采样信号流图计算中的一个问题

作者在文献〔1〕中提出了新采样信号流图,用这种流图方法,可以计算单输入单输出周期采样数据系统的采样输出。这种方法的本质是将采样器之间的传输,当作一个采样传输集,再利用梅逊公式严格的数学推导证明得到,而并非单纯运用 Mason 公式的拓扑概念。从原则上说,它适应于任何单输出采样数据系     

多变量系统信号流图的计算方法

本文扼要地综述了国外求多变量系统信号流图的四种计算方法:简化规则计算法;返还回路法;最优拓扑法;最优拓扑树法。并附有计算实例。这些方法都具有实际工程应用价值。众所周知,梅逊增益公式只适用于单输入,单输出系统。梅逊公式运用的信号流图称为标量信号流图,它对多输入、多输出系统是不适用的。为了求得多输入、多输出系统的传输相应地出现了所谓的矩阵     

双率系统极点配置自校正控制算法

针对控制输入频率是输出采样频率整数倍的双率系统,研究了极点配置自校正控制方法.由于双率采样数据系统存在未知的采样间输出(即损失输出),所以传统输入输出等周期单率系统极点配置自校正控制方法不适用于双率系统.为了解决这一困难,本文直接利用双率输入输出数据估算系统模型参数和采样间输出,进一步把估计的模型参数代入极点配置方程,通过求解多项式Diophantine方程.推导了被控系统控制律,给出了双率极点配置自校正控制算法.一个仿真例子说明双率系统极点配置算法的控制效果.     

多环反馈放大电路的分析方法

本文提出了计算多环反馈放大电路的增益A_(V(?)f)、输入电阻r_((?)f)和输出电阻r_((?)f)的方法。首先利用方块图变换的基本方法将多环反馈放大电路方块图化简;其次利用多级放大电路的计算方法算出化简后的方块图中的各个参数,从而求得A_(V(?)f)和r_((?)f);然后通过同样的过程在输出端短路条件下的A_(g(?)f),由比值A_(V(?)f)A/_(g(?)f)求得r_((?)f)。並以实例计算作了详尽说明。     

基于多信号流图的大气数据系统故障诊断

针对传统无人机大气数据系统故障诊断依赖专家经验、故障定位不准确的问题,提出了基于多信号流图的大气数据系统故障诊断方法。通过分析大气数据系统的组成结构和故障模式影响与危害度分析,采用多信号流图方法对某型无人机大气数据系统关键部件进行测试性分析,得到大气数据系统的故障-测试相关性矩阵。针对传统实时测试性工程与维护系统(Real-Time Testability Engineering and Maintenance System,TEAMS-RT)算法诊断速度较慢的问题,对TEAMS-RT算法进行优化研究,提出了一种基于TEAMS-RT的矩阵分解优化(简称Tree-RT)算法,在此基础上对D矩阵分别采用Tree-RT算法和测试一致性算法对大气数据系统进行故障注入试验。试验结果表明,Tree-RT算法对故障注入试验的诊断率为94.62%,高于基于测试一致性算法85.73%的诊断率,证明了大气数据系统多信号流图和Tree-RT算法的有效性,为无人机大气数据系统的故障诊断相关研究提供了技术支撑。     

切换非线性系统的输出反馈周期事件触发控制

本文针对一类在任意切换信号作用下的切换非线性系统, 研究了其输出反馈周期事件触发控制问题. 所考 虑的非线性系统采用非严格反馈形式且含有未知时变控制系数. 在本文中, 仅利用采样时刻的系统输出. 为了估计 系统的不可量测的状态, 基于采样的系统输出构造了降维状态观测器. 为了减少通信资源的利用, 提出了一种新的 输出反馈周期事件触发策略, 该策略包含仅利用事件触发时刻的信息构造的输出反馈事件触发控制器以及仅在采 样时刻间歇性监测的离散事件触发机制. 通过选取可容许的采样周期及合适的公共Lyapunov函数, 证明了闭环系统 在任意切换下全局渐近稳定. 最后, 通过将本文中所给出的控制方案应用到数值算例中验证了其有效性.     

线性离散时延系统的辨识

本文根据逐步回归思想,提出了一种辨识多输入-单输出线性时延系统(MISO-D)的新算 法.本算法可推广应用于一类极其广泛的多输入-多输出时延系统的辨识,与迭代法相比[1-4], 计算量小,应用范围广.     

不确定时变采样数据系统的鲁棒H∞滤波

研究了一类时变采样不确定系统的鲁棒H∞滤波问题。视参数不确定性为外部扰动,通过构造辅助信号,将不确定时变采样数据系统的鲁棒H∞滤波转化为确定性时变采样数据系统的H∞滤波问题,然后利用离散跳变系统的有界实引理,提出了不确定时变采样数据系统的鲁棒H∞滤波的新定理。滤波器的存在性等价于一组带有限离散跳变的Riccat方程有解性,同时给出了滤波器的参数化设计方法。方法的主要优点是：在鲁棒H∞滤波器存在性定理的证明过程中。通过寻找适当的尺度因子将鲁棒滤波问题转化为等价的确定性滤波问题,没有采用不等式关系。从而避免了同类研究中复杂的证明过程。     

非线性微分-代数系统的输出反馈镇定:基于线性采样控制

对满足指数1和线性增长条件的非线性微分-代数系统,本文证明其采样输出反馈镇 定控制问题可解.首先,给出一个线性显式非初始化状态观测器设计;然后,构造出线性的采样输出 反馈控制器,使得整个闭环系统渐近稳定.仿真结果表明了所提控制方法的有效性.     

基于极值搜索算法的一类多输入多输出非仿射型非线性系统输出跟踪控制

针对一类状态不可测的多输入多输出非仿射型非线性系统, 提出了基于极值搜索算法的输出跟踪控制方法. 此方法无需设计系统状态观测器, 仅利用系统的输出量和极值搜索向量形成控制律. 应用平均化理论分析平均化系统的稳定性, 然后利用奇异值扰动方法, 证明了所提出的控制方法可以保证闭环系统的稳定性和输出跟踪误差的收敛性. 仿真结果验证了本文方法的有效性.     

Pathlistings applied to data flow analysis

Summary In this paper the pathlisting mechanism is developed as a new tool useful in performing efficient data flow analysis of programs for a wide variety of problems. An algorithm using this tool for forward flow, code improvement problems is presented. It is shown that for all practical purposes this algorithm is linear in the size of the input which is, generally speaking, a reducible flow graph modeling the given program. Pathlistings generalize the nodelisting approach, introduced by Kennedy, for solving data flow problems. The efficiency of the pathlisting algorithm is due to the reuse of intermediate values and due to the fact that the cycles of a reducible flow graph can be ordered. Other advantages of the approach are also discussed.Work supported by National Science Foundation grant DCR73-00365-AO     

Guest Editorial

The identification of continuous time models from non-uniformly sampled data records is investigated and a new identification algorithm based on the state variable filter approach is derived. It is shown that the orthogonal least squares estimator can be adapted for the identification of continuous time models from non-uniformly sampled data records and instrumental variables are introduced to reduce the bias in stochastic system identification. Multiplying the filtered variables obtained from the state variable filter, with higher powers of the noise free output signal prior to the estimation, is shown to enhance the parameter estimates. Simulated examples are included to illustrate the models.     

Automatic Detection and Visualization of Distinctive Structures in 3D Unsteady Multi‐fields

Current unsteady multi‐field simulation data‐sets consist of millions of data‐points. To efficiently reduce this enormous amount of information, local statistical complexity was recently introduced as a method that identifies distinctive structures using concepts from information theory. Due to high computational costs this method was so far limited to 2D data. In this paper we propose a new strategy for the computation that is substantially faster and allows for a more precise analysis. The bottleneck of the original method is the division of spatio‐temporal configurations in the field (light‐cones) into different classes of behavior. The new algorithm uses a density‐driven Voronoi tessellation for this task that more accurately captures the distribution of configurations in the sparsely sampled high‐dimensional space. The efficient computation is achieved using structures and algorithms from graph theory. The ability of the method to detect distinctive regions in 3D is illustrated using flow and weather simulations.     

一种基于层次图模型的最优路径算法

论述了一种新的基于层次图的最优路径算法,即将一个平面图划分若干子图,子图抽象为一个高层图。最短路径的计算首先在高层图中进行,缩小了最优路径的查找范围,降低了最优路径计算的时间开销。     

非均匀采样系统的建模方法

在非均匀采样系统建模过程中,由于数据稀疏,样本小、用通常的矩形或梯形法进行数值积分,将会引起较大的误差。本文导出了一种计算量小且有三次代数精度的数值积分法——加权重迭法,使我们能对非均匀采样系统建立起合适的数学模型。本文导出了对于非均匀采样系统进行参数估计的在线递推公式。本文的方法及讨论,对均匀采样系统建立连续数学模型也同样适用,此时计算将更为简单。     

求连续搅拌釜式反应器控制系统数学模型的计算机程序

信号流图是一种表示复杂控制系统中各变量间关系的很好的方法。利用 MASON 增益公式可以求得信号流图中输入变量与输出变量间的关系—即输入节点到输出节点的总传输。本文通过连续搅拌釜式反应器控制系统来探讨在计算机上实现 MASON 增益公式的方法,利用这种方法编制的 FORTRAN 程序可以用来求解信号流图两点间的总传输或数学关系式。程序在HP-1000机上调试通过。     

JGAP: a Java‐based graph algorithms platform

We describe JGAP, a web‐based platform for designing and implementing Java‐coded graph algorithms. The platform contains a library of common data structures for implementing graph algorithms, features a ‘plug‐and‐play’ modular design for adding new algorithm modules, and includes a performance meter to measure the execution time of implemented algorithms. JGAP is also equipped with a graph editor to generate and modify graphs to have specific properties. JGAP's graphic user interface further allows users to compose, in a functional way, computation sequences from existing algorithm modules so that output from an algorithm is used as input for another algorithm. Hence, JGAP can be viewed as a visual graph calculator for helping experiment with and teach graph algorithm design. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于局部重构与全局保持的半监督维数约减算法

针对基于局部与全局保持的半监督维数约减算法(LGSSDR)对部域参数选择比较敏感以及对部域图边权值设定不够准确的问题,提出一种基于局部重构与全局保持的半监督维数约减算法(工RGPSSDR)。该算法通过最小化局部重构误差来确定部域图的边权值,在保持数据集局部结构的同时能够保持其全局结构。在Extended YaleB和 CMU PIE标准人脸库上的实验结果表明LRGPSSDR算法的分类性能要优于其它半监督维数约减算法。     

球面凸类图形Delaunay三角剖分再分算法及其收敛性分析

在计算曲面Ricci Flow时,会因为三角网格中存在过小的角而出现不收敛的情况。针对这种不收敛的问题,提出一种提高最小角角度的球面凸类图形Delaunay三角剖分再分算法。首先,给出球面凸类图形Delaunay三角剖分再分算法。它的核心操作有两个：1）如果某条Delaunay劣弧被"侵占",通过添加Delaunay劣弧中点分割Delaunay劣弧;2）如果存在"瘦"球面三角形,通过添加球面三角形外接球面小圆圆心分解球面三角形。然后,利用局部特征尺度探索出所提算法的收敛条件并给出输出顶点的一个上界公式。根据实验输出的网格验证,所提算法网格生成的球面三角形没有狭小的角,适合用来计算Ricci Flow。     

Region analysis: a parallel elimination method for data flowanalysis

Parallel data flow analysis methods offer the promise of calculating detailed semantic information about a program at compile-time more efficiently than sequential techniques. Previous work on parallel elimination methods (Zobel, 1990) has been hampered by the lack of control over interval size; this can prohibit effective parallel execution of these methods. To overcome this problem, we have designed the region analysis method, a new elimination method for data flow analysis. Region analysis emphasizes flow graph partitioning to enable better load balancing in a more effective parallel algorithm. We present the design of region analysis and the empirical results we have obtained that indicate: the prevalence of large intervals in flow graphs derived from real programs; and the performance improvement of region analysis over parallel Allen-Cocke interval analysis. Our implementation analyzed programs from the Perfect Benchmarks and netlib running on a Sequent Symmetry S81