应用胞映射算法研究非线性化学模拟系统

用简单胞映射和广义胞映射法程序对若干非线性化学动力学模拟系统的演化过程，内在机制和全局性态进行了数值计算和分析。结果表明：胞映射方法在普适性和定量性方面表现出很好的解析功能，能够从复杂动力学系统中提取其他方法无法获取的分形结构，化学混沌，演化模式和稳定性特征，从而有助于揭示复杂非线性化学体系深层次的内在规律和机制。     

胞映射基本理论与算法实现

胞映射方法是求解非线性复杂系统全局性态的一种数值计算技术,结合多线程并行处理的可视化技术,能够地对非线性化学动力学体系的复杂演化过程、奇异吸引域和混沌性态等进行有效、动态和准确地解析从而深刻揭示系统的内在机制。结合编程实践详细介绍ＨｓｕＣ．Ｓ创立的胞映射理论（包括简单胞映射和广义胞映射）的基本概念、算法实现框图、编程模块和应用技巧。讨论分析了胞映射方法的优势,结果表明：胞映射理论具有普遍适应性和求     

C/S分布式并行处理技术在高速局域网平台上实现非线性环境化学胞映射体系的大规模计算

通过100Mb/S集线器连接4台双CPU和2台单CPU计算机构成分布式并行计算的局域网平台，采用VC＋＋6．0高效、稳定、方便和成功地实现了分布式多线程并行计算，将非线性环境化学问题的胞映射大规模计算数值解体系进行了有效划分，并合理地分配到局域网上的每一台计算机上的每一个CPU中，然后通过局域网返回各自的处理结果，最后在客户机上完成各单项任务的总装，达到了可持续利用现有计算机资源和大幅度提高计算效率的目的。用这种低成本方式简单、清晰和快捷地掌握并行处理技术十分适应非计算机专业科研人员用来解决超大负荷计算量的复杂问题。     

大气中二氧化碳污染与气候演化关系的胞映射计算研究

改进了简单胞映射算法，应用于具有外源强迫特性的Saltzman气候模式——能量平衡气候模式的计算分析，从而有效、动态和直观地揭示大气环境中海温、海冰冰界和二氧化碳浓度之间非线性耦合的相互作用及其整个大气系统的复杂演化过程，得到了在给定控制参数下胞映射吸引子和各步吸引哉在胞映射相空间中的分布图形，刻划了系统长期演化的全局性态。另外，通过调试∧参数还发现它对系统准稳态演化过程的影响敏感，参数∧值过于简化可能导致系统信息丢失。     

胞映射方法研究三峡库区流域富营养化污染的演化性态

用胞映射方法对两种流域富营养化污染非线性简化系统的演化过程和全局性态进行了数值仿真、分析和探讨，结果表明：胞映射方法在解决流域时空混沌问题时表现出良好的解析能力，可从复杂动力学系统中提取常规方法无法获取的混沌形态、演化模式、奇异吸引域和吸引子特征，有助于深层次上认识和揭示复杂水域富营养化污染体系的演变过程和产生混沌的原因，为三峡库区富营养化污染的趋势预报和调控机制的研究提供新思路和实现技术。     

大气中二氧化碳污染与气候演化关系的胞映射计算研究

改进了简单胞映射算法,应用于具有外源强迫特性的Saltzman气候模式——能量平衡气候模式的计算分析,从而有效、动态和直观地揭示大气环境中海温、海冰冰界和二氧化碳浓度之间非线性耦合的相互作用及其整个大气系统的复杂演化过程,得到了在给定控制参数下胞映射吸引子和各步吸引域在胞映射相空间中的分布图形,刻划了系统长期演化的全局性态。另外,通过调试A参数还发现它对系统准稳态演化过程的影响敏感,参数A值过于简化可能导致系统信息丢失。     

胞映射方法及其在非线性随机动力学中的应用

介绍了与非线性随机动力学研究密切相关的几类胞映射方法的研究和进展,主要有广义胞映射图方法、基于短时高斯逼近的胞映射方法、并行胞映射方法等.简述了胞映射方法在随机动力学中的应用情况,重点关注随机响应、分岔、离出和碰撞振动系统.给出了胞映射方法面临的挑战,以及未来研究可能的发展方向.     

改进的非线性全局映射灰度化方法

彩色图像灰度化的一个重要目标就是尽量保持原始彩色图像的边缘特征.基于三角级数逼近的非线性全局映射灰度化方法虽能较好地保持颜色顺序,且在很多情况下也保持了特征区分度,但在某些情况下仍会丢失或模糊边缘特征.为此,基于三角级数混合多项式逼近的思路,提出了改进的非线性全局映射灰度化方法.首先在三角级数逼近的基础上继续引入参数t和t2组合成最终的混合逼近函数,当t和t2前面的系数均为0时即为传统的灰度化方法;然后同时优化三角级数、t和t2前面的系数,以增强灰度图像的边缘特征.实验结果表明,在传统方法丢失或模糊边缘特征的情况下,采用文中方法也可以保持较好的边缘特征.     

基于非线性映射的约束系统自适应反推控制

针对基于障碍Lyapunov函数的非线性约束系统反推控制中, 控制器结构复杂、约束量初值选取区间小、会引入额外参数等问题, 提出了一种新的基于非线性映射的自适应反推控制方案. 该方法扩大约束量的初值选取区间为整个约束区间, 增加了系统初值选取和控制器设计的便易性. 约束量被映射至实数空间中, 因此映射后的新系统可以直接应用反推法设计控制器, 简化了控制器结构且不会引入额外参数. 证明了映射前后系统具有一致的收敛性, 保证闭环系统所有信号一致有界, 并且跟踪误差渐近收敛于零. 仿真结果进一步验证了本文方法的有效性.     

具有非线性映射能力的RAM式联想存贮器

本提出一种具有非线性映射能力的ＲＡＭ式联想存贮器，通过将二值输入模式分解分解成若干个子模式，并作为ＲＡＭ的寻址地址，来训练该联想存贮器，存贮编码采用相关矩阵方法，此ＡＭ作为异联想存贮器能成功地回忆，如ＸＯＲ，高阶奇偶校验一类高阶非线性问题，说明了映射能力对于模式划分行为的依赖性。     

一种基于图模式匹配的逻辑单元映射算法

基于数学中图模式匹配的概念,根据电路特征在于图同构算法中加入图约束条件,研究了针对不同结构的FPGA逻辑单元都能适用的映射算法FDUMap．实验中应用FDUMap将测试电路映射到不同的逻辑单元中,该算法比现有的专用的逻辑单元映射算法通用性更好,而平均性能上仅相差3％。     

Cell Mapping for Nanohybrid Circuit Architecture Using Genetic Algorithm

Nanoelectronics constructed by nanoscale devices seems promising for the advanced development of integrated circuits (ICs). However, the lack of computer aided design (CAD) tools seriously hinders its development and applications. To investigate the cell mapping task in CAD flow, we present a genetic algorithm (GA) based method for Cmos/nanowire/MOLecular hybrid (CMOL), which is a nanohybrid circuit architecture. By designing several crossover operators and analyzing their performance, an effcient crossover operator is proposed. Combining a mutation operator, a GA based algorithm is presented and tested on the International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) benchmarks. The results show that the proposed method not only can obtain better area utilization and smaller delay, but also can handle larger benchmarks with CPU time improvement compared with the published methods.     

奇异系统的输出跟踪在化学反应器中的应用

稳定逆定理在非线性奇异系统中有着非常重要的应用。在微分几何理论的基础上,提出一种非线性奇异系统的稳定逆控制方法。计算出能够映射出期望输出轨迹的参考状态、参考代数变量和参考输入轨迹,并将其作为前馈控制器,然后引入反馈控制达到期望的状态轨迹稳定和输出轨迹跟踪。该方法在气液两相反应器这样一类广泛存在于化工过程中的反应模型中的应用,验证了该方法的有效性。     

仿生系统动力学与应用专刊序

围绕仿生系统动力学建模、设计理论与方法、非线性振动特征、控制方法等研究主题,本专刊介绍了仿生系统动力学与控制的一些创新性研究和工程应用成果.     

访存敏感的增量式MPSoC应用映射

现代多处理器片上系统(multiprocessor system-on-chip, MPSoC)通常采用片上网络(network-on-chip, NoC)作为其基本互连结构,应用映射是基于片上网络互连的MPSoC设计中的关键问题,应用映射决定应用划分成的各个任务到片上网络节点的分配.许多基于片上网络互连的MPSoC系统将共享存储作为网络中的独立节点,针对这类MPSoC系统,提出一种访存敏感的增量式动态映射策略.该策略离线分析获取应用的访存特征,运行中当应用到达系统时,根据其访存特征选择不同的映射算法,将热点应用围绕共享存储器布局,非热点应用远离共享存储器布局,并最小化应用间以及应用所含任务间的通信链路竞争.模拟实验表明：与贪恋区域选择加随机节点映射的策略相比较,提出的策略对系统整体通信功耗平均节约34.6%,性能提升可达36.3%,并能适应不同片上网络规模.     

一种适用于球面局部区域的纹理映射算法

两步纹理映射和环境映射一般都采用球面作为中介曲面，由于球面映射算法是这两种纹理映射技术的重要组成部分，且球面映射算法还可应用于自由曲面的识别和视景生成等方面，因此，对球面映射算法进行研究具有重要的意义，为了进一步减少球面映射算法产生的纹理形变，从纹理不变形准则出发，分析了传统球面纹理映射算法及其不足之处，并在此基础上提出了一种适用于局部球面的纹理映射新算法，由于该算法考虑了面积等比约束关系，因此可显著提高纹理映射质量，实验结果表明，该算法十分有效，具有一定优势。     

可补的非时变非线性系统的自适应控制算法

本文对确定的非线性提出了非时变非线性可补性的概念，并应用于自适应控制器算法中，以实现补偿非线性的目的。系统性能逼近于线性系统，并且保证在确定和随机的情况下，控制算法均具有大范围渐近稳定性。