多体系统动力学约束Hamilton方程多步块方法

针对多体系统动力学Hamilton体系正则微分-代数方程,基于等距节点、Chebyshev节点、Legendre节点等非等距节点,在时间区间上建立r-级多步块求解格式,得到单步区间各节点的非线性代数方程,求解过程利用Newton迭代。以双连杆机械臂系统为例,使用r-级多步块格式进行数值仿真,通过改变步长、仿真时间以及节点数分别对指标-1、-2、-3的Hamilton系统正则微分-代数方程进行数值验证。数值结果表明,本文方法稳定性好、精度高、计算效率高,能很好保持Hamilton能量误差以及各级约束误差,特别是对于长时间仿真,Hamilton能量误差不会产生漂移,适合长时间多体系统动力学仿真。

含有Dirac位势的非线性S-P方程的约束极小元

该文研究了一类含有Dirac位势的非线性Schrödinger-Poisson方程的约束变分问题,在一定的参数和指标假设条件下,证明了约束极小元的存在性,推广了文献[2]中的相关结论.

凸约束方程组的新型无导数算法及在信号重构中的应用

提出一种新型无导数算法,以解决凸约束非线性方程组问题.该算法利用改进的共轭参数设计搜索方向,以确保算法的充分下降性和信赖域特性.在适当的假设下,该算法具有全局收敛性.数值仿真结果表明,该算法在处理凸约束非线性方程组问题和信号重构问题时具有高效性和鲁棒性.

一种改进的解大规模凸约束非线性方程组的共轭梯度投影算法

为推进大规模凸约束非线性方程组的数值方法研究,设计一个改进的共轭参数,构建了一个具有充分下降性与信赖域特性的搜索方向,结合无导数线搜索方法和投影技术,提出了一种新的无导数共轭梯度投影算法并证明了其全局收敛性.数值结果表明相比同类共轭梯度算法,新算法在求解大规模凸约束非线性方程组时具有高效的求解能力和鲁棒性.

一类拟线性Schrodinger方程L^(2)约束解的多重性

通过一个新的形变引理,研究了如下拟线性Schrodinger方程在2<p<4时L^(2)约束解的多重性.-Δu+μu-Δu^(2)u=u^(p-2)u,x∈ℝ^(3),∫_(ℝ^(3))u^(2)d x=m;其中m>0是给定的常数,μ∈ℝ是Lagrange乘子.

微分方程方法求解约束优化问题

本文探讨了微分方程方法在求解约束优化问题的应用,讨论解的收敛性和收敛速度。首先,通过对原始约束优化所对应的Karush-Kuhn-Tucker条件进行转换后,利用光滑互补函数,将问题转化成求解光滑方程组S(ε,x,μ,λ)=0,进一步转化成无约束优化问题。我们利用了微分方程系统来求解最终的无约束优化问题,并在一定的约束条件下,得到了该微分方程系统的解稳定性及收敛速度,从而得到了所求约束优化问题的收敛性和解的收敛速度。最后,给出数值实验说明所提出的微分方程方法求解约束优化问题的有效性。

附参数约束的方程赋权值解法研究

针对附参数约束等式方程的函数模型解算问题,提出一种对约束方程赋权值再联合观测方程统一解算的约束方程赋权统一解法。为验证此方法的可靠性和效率,基于矩阵分析法推导了适用于附参数约束方程解算的正交三角分解法和广义奇异值分解法。通过算例对3种解算法进行比较分析,结果表明:当给约束方程附加合适范围内的权值时,约束方程赋权统一解法获得的参数估计值与矩阵分解算法的参数估计结果在要求的精度范围内一致;赋权统一解法与正交三角分解法的计算效率接近,广义奇异值分解法计算效率较低;约束方程赋权统一解法更符合参数模型统一表达和平差准则设定,有利于平差算法设计和误差特性分析和研究。

具有L2-约束的非线性Choquard方程的多解性

本文考虑如下非线性Choquard方程其中a,b > 0 ,α∈(0,3),是Riesz位势。g(ξ)∈C(ℝ, ℝ)满足Berestycki-Lions条件且其为奇或偶的。μ∈ℝ是Lagrange乘子。Wu证明了(1)关于(u,κ)等同于如下系统:在Palais-Smale-Pohozaev条件下,发展新的形变理论,使之在L2-约束问题中能应用极大极小理论并且证明该系统存在无穷多解,因此可证非线性Choquard方程也存在无穷多解。本文处理L2-约束问题,即∫ℝ3|u|2dx=m。

一类六阶微分方程的Hamilton正则表示

通过以某些六阶常系数偏微分方程作为研究对象,从变分角度出发,获得Lagrange泛函,并引入适当的对偶参量,确定Hamilton泛函,进而实现Hamilton正则化的一种方法,同时,列举了五阶KdV方程和Bretherton方程加以说明,就方程本身,获得了一些新的结果.

具有混合导数的分数阶约束Hamilton系统的Noether对称性

研究了混合整数阶和Riemann-Liouville分数阶导数下的分数阶奇异系统。建立了分数阶奇异Lagrange方程和分数阶约束Hamilton方程。为了寻找该奇异系统微分方程的解,论文研究了Noether对称性,并得到了相应的守恒量。即,建立了混合整数阶和Riemann-Liouville分数阶导数下的分数阶奇异系统的Noether定理。

也谈约束、变换方程和Hamilton函数

约束的稳定与否和广义坐标的选择都对坐标变换方程有影响，因而对 Ｈａｍｉｌｔｏｎ函数是否是总机械能有影响．认为Ｈａｍｉｌｔｏｎ函数的性质仅仅决定于如何选取广义坐标而与约束性质无关的观点是片面的．

一族新的可积Hamilton方程及其双非线性化的高阶对称约束

选用Loop代数 A1的一个子代数建立了一个线性等谱问题 ,导出一个新的可积Hamilton方程族 ;

移动机器人动力学方程的约束违约稳定方法

约束违约是创建多体系统动力学方程的常见问题。Baumgarte稳定方法是处理约束违约问题的经典方法,但选择合适的Baumgarte参数并不容易。这里基于经典的四阶Runge-Kutta法,通过系统的稳定性分析方法探讨了稳定参数的选择问题,缩小了参数的选择范围。对基于Udwadia-Kalaba方程创建的移动机器人解析动力学模型的仿真结果表明:基于稳定区域参数的修正动力学方程的约束误差明显优于未做修正和基于非稳定区域参数的修正动力学方程的约束误差。因此,证明了所提方法的有效性。

基于离散等价方程的滑移壁面边界约束算法

针对有限差分法的弯曲滑移壁面边界求解,以可以消除坐标变换诱导误差的离散等价方程为基础,提出一种利用虚拟节点赋值的边界约束算法。该方法利用无黏流动中壁面仅存在法向速度且恒等于零的约束条件,建立了法向动量通量为零的约束方程,通过求解约束方程确定虚拟节点的物理量,进而在边界节点实现通量计算。新方法在虚拟节点构造过程中将壁面当作流线处理,考虑了边界切向相邻节点对虚拟节点参数的影响,因此可以更为准确地求解包含曲率的物面边界。该方法在边界处和流场内部节点使用相同离散格式,在边界附近不存在格式相容性问题。相较于传统的使用虚拟节点的弱边界条件,该方法提高了虚拟节点参数的合理性,在时间推进过程中边界节点数值解可以严格满足无穿透条件。通过典型算例测试表明:本文所提方法适用于MUSCL格式和WENO格式,可以有效降低近边界区域的计算误差。

基于偏微分方程约束的机器人群集运动控制系统设计

为充分发挥机器人群集的协作优势,克服单机器人能力不足问题,利用偏微分方程约束理论,设计机器人群集运动控制系统;扩大机器人群集间通信网络范围,改装机器人传感器、运动控制器和驱动电机设备;在硬件设备的支持下,考虑机械结构、运动与动力工作原理,建立机器人群集数学模型;分配机器人群集运动任务,利用偏微分方程规划机器人群集编队运动路径,设置规划路径作为机器人群集运动的约束条件;从位置和姿态角两个方面计算运动控制量,通过控制指令的生成与转换,实现系统的机器人群集运动控制功能;通过系统测试实验得出结论:与传统运动控制系统相比,在优化设计系统的控制下,机器人群集的运动跟踪控制误差为13 cm,机器人群集运动过程中产生的碰撞次数平均值为15次,得到明显减少,即优化设计系统具有良好的控制效果。

凸约束非线性方程组的杂交修正HS-FR共轭梯度解法

为改善求解凸约束非线性方程组的运算效率,基于共轭梯度算法和非线性方程组的基础研究,受凸组合技术和杂交思想的启发,采用修正HS(Hestenes-Stiefel)和FR(Fletcher-Reeves)共轭梯度参数的凸组合方法,构建了新的杂交共轭参数.证明了搜索方向具有充分下降性与信赖域性质.在适当的假设条件下,新算法的全局收敛性质.数值试验结果验证了新算法在求解大规模凸约束优化问题时的高效性与可行性.

摆轮活齿传动系统的几何参数约束研究

针对传统摆动活齿传动存在的尺寸链长、关键构件结构薄弱等问题,提出了一种摆轮活齿传动构型及其齿形设计方法和参数选取策略。将摆轮活齿传动机构进行等效化处理,采用拓扑分析构建等效连杆矢量传递模型,基于共轭啮合原理推导出激波器和中心轮共轭齿廓矢量方程,以避免运动干涉、齿廓顶切为约束条件,将传动压力角作为评判依据,制定摆幅系数及激波器基圆半径参数选取策略,并依据优选参数和两组对比参数分别进行齿形设计与性能分析。研究结果表明:设计的摆轮活齿齿形连续、运转无卡顿;相比于两组对比参数,采用优选参数的摆轮活齿在相同负载工况下激波器活齿啮合力峰值分别降低37.09%和28.28%,验证了设计策略的有效性。研究成果可为摆轮活齿齿形设计及参数选取提供理论参考。

缓解企业创新融资约束的途径:市场还是政府?

本文基于金融市场和政府公共政策影响企业创新活动资金来源的理论机制,对欧拉方程加以拓展构建研发投资的融资约束模型,以2010—2019年制造业上市公司为样本,就企业技术创新的融资约束问题及其缓解途径进行了实证检验。结果表明:制造业上市公司的创新活动普遍存在着融资约束,市场途径中的股权融资方式能够缓解资金不足问题,银行贷款和债券融资没有发挥相应的作用,政府途径中的直接财政补贴并没有解决资金短缺困境,采用事后返还方式的税收优惠则效果十分显著;从不同所有制来看,国有企业有着较为充足的融资途径,而民营企业仍然面临着较为严重的金融歧视,只有税收优惠能够起到激励效果;地区分组表明,市场化先进地区的企业融资渠道更为丰富,滞后地区的企业难以通过市场途径获得研发投资所需资金,公共政策也没有起到“雪中送炭”的功能;不同技术密集度行业的实证结果显示,高技术企业得到了金融市场和政府层面的共同支持,低技术企业的研发投资面临着严重的融资困境。

矩阵方程AX=B的谱范数约束解

奇异值分解是求解约束矩阵方程的有效手段.首先根据奇异值分解得到矩阵方程解的分块表达式,再利用分块矩阵的保范扩张定理,得到相容矩阵方程AX=B在谱范数约束下的一般解、Hermitian解和半正定解.

基于频域控制约束的物理神经网络非线性系统预测方法

针对现有物理信息神经网络利用数值模拟近似物理控制方程带来的高计算代价、边界条件限制等问题,提出一种基于频域控制约束的物理神经网络非线性系统预测方法。首先构建时序特征交替更新的非线性预测网络模型,再在频域建立基于傅里叶谱方法(FSM)的物理控制方程约束,时空数据在网络模型与频域控制约束耦合下实现无标签数据加速训练,完成系统演化学习。最后在Burgers系统上进行湍流预测验证,实验结果表明该方法可在物理规则约束下实现无标签非线性复杂建模,对比主流PINN模型及其变体,具有更快的学习速度与预测准确率。在t≤0.25 s、t≤0.5 s短时预测情况下,经前期20次训练后系统预测均方误差(MSE)相比主流基准模型同期预测,MSE降低了86%与95%,在t≤2 s长时预测情况下,经充分训练后系统预测MSE能降低80%。