Lommel函数与数字分数微分器系数的快速算法

利用Lommel函数表示理想数字分数微分器的系数,根据两类Lommel函数之间的关系和它们各自的基本性质给出理想数字分数微分器系数的一种新的快速算法.从理论上比较了新算法和其它几种现有算法的计算复杂度并对它们的运行时间进行仿真验证,所得结论证明,由这种新算法设计的微分器不但能够很好地完成分数阶微分运算,而且可以极大地缩短运算时间.     

G-L分数导数高阶逼近算法的鲁比希生成函数系数的求解

考察G-L分数导数的逼近阶,引出高精度的数值算法,提出三种求解鲁比希高阶逼近生成函数系数的方法 .从信号处理的角度出发,采用拉格朗日插值逼近法首次在理论上严格推导出鲁比希生成函数系数的解析表达式.构造了任意阶次的生成函数,通过不同形式的生成函数等价,用数学归纳和矩阵方程两种方法对生成函数系数进行求解,验证了结果的正确性.     

关于一类分形函数的分数阶微积分函数及其图形的K-维数

应用Riemann-Liouville分数阶微积分的定义研究一类Weierstrass分形函数的分数阶微分函数与分数阶积分函数,给出它们的连续性,并在此墓础上讨论满足一定条件时,这类Weierstrass函数的分数阶微分与积分的阶与原函数的K-维数间存在线性关系,并给予证明.     

二 维 电 大 尺 寸 目 标 IRBC 的 计 算

二维电大尺寸目标迭代Robin条件（IRBC）的计算非常耗时，通过对该条件中Hankel函数的近似计算，加快了计算速度.首先，分析了第二类零阶和一阶Hankel函数4种近似算法的优缺点；然后，对比了应用其计算迭代Robin条件的精度和速度；最后，通过一系列电大尺寸目标的计算对最优算法加以验证.     

基于改进粒子群算法的分数阶系统辨识方法

为获取精确的分数阶系统模型,本文利用惯性权值自适应律来改进基本粒子群算法,基于所改进的粒子群算法提出了一种分数阶系统辨识方法,并选取实际系统与辨识系统的输出误差平方和为目标函数,实现了分数阶模型参数和阶次的同时辨识,适用于成比例和不成比例分数阶系统辨识。仿真结果表明了算法的有效性,辨识结果精度较高。     

线性离散时不变系统的分数阶相位校正迭代学习控制

针对带有随机干扰的线性离散时不变系统,提出一种分数阶相位校正迭代学习控制算法.设计一种新型相位超前校正与分数阶迭代学习控制相结合的迭代学习控制(ILC)学习律.基于频域分析方法,得到分数阶相位校正迭代学习控制在算法开、闭环两种情况下的频域收敛条件.结果表明:文中算法显著提高了ILC跟踪误差的收敛速度和收敛精度,具有先进性和有效性.     

基于最优化原理的热流体循环数学模型求解方法

井筒热流体循环采油工艺的数学模型是一种具有半隐式边界条件的非线性常微分方程组边值问题,采用打靶法或共轭函数法求解时会出现数值不稳定和结果失真,基于二分原理的隐式条件显示化方法计算时又较为费时,应用有限差分方程迭代求解时虽然节省时间但精度较低.为提高运算速度和改善结果精度,依据方程组的边界条件提出一种以待求初值为设计变量,由结果误差构造目标函数并求其最小值的直接最优化算法.通过几个典型算例对本文方法和文献已有解法进行了考核,分析比较了不同方法的计算精度和CPU运算时间,结果表明本文方法是高效准确的.     

带时间依赖的阻尼/增益分数阶Hartree方程解的全局存在性

利用Bootstrap论证方法, 考虑一类带时间依赖的阻尼/增益分数阶Hartree方程解的全局存在性. 分别从阻尼/增益系数和初值两方面讨论解全局存在的条件, 得到了所讨论分数阶Hartree方程仅依赖于阻尼/增益系数, 以及仅依赖于初值大小解的全局存在性条件.     

一种计算Tchebyscheff映射高阶关联函数的数论方法

关联函数是混沌映射的统计理论的核心. 本文主要研究Tchebyscheff映射的高阶关联函数的计算问题. 对此问题，已有Beck于1991年所提出的一种图论方法. 然而，当映射和关联函数的阶都比较大时该方法非常低效. 本文基于Tchebyscheff映射关联函数的定义提出了一种数论方法. 该方法将关联函数的计算问题转化为一类具有严格单调递增指数的丢番图方程的求解问题,进而逐步地求得方程的解. 然后，本文研究了当映射的阶不小于关联函数的阶时非零关联函数的计算问题. 计算结果显示，此时关联函数的值不依赖于映射的阶，且非零关联函数的个数与第二类斯特林数密切相关. 作为应用本文最后计算了满足条件的所有12阶非零关联函数的值.     

一类分数阶混沌系统的耦合同步

基于稳定性理论,选取合适的初值,以三维分数阶Rssler系统和三维分数阶Lü混沌系统为例,实现了分数阶混沌系统的耦合同步,将整数阶同步理论扩展到分数阶混沌系统,利用整数阶同步条件结合仿真方法确定耦合系数,为分数阶混沌系统的应用奠定了基础.     

二维分段均匀波导的基于DtN映射的四阶差分算法

给出了利用二阶导数的四阶差分近似计算DtN映射的一种新方法。与Chebyshev配置算法比较,该方法直接给出简化计算所需的特征值和特征向量,且充分利用原方程信息,从而简化了计算过程,降低了计算误差。算例(Cost 268 modeling task)表明,此算法是一种高效算法。     

非线性分数阶Fredholm积分方程的B样条小波解法

利用B样条小波函数数值求解非线性分数阶第2类Fredholm积分方程,将具有紧支集的线性半正交B样条尺度函数和小波函数一起应用于数值求解非线性分数阶第2类Fredholm积分方程中.这种方法将非线性分数阶Fredholm积分方程转化为非线性代数方程组,再通过数值求解方程组得到原方程的数值解,证明了误差边界值,数值算例验证了本方法的有效性和准确性.     

二阶数值微分的积分方程方法

考虑一个由函数的测量数据求解其二阶导数的数值微分问题。这是一个经典的不适定问题,测量数据的微小扰动将引起其导数的急剧变化。将该问题表示为第一类的积分方程,并引入Lavrentiev正则化方法对其进行求解,获得了二阶数值微分的稳定化算法。另外,基于积分方程算子的性质,进一步给出了正则化解的收敛性以及正则化参数的选取策略。     

计算结构瞬态响应的一种新的数值积分方法

以往计算瞬态响应的各种数值方法,例如Wilson θ法、Newmark法等,步长的选择都受到系统固有频率的限制。本文提出的方法克服了这一缺点,从而改善了数值计算的精度,尤其是对固有频率较高的系统更显示其优越性。本方法是利用二次样条函数对Duhamel积分中的非振荡型函数进行插值,导出了相应的数值积分公式。并通过解的误差估计和实例计算表明本方法确实具有上述优点。     

关于黎曼-斯蒂尔切斯积分近似计算的注记

研究了黎曼-斯蒂尔切斯（Riemann-Stieltjes）积分的近似计算，对于被积函数，f（x）为Lipschitz连续以及高阶导数有界的情形分别得出的两种近似计算公式：矩形计算公式和梯形计算公式及其误差估计，并且通过实际例子的两种近似计算方法的不同精度，验证了文中的结果。     

变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制器设计

提出了一种变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制算法,用以提高分数阶系统的性能;在变论域自适应模糊控制的设计中,引入分数阶扩张状态观测器和分数阶跟踪微分器;在变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制中,利用分数阶跟踪微分器将输入信号转化为平滑跟踪和高质量差分信号,用扩张状态观测器获取每个状态变量的估计值、不确定性的实时动态模型以及外部扰动．为了消除稳态误差,提高控制精度,提出了可变值域的扩张状态误差积分;将变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制算法和分数阶自抗扰控制 (FADRC)算法对典型的分数阶系统进行仿真,验证了所提方案的优越性和有效性．      

数值求解纳米尺度热传导分数阶抛物两步模型

提出一个纳米尺度的分数阶抛物两步模型,得到金属纳米尺度热传导的精确数值格式.该模型是通过引入Caputo-Hadamard时间分数阶导数到抛物型两步能量输运方程中,并将其温度跃变边界条件耦合得到.数值格式基于空间四阶紧格式和Caputo-Hadamard时间分数阶导数的L1逼近格式而建立.通过2个算例验证模型和数值方法的准确性和适用性.     

金属图像处理算法的研究

研究提高金属图像面积和周长的计算精度,对计算图像像素的经典链中以改进,利用改进的链码方法计算图像的周长和面积时考虑了图像边界的拐点和小的锯齿边,利用本算法,图像面积和周长的计算误差最大不超过２％,与传统算法（计算误差大于１０％）相比计算精度得到较大提高,可满足实际工程需要。     

基于分数阶时延混沌神经网络的图像加密

基于分数阶时延混沌神经网络,提出了一种新的图像加密算法:利用混沌系统产生秘钥流,把时延和分数阶导数嵌入到秘钥系统中以增加算法的安全性;用像素异或和置换相结合的方法对原始图像进行加密。通过对加密后图像各像素的水平垂直相关性、信息熵、游程统计、灰度变化平均值、直方图均衡度、密钥灵敏度等数据的详细分析,验证了该加密算法的安全性和有效性。     

逐点比较直线插补算法的优化

基于八方向插补算法,提出一种改进的逐点比较插补算法。通过最大插补误差分析,利用解析求解、数值比较及计算机运算,得到一种插补精度较高、运算速度较快、速率较平稳的偏差计算方法。