求解分数阶微分系统的一种数值算法

由于分数阶微分系统具有记忆功能,在其求解过程中计算量较大.文中的目的是针对分数阶Grunwald-Letnikov(6L)定义,研究并寻求一种求解分数阶微分方程的有效数值算法.首先由分数阶GL定义得出分数阶的数值计算公式,进而从理论上分析了算法中分数阶项计算系数的特点,结合计算机数值仿真的结果,得出了远离当前时间的无穷小项一般不可忽略的结论,并设计了一种合理有效的计算方法.计算机数值仿真的结果表明,所设计的求解分数阶微分方程的算法精度高,通用性好,且易于编程实现.     

自然环境下路面裂缝的识别

论文提出了一种基于分数阶微分和图像形态学的路面裂缝检测算法.分数阶微分能有效增强信号中、高频部分,非线性保留信号的低频部分,通过构建分数阶微分掩模算子,增强裂缝信息特别是平滑区域中弱信号信息.利用图像形态学算子提取裂缝,通过组合中值滤波去除孤立噪声点.实验结果表明,该算法比传统算法能更有效地检测出细小裂缝信息,是一种具...     

基于时空域特征的垂直划痕检测与修复

为检测与修复旧电影中常见的垂直划痕,分析垂直划痕在单帧和相邻帧图像的时域和空域特性。在分析垂直划痕形成原因、特征和微分运算基本原理的基础上,提出一种基于时空域特征的垂直划痕检测与修复算法。实验结果表明,该算法能有效地检测旧电影中的垂直划痕,并能够准确地修复垂直划痕处丢失的图像信息,经该算法修复后的旧电影具有较好的视觉效果。     

基于微分同胚变换的故障重构算法

针对一类含有未知输入扰动的不确定非线性系统提出一种鲁棒故障重构方案. 采用全局微分同胚变换, 将非线性系统变换为二个子系统, 使得其中一子系统不受故障影响, 状态部分可观, 另一子系统受故障影响但状态完全可观. 利用滑模变结构原理对两个子系统分别设计状态观测器消除扰动对系统的影响后, 再利用等值控制方法实现对故障的重构. 应用案例验证了所提方法的有效性.     

工业及通讯领域微分方程组在线求解器的设计

针对工业现场控制以及仿真研究中普遍存在的微分方程组在线求解这一难题,从微分方程的反函数出发,结合工控软件运行特点,设计出有效的求解模型。在组态软件PineCAD上实现模型的搭建,实验证明可靠性与准确性。该求解器适用于对实时性要求较高的各类环境,具有简便高效的特点。     

基于微分平滑滤波的特征点跟踪

光流跟踪作为一种重要的二维运动估计技术,在运动目标检测和跟踪中有着重要的作用.L-K光流跟踪算法是一种利用Newton-Raphson梯度下降法进行图像匹配的算法,所以离散图像的偏导数的计算显得尤为重要.由于数字图像离散的方格结构导致在计算各阶偏导数时产生较大的误差.利用微分平滑滤波的方法先利用一个连续的基础函数模拟离...     

基于形态学的蛇形机器人运动步态算法研究

基于蛇形机器人运动形态学,利用扩展Frenet-Serret分析了一种蛇形机器人运动的几何模型,并根据这种几何模型研究了一种确定蛇形机器人的运动步态规律的算法,称之为EFSA(extended frenet-serret algorithm)算法.用这种算法规划了无轮蛇形机器人的基本运动步态,而且重要的是实现了蛇形机器...     

面向控制的分数阶微分模型的快速数值计算

求解分数阶控制系统的关键在于如何快速精确地计算分数阶微分.针对短记忆法和变步长记忆法的计算精度和计算复杂性顾此失彼的矛盾,本文提出了一种恒权重记忆法,它不舍弃历史数据,而是采用常值权重后全部记忆.在每个后继的采样周期,只需把新的数据简单叠加到历史数据上来考虑,从而极大地提高了计算精度和降低了计算复杂性,且有效地化解了两...     

基于GSO-BFA的采煤机双滚筒同步调高控制

为研究采煤机滚筒在煤岩混合复杂工况下的调高连续性,依据液压机构的工作原理建立了滚筒调高机构的动力学模型.基于自适应模糊微分积分滑模(AFDI-SMC)鲁棒性强的优点,采用了萤火虫-细菌觅食(GSO-BFA)算法优化滑模控制器参数条件下的滚筒调高控制方案.为保证双滚筒工作时举升高度的一致性,引入偏差-环形耦合同步控制策略补偿位置偏差,同时采用融合算法(GSO-BFA)对外闭环(滚筒高度-电压)控制器参数进行优化,并分析了双滚筒同步调高性能,且与采用遗传算法(GA)优化的系统同步调高精度相比较.仿真结果表明,采用融合算法优化且结合自适应模糊微分积分滑模的滚筒同步调高系统具有良好的鲁棒性及较高的同步精度.     

网格特征均衡化编辑

针对目前缺少从特征分布的角度来研究多边形网格编辑的问题,提出一种基于特征均衡化的网格编辑算法.首先对网格域上的坐标值作均衡化处理,使网格特征重新分布,再通过求解稀疏线性方程组得到新的网格模型,达到编辑网格和增强特征的目的;然后结合网格顶点和三角形重心约束在保持基本形状的基础上对网格特征进行编辑;最后通过显式地编辑网格模型的特征分布来隐式地改变模型的形状和特征.实验结果表明,该算法从网格模型内在特性出发寻找模型的内在控制机制,隐式地将整体形状控制与细节特征控制结合起来,为网格编辑和特征优化提供了新的思路.