实闭域计算的一个实用有效方法

在计算实践中,处理大型多项式时,由于复杂性原因,实闭域一阶理论判定方法实际上无效.因此寻找求解多项式方程与不等式组的有效方法(未必是判定方法)是符号计算中的重要问题.为解决这一问题,将Budan-Fourier 定理与Ritt-Wu 方法结合提出确定多项式方程实根和证明不等式的简单有效方法.尽管该方法不完备,但是在计算实践中发现这一方法对许多例子在计算上很有效.      

一类非线性时滞系统的采样控制

针对于采样区间具有已知上界的非线性时滞系统,分别考虑了常采样和变采样两种情况下的采样控制问题.目标是设计一个状态反馈采样控制器,使得闭环系统指数稳定,并且满足给定的性能指标.基于输入延迟方法,可以将采样控制系统转化成具有时变延迟的连续系统.引入了新的时间依赖Lyapunov函数,这些Lyapunov函数在下一个采样时间到来之前没有增长.以线性矩阵不等式(LMI, Linear Matrix Inequality)的形式给出了具有时变延迟的非线性扰动系统指数稳定的充分条件.仿真结果说明了所提方法可以提高系统的抗扰能力.     

Blood and small intestine cell kinetics under radiation exposures: Mathematical modeling

Mathematical models which describe the dynamics of two vital body systems (hematopoiesis and small intestinal epithelium) in mammals exposed to acute and chronic radiation are developed. These models, based on conventional biological theories, are implemented as systems of nonlinear differential equations. Their variables and constant parameters have clear biological meaning, that provides successful identification and verification of the models in hand. It is shown that the predictions of the models qualitatively and quantitatively agree with the respective experimental data for small laboratory animals (mice, rats) exposed to acute/chronic irradiation in wide ranges of doses and dose rates. The explanation of a number of radiobiological effects, including those of the low-level long-term exposures, is proposed proceeding from the modeling results. All this bears witness to the validity of employment of the developed models, after a proper identification, in investigation and prediction of radiation effects on the hematopoietic and small intestinal epithelium systems in various mammalian species, including humans. In particular, the models can be used for estimating effects of irradiation on astronauts in the long-term space missions, such as Lunar colonies and Mars voyages.     

带马尔科夫参数时滞容错控制系统稳定性分析

在主动容错控制系统 (AFTCS, Active Fault Tolerant Control System)中,故障检测与隔离(FDI,Fault Detection and Isolation)装置是核心部分,对系统故障诊断过程建模并研究其对整个系统的影响是十分重要的内容.考虑控制系统传感器到控制器之间由网络传输造成的常时滞,用两个马尔科夫随机过程分别描述系统的故障过程和故障诊断过程,建立多马尔科夫参数的系统模型;进而研究故障诊断装置对系统稳定性的影响,基于矩阵直积的方法,给出了不依赖延时的系统均方随机稳定的充分条件,为故障诊断方法的选择和评估提供了依据;最后给出了计算实例,根据稳定性条件,得出了在保持系统稳定的前提下,时滞、误检率和漏检率应满足的条件.      

基于切换多胞模型的变体飞行器增益调参控制

针对一类可变后掠翼的变体飞行器,研究了全包线控制器的设计与综合方法.建立了基于切换多胞系统的变体飞行器模型,所提出的框架利用Lyapunov函数方法分析系统的稳定性,能够从理论上保证变体飞行器在全包线下的飞行稳定.给出了利用小凸包算法从三维飞行包线中选取设计点的方法,并对各设计点处的线性化模型设计了最优控制律.为继承传统增益调参方法的优势,提出了一种特殊的控制器插值方法,保证变体飞行器三维包线下的控制综合过程简便实用.仿真结果表明所提出的控制方法在飞行器快速变形和参数大范围快速变化的情况下仍具有良好的控制性能.      

一类非理想切换系统的H∞控制器设计

针对实际物理过程中普遍存在的动力学切换现象,提出一类具有平滑切换过程的非理想切换系统模型,并研究其鲁棒H_∞切换控制器设计方法.基于平均驻留时间方法与积分不等式理论,得到保证非理想切换系统渐近稳定且满足给定L₂增益的充分条件.在此基础上,以线性矩阵不等式形式给出H_∞切换控制器的设计准则.所提非理想切换系统较之理想切换系统更具一般性,故所得控制方法同样适用于理想切换系统.变体飞行器跟踪控制的应用实例表明,基于设计方法得到的控制器在保证系统稳定性与跟踪性能的同时,对系统参数摄动具有较强的鲁棒性.     

人工释能法求解线性代数方程组

本文建立求解线性代数方程组的人工释能法迭代格式,并给出该迭代格式收敛的充分必要条件和最佳释能时机,同时给出实现人工释能法的数值计算方法及其数值稳定性条件。     

汉语语音识别的平滑声韵基元HMM算法

汉语语音识别的基本单元一般为音素、音节以及声韵母.以声韵母为基元的识别系统由于HMM模型较少,计算量小,适合于实时实现.但是由于模型比较孤立,对语音信号的声学特性描述得不够精确,因而识别率一般比音节基元的系统低.而以音节、音素(tri-phone、di-phone)为基元的系统则有HMM模型数量多、训练和识别过程中计算量大的缺点,影响到系统的实时性.本文提出了一种折衷的方案,系统基元仍选择声韵母,而在HMM训练阶段,对整个音节序列的参数进行运算,使声韵过渡段的状态得到平滑,同时计算并保存每个音节声韵之间的转移概率,识别时动态组装为完整的音节HMM.该方法在保持少量HMM个数的同时,能够降低误试率,适合于以DSP为核心的实时连接词语音识别系统.      

精细积分方法的稳定性和精度分析

分析了结构动力分析的精细积分方法的稳定性、精度和计算工作量,讨论了离散时间间隔、指数矩阵幂级数展开式的截断阶数L以及2N类算法的阶数N的优化问题.说明了精细积分方法是条件稳定的.综合考虑稳定性、精度和计算工作量,判定截断阶数L取4时精细积分方法的总体效果最好,并给出了N的参数优化公式.最后给出2个例题验证了稳定性和精度分析的正确性.     

飞行控制律评估与确认的μ分析方法

针对目前应用的网格法在实际使用中的不足,将μ分析方法应用到飞行控制律 的评估与确认中.以某型战斗机及为其设计的鲁棒飞行控制律为研究对象,采用相应的稳定 性准则,利用线性分式变换形式,考虑各种已知的不确定参数摄动,用μ分析方法实现了对 该准则的评估与确认.与传统网格法相比,基于μ分析的方法具有两个明显的优点,一是网 格间的点可以得到评估,二是不存在网格法的"维数灾"问题,从而提高了评估的可靠性和 效率.