Lyapunov矩阵方程的一种数值解法及部分并行处理

本文设计了求解Lyapunov矩阵方程的一种新方法。所考虑的矩阵方程是 AX—XB=C(1)其中A,B,C分别是m×m,n×n和m×n的已知矩阵。 该方法首先是将系数矩阵A,B初等相似约化为三对角矩阵,即存在可逆矩阵U,V,使U~(-1)AU=A,V~(-1)BV=B,其中A,B为三对角矩阵。然后设计了矩阵方程AY—YB=C的公式解法,分三步: 1)求f(λ)=det(λI—A)的λ各次幂的系数a_0,…,a_m; 2)计算sum from i=1 to m (A_(m-i)-CB~(m-i)),f(B); 3)求解Y。解方程AY—YB=C的方法称为THR算法。 最后经逆变换获得原矩阵方程(1)的解X。 求解矩阵方程(1)的方法称为R—THR算法。该方法的计算量约为m~3+4/3n~3+7m~2n+5nm~2+m~2。 本文给出了R—THR的串行计算的数值例子,并给出了THR算法的并行计算格式。最后通过几种数值方法的比较,表明该方法是可行的,也是有效的。     

关于A.M.Ostrowski的切线—平行线程序的一类收条件

本文给出非线性泛函方程P(x)=0用A. M. Ostrowski的切线——平行线程序: (?)_n=X_n-Γ_nP(Xn),X_n+1=X_n+Γ_nP(Xn)(n=0,1,2…)此处Γ_n=[P'(Xn)]~(+1),可以求解的一类收饮条件。它推广了M. A. [3]和徐利治[5]的结果。     

一类二维样条插值函数的最佳误差估计

本文主要结果为下述定理。 定理:设x(uw)是矩形域上关于该矩形上均匀分割的二维双三次样条插值函数,且x(uw)满足条件(5),则x(uw)在矩形域R边界上的节点处的四阶混合偏导数有估计式: |S_(i,0)|≦|A[i,n—1]||ε_(n,0)| |B[i,n—2]||ε_(0,0)|=[0,-4,(-1)~2 4,…(-1)~i 4]/[0,-4,(-1)~2…(-1)~n 4]|ε_(n,0)| sum from h=i to n-2 (-1)~(k(k-2)-(i 1)(i-2))[0,-4,(-j)~2 4…(-1)~i 4]/[0,-4,(-1)~2 4,…(-1)~(k 1) 4][0,-4,(-1)~2 4,…,(-1)~(k 2)4] (-1)~(i(i 1)/2)/[0,-4,(-1)~2 4,…(-1)~n 4]|ε_(0,0)|其中等号成立的条件分别为: A[i,n—1] B[i,n—2] ε_(n0),ε_(00)>0 A[i,n—1] B[i,n—2] ε_(nm),ε_(0m)>0 其中 i=1,2,…,n—1. j=1,2 …,m—1.     

一类矩阵方程的迭代解法

利用Kronecker积、矩阵拉直运算以及线性方程组的迭代解法,给出了解矩阵方程A1X1B1 A2X2B2 … AnXnBn=D的一种新的迭代方法,并给出了它的几种特殊形式.     

不规则结构有限元分析的并行处理及其在YH-1上的实现

在结构分析中,有限元方法是一个重要的数值方法。近些年来,关于单元刚度矩阵计算与总刚度矩阵合成的并行处理问题,A.K.Noor,梁维泰等人已进行了富有成效的工作,但他们的工作都是面向几何形状规则的结构分析问题。本文结合YH—1机的特点,对不规则结构分析问题,在提出单元分组技术的基础上,给出了一个单元刚度矩阵计算的并行算法ESVC,和变带宽存储格式下一个总刚度矩阵合成的并行算法ESVS。通过在YH—1并行机上对实例的计算结果表明:当同时计算的单元数r取120时,加速比s可达9.5,且r愈大,s就愈高。     

机床控制回路的逻辑设计

机床程序回路设计以往主要凭经验。近年来开始应用逻辑设计方法,在弗莱曼,A.D.等人[1]—[11]的著作中论述了一般的理论。但由于机床程序回路中存在较多的输入、输出信号,这些一般理论如象作图法[7]或列表程序[8]、[10]很难适用。 本文荐用特征变量法,能有效地解决这个问题。作者曾于1975及1978年分别用于自动生产线和液压试验设备的设计中。为简化起见,该方法在本文中用继电器回路为例进行讨论,但同样可适用于其他逻辑元件的回路,有关这方面的详细介绍,可参看[12]。     

一类矩阵反问题的扰动分析

考虑一类矩阵反问题minA∈1A‖A-(A)‖F,其中lA={A∈(X)n×m|‖AX-B‖F＝min},(A)∈(X)n×m,x∈m×p,B∈(X) n×p是给定的矩阵,讨论了当A,X,B有扰动时问题解的稳定性,作出了问题解的扰动分析,对相容和不相容两种情况给出了解的扰动上界.所获得的扰动上界是相对于扰动解到无扰动流形的距离.     

广义质量的空间算子代数描述

应用空间算子代数理论，研究机械多体系统广义质量的结构特点，研究表明广义质量可初步表示为：M＝HφMφ*H*，并进一步表示为：M＝[I＋HφK]D[I HφK]^*，其逆矩阵可表示为：M^-1＝[I－HψK]^*D^-1[I-HψK]。这种表示与牛顿第二运动定律和欧拉定律相互对应，具有简洁的数学表达和明确的物理意义，广义质量是正，反向动力学的重要参量，是联系旋量力和旋量加速度的桥梁，其理论依根源自通过旋量整合的牛顿第二运动定律和欧拉定律，即d^2β/dt^2=M^tT′，旋量加速度等广义质量的逆左乘旋量力，据此可形成对旋量加速度的高效递推算法，并为下一时刻的φ，H，P，D，G，K等参数的正向动力学计算作准备。     

关于Davidson—Lanczos方法的收敛率

本文对文[1]提出的求解大型对称矩阵A的极端(几个最大或最小)特征值及相应特征向量的Davidson—Lanczos方法,用Rayleigh—Ritz逼近理论,研究了该方法的收敛率。证明了由该方法产生的规范正交向量{v_i}_i~m=1是Krylov子空间K_m≡Span(v_1,Av_1,…,A~(m-1)v_1)的一组基。设A的k个最大特征值为又,λ_1>λ_2>…>λ_k,相应的近似特征值为λ_i~(m)(i=1,…,k),得到 这里γ_i(γ_i>1),W_i和W_i~(m)是常数。     

聚酰胺酸的Mark-Houwink方程参数

本文采用十二种已知分子量的单分散聚苯乙烯(PS)为标准试样,在流动相N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中加入低分子量电解质磷酸(H3PO4)来屏蔽聚酰胺酸的聚电解质效应。以七个系列不同结构、不同特性粘度的聚酰胺酸进行凝胶渗透色谱(GPC)淋洗试验。通过凝胶渗透色谱(GPC)法来测定聚酰亚胺的前体——聚酰胺酸(PAA)的Mark—Houwink方程参数K和α。本文根据Mark—Houwink方程的对数形式lg[η]=lgK αlgM,以聚酰胺酸的lg[η]分别对lgMn、lgMw作图(称为双对数图),由直线的斜率和截距得到了Mark—Houwink方程参数K1、α1和K2、α2,来建立相应的方程。这样由聚酰胺酸在DMF溶液中的特性粘度[η],就可求得相应的数均分子量Mn和重均分子量Mw。     

线性阻尼系统强迫振动响应的几个定理

本文主要讨论线性阻尼系统阻抗矩阵(K—w~2M+JwC)可逆的充分必要条件。     

箭状矩阵的广义特征值反问题

讨论实对称箭状矩阵（除对角元及最后一行、最后一列元素外，其余位置元素全为零）的广义特征值反问题，它可以用来描述星形弹簧质量系统的振动问题，即给出系统的振动频率如何来确定质点的质量或弹簧的刚度。通过对箭状矩阵特征多项式性质的研究，运用部分分式理论，证明了给定正定箭状矩阵B，实数{λi}i=1^n,{μi}i=1^n-1，满足λ1＜μ1＜…＜μn-1＜λn，存在箭状矩阵A，使广义特征值问题Ax-λBx有解{λi}i=1^n，而广义特征值问题A(n-1)x=λB(n-1)x有解{μi}i=1^n-1，其中A（n-1),B(n-1)分别表示A，B的n-1级主子矩阵。     

求解对称带状矩阵广义特征值问题的保域行列式查找法

本文针对求解对称带状矩阵广义特征值问题Ax=λBx(A、B均为实对称矩阵且B正定)的行列式查找法出现的漏根和迭代不收敛的现象,提出了保域的行列式查找法,它克服了行列式查找法的上述严重缺点,但保持了行列式查找法的优点。根据本文的算法已编制计算程序RPDSM。数值结果表明,新算法的确比行列式查找法优越。     

复杂组合曲面的设计与拟合——重节点B样条法

本文在文献[10]的基础上,对重节点技术如何在拟合时应用作了进一步的补充。并根据非均匀B样条基函数的性质及曲面跨界连续性的要求,论述了非均匀B样条曲面能够存在的条件,且对B样条曲面拟合时的边界条件建立了转换矩阵。本文还着重说明原需几次拟合而后拼接成的组合曲面,採用重节点B样条后可一次拟合而成,因此用它编写的曲面程序通用性强,使用方便,是设计和拟合复杂曲面灵活、有效而简单的方法。     

单板机对线切割机床的实时控制

本文将文[1]中研制的插补运算程序,发展为TP801单板微型计算机对线切割机床的实时控制。文中主要介绍和讨论以下几个问题: 1.机床实时控制系统的实时性及其中断处理方案; 2.实时控制系统的按键输入和显示程序的编制; 3.从提高经济效益着眼,把原插补运算部分程序的容量从3K压缩到2K以内,使实时控制软件能在具有4K容量的单板机上实现。     

第二类对称三对角矩阵逆特征值问题及其应用

本文研究如下问题: 问题Ⅰ 给定n×2实矩阵X和实对角矩阵A=diag(λ_1,λ_2),求第二类n×n实对称三对角矩阵T使得TX=XA。 问题Ⅱ 给定第二类n×n实对称三对角矩阵(?),求第二类对称三对角矩阵(?)使得,其中S_T是问题Ⅰ的解集合。 本文给出了问题Ⅱ有解的充分必要条件,研究了问题Ⅱ解的存在性和唯一性,给出了问题Ⅰ和问题Ⅱ解的表达式,描述了求解问题Ⅰ和问题Ⅱ的数值方法,讨论了数值方法的应用,并给出了一些数值例子。     

用计算机求e~(Dt)解析解的一种方法

本文根据Cayley-Hamilton定理推导出状态转移矩阵e~(Dt)各元素中乘积项的统一形式。并提出系数矩阵E和形状参数矩阵k[i],λ_i[i],λ_d[i],d[i]的概念,使e~(Dt)能由元素块的统一形式、系数矩阵、形状参数矩阵表示出来。从而,完成了适用于计算机运算的理论基础。 在此基础上,提出了用计算机求状态转移矩阵e~(Dt)解析解的方法。从而能用计算机比较方便地得到e~(Dt)的精确解析式。 此方法和级数解法比较,因无步长,递推,收敛和积累误差等问题,因而在原理和方法上保证了具有简捷、精确的优点。计算结果也证明了这一点。     

关于矩阵的正定性(Ⅱ)

设A为n×n复矩阵。若对所有n维复向量X都有Re(x~HAx)≥0,则称A为半正定矩阵;又若对所有非零的n维复向量x都有Re(x~HAx)>0,则称A为正定矩阵。 本文研究了复矩阵的正定性及其应用,给出了复矩阵正定的几个充分必要条件,指出了复正定矩阵和稳定矩阵之间的关系,并利用复正定矩阵的性质,给出了稳定矩阵的四种等价的说法,讨论了两个复正定矩阵的Kronecker积的正定性。此外本文还讨论了复广义正定矩阵。     

一类环境因子的置信估计

设产品在环境A、环境B下的某指标分别用X，Y表示，定义环境因子K＝X／Y。提出了应用结构可靠性的研究结果确定K的置信限的方法，给出了3参数Weibull分布、极小值Ⅰ型分布及分布自由时K的置信限的确定方法。     

结构无阻尼自由振动问题的有效解法——行列式查找法

“行列式查找法”是计算大型稀疏矩阵广义特征值和特征向量的有效方法之一,其理论基础是对称矩阵的各阶顺序主子阵的特征行列式形成Sturm序列。本文在更一般的条件下证明了这一性质,同时改进了K. K. Gupta提出的程序EASI,将算法用于悬臂矩形板的振动分析的结果说明它是求解结构无阻尼自由振动问题的有效方法。