高阶非线性非自治系统分析研究

为了更有效的解决高阶非线性非自治系统的求解问题,提出基于等效小参数法的高阶非线性非自治系统的求解方法,应用分解法原理,通过引入谐波平衡和同阶小量相等,建立一类非线性动态系统周期解的逆算符表达的递推算法,将高阶非线性非自治系统转化成一个通用方程,然后利用Matlab开发出相应的软件系统,实现计算机自动求解。对包含sin（t）或cos（t）的非线性非自治GENESIO系统和非线性非自治COULLET系统使用等效小参数法进行详细推导,分别求解非自治GENESIO系统和非自治COULLET系统的周期解,该算法具有较高的计算精度和较大的普适性,是求解一类非线性非自治系统周期解的有效方法。     

非线性系统自适应逆模理论及算法

本文在对输入过程作可分性的假设下,采用描述非线性系统的Block-oriented模型导出了自适应非线性系统应满足的广义Wiener-Hopf方程。由此出发得到了一类非线性系统的逆模理论解。类似于LMS算法提出了一种自适应逆模的实用算法。计算机模拟试验证实该算法以极高的精度收敛于理论解。     

相干光与空问反演对称介质作用的压缩性质

分析研究了相干光与具有空间反演对称非线性介质作用的压缩性质。对于一种非线性介质，其势能具有空间反演对称性，在此情况下介质的偶次极化率为零，对介质极化起主导作用的是它的三次极化率。因此，单模光场与此介质相互作用的哈密顿量正比于光场的湮灭算符与产生算符和的四次方。也就是说在计算相干光通过这种具有空间反演对称介质时考虑到所有的能量非守恒项的作用。对于一单模光场，定义两个无量纲的正交振幅算符，它们分别与坐标和动量算符成正比。利用海森堡运动方程，得到这两个正交算符的方程，并算出其近似解，然后计算这两个量的量子涨落。结果表明，可通过调节耦合常数、入射平均光子数、入射光频率、相互作用时间等参数来控制光场振幅算符分量的压缩性质。     

一种新的非线性相干态中测量相位算符的压缩效应

利用Barnett和Pegg提出的测量相位算符讨论了一种新的非线性相干态的压缩效应，得到了出现压缩的条件并给出了数值计算结果．     

一种解维纳-霍夫(W-H)方程的新方法

利用近代数学中的压缩映射定理和不动点原理,提出了一种解维纳-霍夫(W—H)议程的新方法-非线性迭代算法。该算法利用矩阵范数快速确定迭代运算步长,无需对矩阵进行各种复杂变换和求逆,收敛速度快且稳定。仿真结果表明该方法能对W-H方程有效求出数值解。     

相干光与空间反演对称介质作用的压缩性质

分析研究了相干光与具有空间反演对称非线性介质作用的压缩性质。对于一种非线性介质 ,其势能具有空间反演对称性 ,在此情况下介质的偶次极化率为零 ,对介质极化起主导作用的是它的三次极化率。因此 ,单模光场与此介质相互作用的哈密顿量正比于光场的湮灭算符与产生算符和的四次方。也就是说在计算相干光通过这种具有空间反演对称介质时考虑到所有的能量非守恒项的作用。对于一单模光场 ,定义两个无量纲的正交振幅算符 ,它们分别与坐标和动量算符成正比。利用海森堡运动方程 ,得到这两个正交算符的方程 ,并算出其近似解 ,然后计算这两个量的量子涨落。结果表明 ,可通过调节耦合常数、入射平均光子数、入射光频率、相互作用时间等参数来控制光场振幅算符分量的压缩性质     

一种混合遗传LM算法求解非线性最小二乘问题

文章提出了一种混合遗传LM算法,并将其用于求解非线性最小二乘问题,该方法利用遗传算法摆脱局部最小值,在全局极小值的领域内估计解,找到全局最小值的近似后,利用遗传算法找到的全局最优解作为LM算法的起点。像遗传算法这样的随机搜索算法可以很容易地在全局最小值附近计算出一个解,但由于搜索的随机性,需要很长时间才能收敛到精确的最小值。因此,该算法协同结合了确定性局部搜索和启发式随机全局搜索的优点,高效地计算出精确的解。利用了一个圆柱拟合的实验来验证该算法,结果表明该算法在拟合问题上有良好的性能。     

特征值平移超分辨率算法

本文分析了逆幂迭代算法的收敛速度，为了克服逆幂迭代算法矩阵求逆的过程，提出了特征平幂迭代算法，并分析了它的收敛速度，给出了计算机模拟结果。     

转镜扫描的非线性研究

从光学基本原理出发，得到了四面柱体转镜扫描的非线性解析解，并进行了数值计算，从而给出了四面柱体转镜扫描的非线性曲线。在理论分析的基础上，设计了一种单片双面镜二维扫描系统。利用该系统能有效地克服多面柱体转镜一摆镜二维扫描系统的非线性特性，给后续的计算机实时图像处理工作带来了方便。     

分析强非线性高阶系统的一种新方法

作者在文献[1,2]中提出了等效小参量法的原理。这种方法利用等效小参量的概念,将谐波平衡法和扰动法结合起来,其中,扰动法原理用来获得周期解的修正项。本文的贡献在于提出了一种使计算精确度大为提高的算法。这种新方法采用一个逼近非线性函数主要部分的幂级数,提高了近似解的精确度,使计算程序简单化,适用于强非线性系统,因而克服了传统扰动法的缺点。在本文中,这种改进的算法是以等效小参量法的简化程序来叙述的,也可以看作是一种改进的扰动法。     

Nonlinear system identification for cascaded block model: anapplication to electrode polarization impedance

A new algorithm has been developed to identify a system divided into cascaded blocks of dynamic linear (L), static nonlinear (N), and dynamic linear (L) subsystems based strictly on the input-output relationship. The nonlinear element is assumed to be equicontinuous, or must be satisfied by the Weierstrass criterion. Therefore, it could either be continuous type as represented by polynomial approximation or abrupt type as represented by piecewise-linear segments. The process uses a series of multilevel input to decouple the two linear subsystems from the nonlinear subsystem and then applies the predictor-corrector algorithm to minimize a cost function to obtain the parameter of the subsystem. The method does not restrict the type of input signal and no prior knowledge of the subsystems is necessary. Numerical example for a prescribed system is given and the results show almost identical values by any one of the three types of input, namely: step, sinusoidal, or white noise. Three computer programs have been developed for the identification of the system with odd, even, and piecewise abrupt types of nonlinearity. The method is applied to model the interfacial phenomenon of noble metal electrode (Pt) at the nonlinear range and the algorithm is verified by comparison with the result developed previously.     

较差质量数据下的返回弹道计算及对落点影响的分析

针对某老式卫星返回时雷达跟踪数据曾发生的测量异常及质量较差等情况,为解决此类数据在返回弹道及落点计算中出现的实际困难以及给出应对措施,基于工程实际情况给出了三种不同建模类型下的弹道计算方法——当前统计解耦扩展卡尔曼滤波（EKF）、动力学建模无迹卡尔曼滤波（UKF）、多项式滑窗最小二乘估计算法,并应用该次质量较差的实际观测数据进行了算法应用效果分析与落点计算情况对比,对计算中的经验及教训进行了总结。研究结果表明,所给出的三种算法在面对较差质量数据时性能差异较大,在工程实际应用中可考虑将多种算法互为参考。研究结果及其经验教训对卫星返回弹道及落点的实时估计的工程实施有一定的参考价值。     

基于循环神经网络的超短脉冲光纤放大器模型（特邀）

针对超短脉冲光纤放大器模型复杂,计算难度大等问题,提出了一种基于门控循环单元深度学习的脉冲演化预测方法。利用初始脉冲时域和频域信息,分别训练门控循环单元模型,成功地预测了掺铥光纤放大器中脉冲非线性压缩的过程,与数值计算和实验结果匹配。相比于求解非线性薛定谔方程和能级速率方程两个偏微分方程的方法具有更高的运算速度,有利于优化放大器参数,理解超短脉冲在增益光纤中的非线性动力学过程。     

混沌动力学在电容测量中的应用

本文通过控制有源积分三角波振荡器的逻辑部件和充放电关系，使其产生混沌振荡。在初值不变情况下，作用混沌系统对参数的极度敏感特性，提出了一种非线性测量积分电容的方法，论证了这种混沌振子所产生的动力系统是一种倒的锯齿映射，并给出了电容的计算公式，实验结果也证明了这种测量方法的有效性。     

Optical switching by a dielectric-cladded nematic firm

An analysis and experimental results on optical switching from a transmission to a total reflection state, using a nematic film bounded by two prisms, are presented. This configuration provides a useful scheme for optical limiting applications with a large dynamic range. From the preliminary experiments and an analysis based on the nonlinear Fabry-Perot effect given elsewhere it is clear that this type of device can be optimized to meet practical self-limiting device applications     

一种基于双边滤波的红外图像细节增强方法

为了解决高动态红外图像在常规显示设备上显示时对比度低、细节模糊等问题,提出了一种基于双边滤波的红外图像非线性细节增强及动态范围压缩方法。首先利用基于扫描行的均值及标准差的统计方法对图像中的条纹噪声进行检测及插值补偿。然后对高动态红外图像进行双边滤波,得到基频分量及细节分量。针对基频分量动态范围大的特点,压缩其动态范围,对细节分量则进行非线性增强。最后将压缩后的基频分量和非线性增强后的细节分量合成,并将灰度范围调整到8位,得到适合显示的低动态范围图像。实验结果表明,提出的方法能在压缩图像动态范围的同时有效实现图像细节信息的增强。     

余弦映射法产生混沌跳频序列及宽间隔的改进

提出了一种基于余弦映射法产生十进制混沌跳频序列的方案，并对此方案所产生的十进制混沌序列在跳频通信系统中的性能进行了分析，包括用C语言进行模拟计算，使性能达到良好。在此基础上，通过查表和使用DSP使该方案得到落实并结合对偶宽间隔法产生了宽间隔的跳频序列，使跳频间隔得到了大大的改善。     

Liu混沌系统的LabVIEW仿真研究及其电路设计

分析了Liu混沌系统动力学特性,设计了基于虚拟仪器Liu混沌系统的软件系统,给出了基于虚拟仪器技术实验系统的拓扑结构,并进行了硬件电路的设计以及相关的电路实验研究。虚拟仪器技术为研究非线性系统提供了可行的方案,此实验系统具有良好的实验效果,与传统的自治混沌系统相比,此系统具有参数调节方便、易实现、可靠性高,实时性好等优点。     

Efficient multimedia packet forwarding for multihomed users in wireless LANs

In many cases, a mobile user has the option of connecting to one of several 802.11 access points (APs), each using an independent channel. We consider the case when users multihome, i.e., split their traffic among all available APs, based on the channel burstiness, transmission rates and required application resilience. We consider two solution approaches for this problem: static and dynamic traffic splitting algorithms. Static algorithms solve a nonlinear program, which maximizes the average effective transmission rate satisfying the required resiliency against channel losses, and determines the number of packets transmitted over each channel a priori to the first packet transmission. In contrast, dynamic algorithms progressively select for each packet the channel that is most likely to be successful based on the most recent channel outcomes. The resiliency against channel losses is explicitly calculated, and accurate approximations suitable for the solution of the nonlinear program are given. We provide detailed characterization of static and dynamic policies with respect to varying channel conditions, resiliency, transmission rates, and number of available channels. We show that using a simple algorithm which keeps track of the most recent channel outcomes, it is possible to significantly improve the system performance over algorithms that only consider long-term channel statistics.     

Torque Feedforward Control Technique for Permanent-Magnet Synchronous Motors

This paper proposes a torque control method for interior permanent-magnet (IPM) motors operating in a wide speed range requiring high torque/power accuracy and a fast dynamic response. Using the fact that the motor parameters are nonlinear and significantly vary with direct and quadrature current operating points, a new optimal operating plane is generated. This operating plane combines the maximum torque per ampere (MTPA) curve, current limit circle, and maximum torque per volt (MTPV) curve, voltage limitations, and torque calculation under the nonlinear parameter variations. As a result, new feedforward tables are generated, which make full use of measured motor parameters. The new torque and flux regulators built around the feedforward tables provide a fast dynamic response and accurate steady-state torque/power production. The proposed controller was implemented and successfully tested on a 105-kW IPM motor electric drive used in a fuel-cell vehicle program.