基于小波分析的分布参数系统最优边界控制的逼近算法

提出了基于 Haar小波变换的分布参数系统 ( DPS)最优边界逼近控制算法 ,通过小波变换及其性质的应用 ,将分布参数系统的最优边界控制问题转化为集总参数系统的最优控制问题 ,有效地解决了分布参数系统的最优边界控制问题。通过两组不同参数的仿真结果的比较 ,可以看出 ,该算法是一种计算量小、精度较高的非常有效的算法 ,为解决分布参数系统最优边界控制问题提供了一条新的途径。     

基于小波变换的一阶线性变参数分布参数系统预测控制

介绍了小波及其乘积运算矩阵和离散时间分布参数系统的预测控制,对一阶线性变参数分布参数系统用Haar正交小波基进行了逼近。将Haar正交小波应用于一阶线性变参数分布参数系统的预测控制研究,仿真结果验证了算法的有效性。     

基于Chebyshev小波的分布参数系统最优逼近控制

采用正交函数逼近理论研究分布参数系统的最优控制,基于Chebyshev小波变换的性质和相应的积分运算矩阵,将分布参数系统最优控制问题转化为集总参数系统最优控制问题,求解得到最优逼近解后,可以反演得到具有分布参数特征的控制律,解决了分布参数系统最优逼近控制问题。仿真结果表明了该方法对于研究分布参数系统控制的有效性。     

基于Haar小波微分运算矩阵的分布参数系统辨识

在Haar小波正交逼近变换的基础上,对一阶线性分布参数系统参数辨识问题进行了研究.利用微分运算矩阵及其性质,将原偏微分方程描述的线性分布参数系统转化为一组代数矩阵方程,再利用最小二乘法,确定出待辨识的系统参数.基于Haar小波微分运算矩阵方法与基于积分运算矩阵的方法相比,避免了对偏微分方程进行多重积分运算、再利用积分运算矩阵的过程;而且可以不考虑初始条件和边界条件,简化了问题的求解过程.仿真实例表明了该方法辨识精度高,待辨识的3个参数辨识率分别达到0.06％、1.17％、0.26％,可以作为一种解决分布参数系统辨识问题的工具.     

大型立式淬火炉温度分布参数系统参数辨识算法

以块脉冲函数为基函数,利用正交函数变换将由偏微分方程描述的分布参数系统模型转化为最小二乘形式的代数方程,在此基础上推导出大型立式淬火炉温度分布参数系统的参数辨识算法,并进行仿真和31m立式淬火炉温度控制系统应用,该算法能够满足控制规律对参数辨识实时性和精度的要求。研究结果表明：基于正交函数逼近法的分布参数系统参数辨识算法的关键在于正交函数正、反向积分运算矩阵的求解。辨识过程中考虑大型立式淬火炉温度分布参数系统模型边界条件和初始条件的影响,提高参数辨识精度,参数辨识精度为-6％～6％,保持系统的空间分布特性,算法计算量小,可以实现在线参数辨识。     

基于正交函数逼近变换的分布参数系统可控性与可观性

基于偏微分方程谱分解原理，采用正交函数逼近技术，给出了分布参数系统逼近可控性、可观性的定义，并研究线性分布参数系统逼近可控性与可观性的判定方法。还研究了两种典型分布参数系统在不同形式控制与观测情况下的逼近可控性与可观性判据。     

二维非均匀正交Haar小波基

该文研究了二维非均匀正交Haar小、波基的结构。利用张量积定义了二维Haar尺度函数与二维非均匀正交Haar小、波基,并且定义了与尺度函数和小波基相关的非均匀正交多分辨分析,最后给出了二维函数f（x,y）在非均匀正交Haar小波空间中的分解与重构公式。     

基于Laguerre多项式的分布参数系统最优控制方法

讨论分布参数控制系统最优控制的逼近方法问题.运用Laguerre多项式的正交特性和微分运算矩阵推导出几个有效的结论,把分布参数系统最优控制的积分型性能指标转化为一般的代数式,从而将一类分布参数系统的最优控制问题转化为一般代数极值问题,并给出了具体求解步骤.该方法简化了分布参数系统的最优问题求解,并保持了最优控制和系统状态逼近解的分布参数特性.最后,从理论和对比分析两方面对该算法的逼近效果进行分析,并结合仿真示例验证了方法的有效性.     

小波分析理论下无网格偏微分方程数值解方法

针对传统偏微分方程数值解方法求解精度和效率不高的问题,在小波分析理论下,提出无网格偏微分方程数值解方法。首先利用拟Shannon小波配点法,获取常微分方程组,然后利用插值问题替代离散偏微分方程,逼近该偏微分方程组精确解。在此基础上,通过基函数空间求解偏微分方程的方法定义为无网格偏微分方程数值解方法,考虑加权的最小二乘法可确定较为集中的点,致使偏微分方程与边界条件在确定较为集中的点上成立。以较典型的Convection Diffusion方程为例,在不同参数值设置条件下进行两次算例验证,实验结果表明,该所得的逼近解均较为接近精确解,可提升偏微分方程数值求解精度。     

基于Haar尺度变换的连续分片线性逼近

为了获得非线性系统的连续逼近,提出一种基于Haar尺度变换的连续分片线性逼近算法。由非线性函数的Haar尺度变换获得尺度系数,用紧支撑连续分片线性基函数重构出非线性函数的连续分片线性逼近。理论分析证明这种逼近可以达到任意精度。仿真试验表明:相对于Haar小波逼近,连续分片线性逼近的误差收敛得更均匀。算法的一个显著优势是可以给出逼近的解析表达式。因为Haar尺度变换的计算复杂度低(相当于算术平均),紧支撑连续分片线性基函数的结构简单,所以算法易于推广。     

最佳小波基选取的改进遗传算法

提出一种利用改进遗传算法选择最优正交小波基的方法，此法将信号用小波级数展开后得到其在某个期望尺度上的近似表示，由此建立一个表达信号与其近似之间误差的代价函数，然后利用改进遗传算法优化此代价函数以获得全局最优的正交小波基。数值实验结果表明本文的方法能够快速准确地得到全局最优的正交小波基，得到信号在期望尺度上的最佳近似。     

分布参数系统最优控制的块脉冲序列方法

分布参数系统最优控制问题的求解较集中参数系统同类问题的求解更为复杂。该文着重研究求解一类分布参数系统的最优控制问题的实用方法。利用块脉冲函数序列的正交特性,把分布参数系统最优控制的积分型性能指标转化成相应的代数式,使系统最优控制问题转化为一般代数极值问题。     

Optimal motion planning of an underactuated spacecraft using wavelet approximate method

An optimal motion planning scheme using wavelet approximation is proposed for an underactuated spacecraft. The motion planning of an underactuated spacecraft can be formulated as an optimal control of a drift-free system. A cost functional is used to incorporate the control energy and the final state errors. The motion planning is to determine control inputs to minimize the cost functional. Using the method of wavelet, one can transform an infinite-dimensional optimal control problem to a finite-dimensional one and use Gauss-Newton algorithm to solve it for a feasible trajectory which satisfies nonholonomic constraints. The proposed scheme has been applied to a rigid spacecraft with two momentum wheels. The numerical simulation results indicate that optimal control with wavelet approximation is an effective approach to steering an underactuated spacecraft system from the initial configuration to the final configuration.     

二阶椭圆型方程边值问题的小波逼近

二阶椭圆型方程边值问题的小波逼近朱同林华南农业大学理学院基础部,５１０６４２,广州关键词椭圆边值问题,Ｐｏｉｓｓｏｎ积分,周期小波分类号（中图）Ｏ１７５;（１９９１ＭＲ）３５Ｊ,４５Ｌ对于典型椭圆边值问题（２＋ｐ（｜Ｘ｜２））ｕ（Ｘ）＝０,Ｘ∈Ω,...     

梁弯曲问题的样条小波边界元法

采用四阶（三次）样条小波尺度函数,构造了函数的B样条小波插值格式,并将其应用于梁的弯曲问题边界元法．算例的计算结果与精确解完全一致．文中给出的样条小波插值函数,可应用于其他有限元法、边界元法的的计算．     

椭圆方程的小波修正解法

探讨应用Wavelet-Galerkin方法求解一维椭圆边值问题.根据小波的逼近性及多尺度分析对Wavelet-Galerkin方法进行了修正,得到补充解,进而得到逼近性较好的小波解.数值例子表明此方法的有效性.     

一族分段n次小波阈值参数滤波器函数

采用非线性滤波方法处理图像去噪问题时,阈值参数的选取和滤波器函数的使用对去噪图像的效果影响极大。有鉴于此,文中构造了可用于非线性滤波算法的一族分段n次小波阈值参数滤波器函数,证明了求解去噪问题必须使得泛函取最小值,而小波逼近是该泛函的近似最小值,可以用来替代Donoho的软阈值滤波器,而且次数n越大,逼近效果越好：同时证明了该n次滤波器的极限是一理想低通滤波器。     

Haar Wavelet and Its Application in Optimal Control of Linear Time-invariant Systems

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＵｓｉｎｇｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｍａｔｒｉｃｅｓｆｏｒｓｏｌｖｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｂｌｅｍｓｈａｓｂｅｎｏｆｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｉｎｔｅｒｅｓｔｔｏｃｏｎｔ...