强化工程案例教学,促进研究能力培养——以“MATLAB与化工数值计算”课程为例

为了更好地培养学生基于科学思维和工程实践的研究能力,以大量真实化工案例剖析为驱动,将工程案例教学法有机融入“MATLAB与化工数值计算”各个教学环节,通过工程案例教学架构设计、工程案例教学群组开发、工程案例教学方案实施以及工程案例教学考核评价等多种教学方式来不断强化学生利用先进技术方法和工具解决化学化工过程复杂工程问题的专业综合能力,有效助力我国能源化工行业“工业4.0”的升级与改造。

点扩散函数的一维数值计算及其MATLAB实现

通过应用复指数函数与Bessel函数的展开关系和将径向对称的光瞳函数展开成方位角的Fourier级数的方法,可以将衍射受限光学成像系统的点扩散函数的二维Fourier变换的计算转换为一维Fourier变换和一维Hankel变换的计算。并借助MATLAB软件在计算机上实现了编程计算。与二维Fourier变换计算方法相比,一维计算可以方便而清晰地获得像平面上任一确定方向的点扩散强度分布。与Fortran、Basic和C等编程计算语言相比,应用MATLAB语言编程计算,程序语言简洁,且大大降低了使用者对数学基础和计算机语言知识的要求,是进行科学与工程研究的高效工具。

基于Matlab系统函数法的汽车轮胎力计算研究

针对轮胎力在汽车动力学模拟及控制系统开发中的重要作用,研究了利用Matlab/Simulink软件中的系统函数来建立Gim理论轮胎模型的模块化实现方法,所建立的轮胎模块在车辆动力学模拟中可直接作为Simulink中的子模块被调用来计算地面作用于汽车轮胎的纵向与横向力。通过动力学数值仿真与实验测试结果的对比分析表明:Gim理论轮胎模型具有很高的精度,能准确的预测轮胎的力学特性,所建立的轮胎子模块通用性强,所需参数少,可直接应用于各种车辆动力学分析与控制系统的研究中。

基于时间感知主导资源公平的边缘函数计算负载调度算法

针对边缘函数计算服务FaaS中不同负载之间资源抢占导致的资源分配不公平、利用率不高的问题,提出一种时间感知的主导资源公平调度算法。首先,分析了现有主导资源公平调度算法在应用到边缘函数计算服务时的不足;其次,提出加入函数实例运行时间权重,并通过时间感知队列和主导资源公平队列协同实现对函数运行所需要的资源进行公平分配和集群资源充分利用;最后,基于主流开源函数计算服务平台的调度器对算法进行了实现。采用公开负载运行数据集的测试结果表明,该算法最多提升了18.1%的CPU利用率和21.8%的内存利用率,并且执行时间最多降低了26.1%,能够有效提升边缘函数计算服务的资源分配公平性,且提高了资源利用率。

基于MATLAB的自适应预测函数控制计算机辅助设计

开发一套基于MATLAB的自适应预测函数控制 (APFC)计算机辅助设计软件包 ,在介绍了APFC原理基础上 ,从APFC算法模块库、APFC控制与常规PFC控制鲁棒性的比较研究等几个方面介绍APFC软件包的功能及实现方法。该软件包的开发 。

基于Matlab的径向基函数数值计算软件包

为推动基于无网格方法的计算软件的发展,介绍基于Matlab自主开发的径向基函数(Radial Basis Function,RBF)数值计算软件包,阐述软件的理论基础、设计思路以及该软件包的功能和特点,并结合边界节点法(Boundary Knot Method,BKM)的数值实例给出软件的使用过程.该软件包可以根据不同的数学物理模型选择合适的数值算法来求解多种实际物理问题,也可对不同数值算法得到的结果进行比较.最后,总结应用Matlab进行数值计算软件开发的优缺点.

用MATLAB实现普朗克函数积分的快捷计算

普朗克函数在不少红外计算中具有重要作用。为了得到黑体源在某一波段内的辐射总量,需要对普朗克函数做积分。除了0～∞波段,该积分并没有解析解。有多种计算普朗克函数积分的方法,但其中最快捷的途径可能是用MATLAB。通过选择合适的MATLAB数值积分函数和方法,容易得到精度为10^(-6)、甚至更高精度的普朗克函数光谱积分结果。

基于MATLAB函数库增强VB数值计算能力的研究

针对VB数值计算能力不足,不利于算法开发和程序发布的状况,文章在介绍了MATLABC/C++数学函数库的基础上,通过对VB调用MATLAB数学函数库所涉及的几项关键技术———数组的存储方式、指针的应用和错误处理机制的统一等的研究和分析,并通过一个求解矩阵特征根和特征向量的具体实例,实现了增强VB数值计算能力的方法。结果表明:充分利用MATLAB的数学函数库,有助于开发出可以脱离MATLAB环境独立发布的VB的应用程序,在算法设计和缩短开发周期等方面有极大的应用价值。

用MATLAB的特征值函数计算载流管系的振动模态

运用Matlab工具箱中提供的两个计算特征值的函数EIG和EIGS ,结合载流管系运动方程的特点 ,提出了一个用函数EIG和EIGS求解非比例阻尼系统特征值的方法 ,实践证明该方法快捷有效 。

用MATLAB解决齿轮计算中两类超越三角函数方程的求解问题

介绍了用牛顿迭代法求解齿轮计算中的两类超越三角函数方程的原理,提供了基于MATLAB的M文件编制的求解程序.根据已知的渐开线函数值inv或里程表齿轮设计参数H、λ,调用M文件,即可迅速求得误差小于0.0000001 rad的角度值α或β.

基于MATLAB的函数误差分布模拟与计算

函数误差是间接测量误差的一种,本文介绍了一种用于求解函数误差分布的计算机随机模拟法。结合具体算例编制了MATLAB仿真程序,仿真结果表明该方法准确、可行,对复杂测量模型的误差分析尤为有效。

基于MATLAB和传递函数的结构动力响应计算

本文介绍了基于MATLAB和传递函数的结构动力响应计算方法,通过比较,证明该法比Wilson-θ法更接近精确解,因而具有较高的计算精度;计算过程中,MATLAB语言显示了强大的图形功能及编程的高效性。

Matlab在多元函数积分计算中的应用研究

Matlab作为目前使用最为广泛的科学计算类软件之一,被广泛应用于工程计算、控制设计等诸多领域。针对多元积分学中的重积分、曲线积分和曲面积分计算等问题,在多元函数积分运算教学中利用Matlab进行辅助教学,以激发学生学习兴趣,加深其对所学知识的理解,提高教学效果。

球形分层大地格林函数的理论推导和数值计算

目前球形分层大地格林函数在理论推导和数值计算方面还存在着较大的困难。首先,通过球形分层电磁理论推导无穷勒让德级数形式的格林函数,并提出勒让德级数权重函数的递推算法。在此基础上,提出求解球形分层格林函数的复镜像方法,将格林函数的无穷级数求和转化为复镜像位函数的叠加,并推导算法的误差上限计算公式,通过算例验证方法的准确性。针对地球尺度级别球形分层格林函数的数值奇异问题和极缓慢收敛特性,提出基于多精度算法的解决方案,进一步证明复镜像法在计算速度和精度上的优势。所提方法能够解决球形分层格林函数的理论和计算难题,为求解地球尺度级别球形分层格林函数提供有效解决方案。

Matlab数学函数库在结构动力计算中的应用

本文采用Matlab数学函数库结合C语言编写结构地震动力反应程序。详细介绍了Matlab数学函数库与C语言的数据交换方法。探讨了Matlab与C语言编写独立可执行文件的一些方法。

VC++调用MATLAB库函数实现数据计算与图形显示的方法

本文给出了一种VC++调用MATLAB图形库和函数库实现数据计算和图形显示的编程方法,并通过一个简单的例子说明了如何实现库函数的调用和参数的设置。

计算成像技术中的点扩散函数工程

围绕光学成像中点扩散函数(Point spread function,PSF)在计算成像中的新内涵与应用,介绍了传统光学成像中PSF的概念以及PSF在光学系统设计中关键作用,并简要说明了几种利用PSF恢复图像算法以及图像评价指标。在此基础上以计算成像框架下信息传递的视角重新审视了PSF的内涵,从狭义、广义光学系统两个方面对计算成像领域中的相关研究进行了归纳总结,最后展望了PSF工程技术的应用前景及发展趋势。

MATLAB软件辅助高等数学教学——以计算机类专业为例

鉴于在高等数学相关函数和定积分的教学中缺少应用场景介绍和学生空间想象力弱等问题,采用MATLAB软件辅助高等数学教学,通过图形直观展示其应用场景和自行编写代码计算定积分。结果表明:将MATLAB软件融入课堂教学不仅提高学生学习积极性,还加深学生对概念及定义的理解,使学生获得直观的感性认识和理性认识,提高了课堂的教学质量和效果。

一种高效的Softmax函数计算方法及硬件电路

针对现有Softmax函数硬件实现中存在的面积消耗大、速度慢、计算效率低等问题,设计一种高效的Softmax函数计算方法及硬件电路。提出一种稀疏化最大值计算方式,仅选择有效的输入值进行计算和存储,并采用动态移位更新最大值的方式将最大值求取隐藏在流水线中,提高计算效率;优化分段线性拟合算法,避免乘法器的使用,减少了硬件资源开销。基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的语音识别实验的结果表明,本方法减少了60%的指数存储需求,同时减少了50%的Softmax计算时间。在45 nm互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺下的逻辑综合实验表明,所实现的Softmax函数相较之前的工作,电路综合性能提升14%,面积减小51%。

多元函数相关问题的Matlab实现

本文借助于Matlab强大的绘图功能以及高效计算功能,针对多元函数偏导数的几何意义以及二重积分、三重积分的计算问题给出了Matlab程序,增强了利用数学软件工具分析问题、解决问题的能力。This paper utilizes Matlab’s powerful drawing and efficient calculation functions to provide Matlab programs for the geometric meaning of partial derivatives of multivariate functions and the calculation problems of double and triple integrals, enhancing the ability to analyze and solve problems using mathematical software tools.