求解时变等式及不等式方程组的高精度算法研究

来源 :华侨大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huayuaneee
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
等式及不等式方程组问题在许多科研和工程领域都有广泛的应用,求解等式及不等式方程组被认为是解决不同类型问题的基础部分。目前对于时不变(静态)等式及不等式方程组问题的研究已经比较成熟且有许多求解方法。但是由于在实际应用中,所涉及到的等式及不等式方程组问题通常是时变的,以往的求解方法对时变问题不适用。因此,本文提出了一种能够有效地求解时变等式及不等式方程组问题的高精度算法,这对于时变问题的理论研究与工程实际应用都有着较为重要的意义和价值。为了实时求解时变等式及不等式方程组问题,首先,本文通过引入一个非负的松弛变量将原时变等式及不等式方程组转换为一个时变等式系统。然后基于一种神经动力学的理论对该系统建立时间连续型神经动力学模型。由于在该模型中存在导数信息,因此能对时变问题进行预测,从而能够提供更为精确的解。理论分析和推导表明了该模型能够求解时变等式及不等式方程组问题。其次,考虑到可能的数字硬件实现,本文进一步研究并提出了离散型高精度算法。具体而言,在基于泰勒级数的展开下设计了一种全新的且具有更高精度的泰勒差分公式,并通过理论分析和推导证明了所设计的泰勒差分公式的收敛性和稳定性。然后,利用该新型泰勒差分公式离散时间连续型神经动力学模型从而得到离散型高精度算法。理论分析和证明表明了所提出的高精度离散算法能够有效地求解时变等式及不等式方程组问题。通过数值仿真对比实验对所提出的高精度离散算法的有效性和优越性进行了验证,并研究了算法中不同参数对求解结果所具有的影响。最后,考虑到实际中的工程应用,所提出的算法将应用于带有关节物理极限约束的冗余机械臂运动规划中。通过PUMA560冗余机械臂在不同期望路径下的仿真实验,展示了所提出的高精度离散算法的有效性和实际应用价值。
其他文献
激光器自发明以来,因其高相干性、高方向性、高亮度等优点,被广泛应用在通信、工业、医疗、生物等领域。然而,激光高相干性有时也会带来一些不利的影响,例如由于高相干性引起的散斑会造成图像清晰度的下降。因此,研究如何降低光束的相干性是一个重要的研究课题。近年来,研究人员对如何获得相干性可控的部分相干激光开展了许多研究工作。获得可控的部分相干激光的方法主要可以分为以下两类:一种是被动方式,即在激光器输出高相
学位
透过散射物体之后的成像是光学领域的一个重要研究话题,在大气、水下和生物医学成像等有重要的应用价值。近年来,计算成像技术引起了研究者们的关注,尤其是将深度学习方法应用于解决光学成像的逆问题中,取得了突破性的成果。而在安防和医学领域,红外探测和热成像得到广泛应用。然而在红外尤其是中远红外波段,现有的探测器灵敏度低,噪音大,且价格昂贵。一种有效地实现红外成像的方式是将红外波段通过频率上转换到可见光或近红
学位
1917年,爱因斯坦建立了激光和微波激射器的理论基础。后来到1953年,查尔斯·哈德·汤斯研究组制造了第一个微波放大器,这是一种原理与激光类似的设备,但放大的是微波辐射,而不是红外或可见辐射,这是激光器的前身。此后,各类型的激光器不断诞生,变得无处不在。在现代社会的各个领域,包括消费电子产品、信息技术、科学、医药、工业、执法、娱乐和军事,都得到了广泛的应用。除了光学激光之外,声子激光也吸引了越来越
学位
铟锡氧化物(ITO)是有机电致发光器件(OLEDs)中运用最为广泛的透明导电电极(TCEs),其光电性能优异,但是其本身质脆易碎,制备复杂,成本也日益升高。因此寻找ITO的替代品是非常有必要的研究。学术界也有许多优秀的成果,如碳基TCEs、基于导电聚合物的TCEs、基于金属纳米结构的TCEs。但是以上TCEs的制备方法都十分复杂,不易实现工业生产。因此,研究一种简单的、可重复性高的制备工艺制作高性
学位
光子晶体独特的导光特性和灵活的结构设计,使其广泛应用于现代通信网络和光子集成器件。千禧年以来,全球数据流量的“爆炸式”增长,一方面对现代通信网络的带宽提出了更高的要求,由于现代通信网络带宽的瓶颈在于其信息处理过程中光-电转换和电-光转换的效率,能够激发可控快光的光子晶体有望应用于光存储器件,从而显著提高信息处理的效率;另一方面对光子集成器件的可靠性和集成度提出了更高的要求。在可靠性方面,普通光子晶
学位
随着网络发展以及5G时代的来临,视频服务融入到人们生活中的方方面面,但视频产品在丰富人们生活的同时也带来了版权纠纷等问题。盗版视频的出现严重危害了视频制作者的利益,使得对视频的保护变得尤为迫切,而视频水印技术则可作为解决该问题的优先方案。另一方面,新一代高效视频编码标准(High Efficiency Video Coding,HEVC)于2013年就已制定用于支持视频的传输、存储和发布,使得与H
学位
人脸检测是人脸自动识别系统中的一个关键环节,在基于内容的检索、数字视频处理、视频检测等方面有着重要的应用价值。然而目前对人脸检测的研究还存在着许多问题:第一是当背景比较多变且复杂的时候,人脸检测的识别就很容易出现误差,导致整个人脸检测算法的识别效果不是很好;第二是现阶段人脸检测算法基本都是在性能优异的大型服务器或者是PC端实现,由于一般片上系统逻辑资源的限制,十分影响检测速率,运算速度不高,并不能
学位
当人工智能在围棋领域“完胜”人类之后,围棋的竞技功能被不断放大,而其文化属性反而被遮蔽了。一味强调人类如何被机器“碾压”,这是基于一种非此即彼的对抗关系,它的实质是“竞技至上论”与“技术决定论”的产物。“人机对抗”片面强调围棋之术,它试图将围棋之术从围棋之道中剥离出来,引发了围棋文化的价值分裂。若追溯围棋文化的本源,就必须回归以主体为中心的“道术合一”的理念,这一理念的核心强调技(技艺)、戏(游戏
期刊
直方图均衡作为一种对比度增强算法,由于其计算复杂度低、可移植性强的特点被广泛应用于图像增强领域。然而,直方图均衡算法在处理中以灰度级的像素点个数为映射基准,容易在多像素点处对灰度级的拉伸程度大,而低像素点处灰度级的拉伸程度小甚至产生合并现象。因而,图像易出现过度增强和细节丢失等问题。为了解决这些问题而对直方图均衡进行改进的众多算法中,使用伽马校正可以有效地修正直方图从而实现适度增强的目的。然而,大
学位
无人机充当中继辅助物联网节点传输信号时,易遭受干扰强度动态变化的智能干扰等敌意攻击,现有的无人机抗敌意干扰方案通常采用跳频、单一的飞行轨迹规划和功率控制等策略,可抵御固定干扰功率的攻击,却对干扰信号强度可变的智能干扰机束手无策。因此,论文设计了无人机辅助物联网系统模型,并假设系统中存在智能干扰机。针对模型中存在的抗敌意干扰问题,优化物联网节点的发射功率、无人机的信号功率和移动轨迹,提升系统抗敌意干
学位