二阶数值微分算法的性能进行测试、比较...     

正则化模型修正法在桥梁损伤识别中的应用

以基于灵敏度分析的有限元模型修正方法为基础,结合Tikhonov正则化方法,将利用模型修正来识别桥梁结构损伤的反问题转化为一个标准的、带置信区间的非线性最小二乘优化问题求解,并最终确定结构的损伤位置与程度。以简支桥梁模型为例的损伤识别数值模拟表明,正则化方法的引入可有效恢复模型修正过程的适定性,显著降低噪声的影响,避免损伤误判的出现。     

基于局部基本解法的声学反问题模拟及Matlab实现

针对柯西声学反问题，即部分边界信息未知的声学问题，本文采用局部基本解法，对基于局部基本解法的声学反问题模拟及Matlab实现进行研究。采用新型半解析无网格配点法，将中心节点处的声压表示成局部支撑域内支撑节点处声压的线性组合，再通过可测边界节点的已知物理量，使内部节点和不可测边界节点的声压值满足控制方程，建立一个大型稀疏线性方程，获得不可测边界的声压值。同时，给出局部基本解法的计算模型及其数值离散格式，并以Matlab为软件平台，设计了声学反问题仿真计算程序，开发了图形用户界面(graphics user interface, GUI)。仿真结果表明，该方法计算精度高，数值稳定，对含有噪声的边界数据可得到较好的反演结果。该研究为声学反问题的数值模拟提供了一种新的思路。     

求解不适定问题的TSVD正则化方法

介绍了求解反问题中的不适定问题的TSVD正则化方法，给出了TSVD正则解的误差分析。给出了正则参数的先验选取，并通过正则参数的先验选取证明了正则解的误差具有渐进最优阶。从数值实现角度看，TSVD正则化方法是求解不适定问题的十分有效的方法。     

走时层析成像的迭代Tikhonov正则化反演研究

针对反问题求解常遇到不适定的困难,采用奇异值分析的方法探讨了层析成像反演方程的不适定特征,研究了利用迭代Tikhonov正则化方法求解二维走时层析成像问题.该方法是一种拟线性化的反演算法,采用L曲线法确定最优正则参数,拟定了四个有效的反问题迭代收敛准则,得到在残差范数和解的范数之间取最优折衷的解.核心异常数值化模型的计算结果表明,该方法比传统的联合迭代重建算法(SIRT)收敛快、精度高.     

对流-扩散方程逆过程反问题的稳定性及数值求解

对流-扩散方程逆过程反问题是一不适定问题. 利用 Fourier分析理论研究了该类反问题,得到了在空间L2中的稳定性定理. 利用Tikhonov正则化方法给出了一种反演算法. 数值模拟结果表明,利用此方法求解对流 扩散方程逆过程反问题具有稳定性好、精度高的特点.     

丰满混凝土重力坝渗透系数反演分析

采用三维有限元数值计算方法和正则化的最小二乘优化方法,根据丰满大坝１９７２～１９８５年坝体和坝基扬压力及漏水量观测数据,反演得到了坝体混凝土和坝基岩石的渗透系数,所采和的正则化方法解决了反问题的稳定性问题,而反演的唯一的问题通过填加剂条件（漏水量）得到解决。     

丰满混凝土重力坝渗透系数反演分析

采用三维有限元数值计算方法和正则化的最小二乘优化方法,根据丰满大坝１９７２～１９８５年的坝体和坝基扬压力及漏水量观测数据,反演得到了坝体混凝土和坝基岩石的渗透系数．所采用的正则化方法解决了反问题的稳定性问题,而反演的唯一性问题通过填加补充条件（漏水量）得到解决．     

纺织材料厚度设计反问题

提出了基于热湿传递稳态模型的纺织材料厚度设计反问题,并根据正则化思想将反问题的求解归结为函数极小化问题。利用常微分方程组的正演算法与函数极小化问题的一维搜索,构造了反问题正则化解的一类迭代算法,并证明了算法的收敛性。数值模拟试验验证了算法的有效性和反问题提法的合理性。     

区间离散时滞广义系统的状态反馈鲁棒H_∞控制

讨论一类区间离散时滞广义系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题。在给出区间离散时滞广义系统的等价描述后,基于系统参数不等式,得到问题可解的充分条件,并给出状态反馈控制器显式表示。所得的控制器保证闭环系统正则,具有因果关系,稳定并且满足给定的H∞性能指标。数值例子说明了该方法的正确性.     

离散不确定广义系统的H∞保成本控制

研究了一类不确定性的离散广义系统的H∞保成本控制问题,基于系统参数矩阵不等式得到了问题可解的充分条件,并给出了H∞保成本控制器的设计方法.所得到的控制器保证了闭环系统正则、因果、稳定并且满足给定的H∞性能指标,对所有容许的不确定性,保成本性能指标不超过某个确定的上界.用数值示例说明了所给方法的有效性.     

离散不确定广义系统的H∞保成本控制

研究了一类不确定性的离散广义系统的H∞保成本控制问题,基于系统参数矩阵不等式得到了问题可解的充分条件,并给出了H∞保成本控制器的设计方法.所得到的控制器保证了闭环系统正则、因果、稳定并且满足给定的H∞性能指标,对所有容许的不确定性,保成本性能指标不超过某个确定的上界.用数值示例说明了所给方法的有效性.     

时滞相关不确定广义系统的鲁棒H∞控制

讨论一类具有参数不确定性的状态时滞和具有外部干扰的线性广义系统的鲁棒H∞控制问题.不确定性假设是范数有界的,采用线性矩阵不等式处理方法,得到不确定时滞相关稳定性的充分条件.给出在静态输出反馈情况下的控制器设计方法,使得闭环系统是正则、无脉冲和稳定的,并且满足给定的H∞性能指标.控制器可由一组线性矩阵不等式(LMI)求解.给出的数值算例说明了该方法的有效性.     

平板电容器问题边界元法奇异性处理及正则化

为了研究带有复杂边界条件的平板式电容传感器数学模型,针对利用边界元方法数值求解时所遇到的边界积分方程具有积分奇异性的问题,采用解析积分方法完全消除了边界积分的奇异性.同时在实际仿真过程中,依据正则化理论对病态线性代数方程组进行处理,克服了其不适定性.使用平板电容器检测木材含水率问题的数值计算结果表明,奇异积分和病态矩阵的处理是正确有效的,该结果可应用于解决工程实际问题.文中所提出的方法可以方便地推广到类似的复杂边界问题的数值求解中去.     

全变差图像去噪模型的快速求解

针对全变差正则化模型求解算法普遍存在收敛速度慢的问题,基于Bregman迭代正则化方法构建了一种快速求解全变差正则化模型的迭代算法。实验结果表明,该算法能快速求解全变差正则化模型,得到的复原图像在峰值信噪比和主观视觉效果方面有着明显提高。     

时延离散广义系统稳定半径的研究

研究了时延离散广义系统在任意仿射参数扰动下的鲁棒稳定性问题.首先定义时延离散广义系统的稳定半径,同时给出时延离散广义系统稳定半径的计算公式.最后,对于系统正则指数为1的情况,给出了求解方法.     

电磁波探测阻抗的夹杂

利用电磁波探测结构中具有阻抗边界的夹杂 ,是一类典型的逆问题。分别从数学原理及数值计算两个方面探讨了如何求解这类问题。首先建立了求解问题的基本方程 ,分别就正问题和逆问题加以讨论 ,同时构造了一个表达散物特征的指示函数 ,然后利用该函数的性质 ,确定具有阻抗散射物的边界。数值计算使用了 Nystroem方法求解正问题 ,对于不适定的逆问题 ,用 Tikhonov正则化方法