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基于状态空间离散的非线性动力系统全局分析方法进展:从模型驱动到数据驱动
1
作者
李自刚
洪灵
江俊
《力学进展》
北大核心
2025年第3期455-496,共42页
非线性动力系统的一切响应行为均受制于其内在的全局结构,诸如多稳吸引子及其影响域的形貌和空间分布,不稳定不变集和不变流形等.因而,在指定状态空间内开展全局分析,不仅可以获得认识和预测系统响应的全部信息,还能深刻揭示诱发系统复...
非线性动力系统的一切响应行为均受制于其内在的全局结构,诸如多稳吸引子及其影响域的形貌和空间分布,不稳定不变集和不变流形等.因而,在指定状态空间内开展全局分析,不仅可以获得认识和预测系统响应的全部信息,还能深刻揭示诱发系统复杂分岔、激变或边界蜕变等众多动力学现象的内在机制.目前,数值方法仍是非线性动力系统全局分析的最有效手段.相较于点尺度的数值积分方法或点映射法,基于状态空间离散思想的方法(如:胞映射方法等),其采用子集覆盖来逼近系统的不变集,一方面可以高效刻画系统的全局结构形貌,另一方面可以实现对相邻轨道动态特征的集合表征.胞映射方法经历40余年的发展,其功能不断增强,计算效率和精度已显著提升,应用场景也逐渐拓宽.本文第2节从当前的视角对状态空间离散方式进行简要归类,以便于读者更好地了解在全局分析实施过程中该框架体系的本质及优势.第3节着重介绍近些年提出的一系列状态空间离散方法,展示在非线性系统全局结构的高效刻画和内在特征的数据表征两方面已取得的最新进展,突出全局分析从模型驱动向数据驱动的思维模式转变.第4节总结意义和价值,并就如何在状态空间离散框架下进一步泛化全局分析的概念,以及应对未来发展和应用需求可能面临的问题和可以拓展的方向提出见解.
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关键词
状态空间离散
全局分析
胞映射方法
模型驱动
数据驱动
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职称材料
不同统计遗传模型QTL定位方法应用效果的模拟比较
被引量:
27
2
作者
苏成付
赵团结
盖钧镒
《作物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第7期1100-1107,共8页
分子遗传和数量遗传的结合,发展了QTL定位研究。随着定位方法与软件的建立和完善,QTL定位的研究越来越多。准确定位的QTL可用于分子标记辅助选择和图位克隆,而假阳性QTL将误导定位信息的应用。本文分析了迄今主要定位方法(软件)对于各...
分子遗传和数量遗传的结合,发展了QTL定位研究。随着定位方法与软件的建立和完善,QTL定位的研究越来越多。准确定位的QTL可用于分子标记辅助选择和图位克隆,而假阳性QTL将误导定位信息的应用。本文分析了迄今主要定位方法(软件)对于各种遗传模型数据的适用性。应用计算机模拟4类遗传模型不同的重组自交系群体(RIL),第一类只包含加性QTL;第二类包含加性和上位性互作QTL;第三类包含加性QTL和QTL与环境互作效应;第四类包含加性、上位性互作QTL和QTL与环境互作效应。每类按模拟QTL个数不同设两种情况,共分为8种数据模型(下称M-1~M-8)。选用WinQTLCart 2.5的复合区间作图(下称CIM)、多区间作图前进搜索(MIMF)、多区间作图回归前进选择(MIMR)、IciMapping 2.0的完备复合区间作图(ICIM)、MapQTL 5.0的多QTL模型(MQM)以及QTLnetwork 2.0的区间作图(MCIM)6种程序对8种不同遗传模型的RIL进行QTL检测。结果表明,不同程序适用的遗传模型范围不同。CIM和MQM只适于检测第一类模型;MIMR、MIMF和ICIM只适于检测第一类和第二类模型;只有MCIM适于检测所有4类遗传模型;因而不同遗传模型数据的最适合检测程序不同。由于未知实际数据的遗传模型,应采用在复杂模型程序,如QTLnetwork 2.0,扫描基础上的多模型QTL定位策略,对所获模型用相应模型软件进行验证。
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关键词
QTL定位
遗传模型
定位程序
定位方法与数据模型的适配性
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职称材料
高填方渠道溃堤洪水三维风险图研究
被引量:
4
3
作者
王晓玲
孙小沛
+2 位作者
周正印
敖雪菲
孙蕊蕊
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第8期697-707,共11页
目前的风险图绘制研究中,洪水淹没计算多基于一、二维数值模拟,洪灾风险分析较少考虑地形危险性,未能真实反映复杂下游区域洪水淹没情况及洪灾风险分布.因此,本文提出基于三维数值模拟和数据场耦合的高填方渠道溃堤洪水风险图分析方法....
目前的风险图绘制研究中,洪水淹没计算多基于一、二维数值模拟,洪灾风险分析较少考虑地形危险性,未能真实反映复杂下游区域洪水淹没情况及洪灾风险分布.因此,本文提出基于三维数值模拟和数据场耦合的高填方渠道溃堤洪水风险图分析方法.首先,建立耦合VOF法的SST k-ω三维溃堤洪水演进数学模型,该模型结合了k-ω和k-ε模型的优势,增加了交叉扩散项,考虑了剪切应力的输送过程,能更精细地模拟湍流过程;其次,基于三维溃堤洪水淹没计算,引入数据场模型,考虑区域地形与洪水各灾情信息的综合风险,绘制三维洪水风险图,并与二维洪水风险图相结合,实现洪灾风险分布的详细、直观表达.以某高填方渠道为例,阐述了风险图绘制方法,分析了溃堤洪水的风险分布特征.
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关键词
高填方渠道
溃堤洪水三维演进
风险图
数据场模型
SSTk-ω湍流模型
VOF法
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职称材料
基于STEP的三维表面有限元网格生成技术的研究
被引量:
2
4
作者
王玉槐
卢炎麟
+1 位作者
周晓
黄建芳
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2006年第10期144-145,153,共3页
研究了三维表面有限元网格自动生成的技术,利用映射法实现了模型表面的三角网格剖分。基于STEP文件格式的模型的导入和重建,将模型的每个表面映射至参数空间,利用推进波前法生成参数面网格,然后映射回三维表面。研制了一套网格剖分策略...
研究了三维表面有限元网格自动生成的技术,利用映射法实现了模型表面的三角网格剖分。基于STEP文件格式的模型的导入和重建,将模型的每个表面映射至参数空间,利用推进波前法生成参数面网格,然后映射回三维表面。研制了一套网格剖分策略,运用该策略对多种类型表面进行了分析求解。
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关键词
STEP
有限元网格
映射法
自动剖分策略
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职称材料
基于数据扩充及风力发电机组功率曲线分段回归的自适应监测方法
被引量:
3
5
作者
荆华
赵春晖
《Journal of Central South University》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2023年第5期1601-1617,共17页
准确的功率曲线可以反映风机的运行状况,在风力发电机组的监测中至关重要。然而,一些新安装的风力发电机组由于没有足够的训练数据来拟合准确的功率曲线,从而导致监测结果不佳。本文提出了一种基于数据扩充的分段回归方法实现对风电机...
准确的功率曲线可以反映风机的运行状况,在风力发电机组的监测中至关重要。然而,一些新安装的风力发电机组由于没有足够的训练数据来拟合准确的功率曲线,从而导致监测结果不佳。本文提出了一种基于数据扩充的分段回归方法实现对风电机组的自适应监测,该方法可分为离线建模阶段和在线监测阶段。在离线建模时,首先,设计了一种新的映射函数,通过将其他数据集的数据映射到目标数据集上,从而实现对目标数据集的扩充,进而使得目标风力发电机组有足够的数据用于模型训练。然后,设计了一种分段建模策略,将扩充后数据的信息精炼到少量样本中,再进行功率曲线拟合,可以以较低的计算复杂度准确拟合出功率曲线。在线监测时,可依据功率曲线模型对功率进行预测,最后将预测结果与实际功率进行比较,从而实现对运行状态的监测。此外,我们提出一种增量学习策略,以利用新的数据实时更新模型提高预测和监测的准确度。实验采用真实风电数据,结果表明,所提监测方法能够在数据不足的情况下能准确地发现异常行为,监测准确率可达92.77%。
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关键词
功率曲线
数据不足
映射函数
分段建模策略
自适应监测方法
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职称材料
题名
基于状态空间离散的非线性动力系统全局分析方法进展:从模型驱动到数据驱动
1
作者
李自刚
洪灵
江俊
机构
西安科技大学理学院
西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室
出处
《力学进展》
北大核心
2025年第3期455-496,共42页
基金
国家自然科学基金项目(12472031,12172279,12172267)资助
文摘
非线性动力系统的一切响应行为均受制于其内在的全局结构,诸如多稳吸引子及其影响域的形貌和空间分布,不稳定不变集和不变流形等.因而,在指定状态空间内开展全局分析,不仅可以获得认识和预测系统响应的全部信息,还能深刻揭示诱发系统复杂分岔、激变或边界蜕变等众多动力学现象的内在机制.目前,数值方法仍是非线性动力系统全局分析的最有效手段.相较于点尺度的数值积分方法或点映射法,基于状态空间离散思想的方法(如:胞映射方法等),其采用子集覆盖来逼近系统的不变集,一方面可以高效刻画系统的全局结构形貌,另一方面可以实现对相邻轨道动态特征的集合表征.胞映射方法经历40余年的发展,其功能不断增强,计算效率和精度已显著提升,应用场景也逐渐拓宽.本文第2节从当前的视角对状态空间离散方式进行简要归类,以便于读者更好地了解在全局分析实施过程中该框架体系的本质及优势.第3节着重介绍近些年提出的一系列状态空间离散方法,展示在非线性系统全局结构的高效刻画和内在特征的数据表征两方面已取得的最新进展,突出全局分析从模型驱动向数据驱动的思维模式转变.第4节总结意义和价值,并就如何在状态空间离散框架下进一步泛化全局分析的概念,以及应对未来发展和应用需求可能面临的问题和可以拓展的方向提出见解.
关键词
状态空间离散
全局分析
胞映射方法
模型驱动
数据驱动
Keywords
state space discretization
global analysis
cell
mapping
model
-driven
method
data
-driven
method
分类号
O322 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
不同统计遗传模型QTL定位方法应用效果的模拟比较
被引量:
27
2
作者
苏成付
赵团结
盖钧镒
机构
南京农业大学大豆研究所/国家大豆改良中心/作物遗传与种质创新国家重点实验室
出处
《作物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第7期1100-1107,共8页
基金
国家重点基础研究发展规划(973计划)项目(2006CB1017
2009CB1184
+4 种基金
2010CB1259)
国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AA100104
2009AA1011)
国家农业部公益性行业专项(200803060)
教育部高等学校创新引智计划项目(B08025)资助
文摘
分子遗传和数量遗传的结合,发展了QTL定位研究。随着定位方法与软件的建立和完善,QTL定位的研究越来越多。准确定位的QTL可用于分子标记辅助选择和图位克隆,而假阳性QTL将误导定位信息的应用。本文分析了迄今主要定位方法(软件)对于各种遗传模型数据的适用性。应用计算机模拟4类遗传模型不同的重组自交系群体(RIL),第一类只包含加性QTL;第二类包含加性和上位性互作QTL;第三类包含加性QTL和QTL与环境互作效应;第四类包含加性、上位性互作QTL和QTL与环境互作效应。每类按模拟QTL个数不同设两种情况,共分为8种数据模型(下称M-1~M-8)。选用WinQTLCart 2.5的复合区间作图(下称CIM)、多区间作图前进搜索(MIMF)、多区间作图回归前进选择(MIMR)、IciMapping 2.0的完备复合区间作图(ICIM)、MapQTL 5.0的多QTL模型(MQM)以及QTLnetwork 2.0的区间作图(MCIM)6种程序对8种不同遗传模型的RIL进行QTL检测。结果表明,不同程序适用的遗传模型范围不同。CIM和MQM只适于检测第一类模型;MIMR、MIMF和ICIM只适于检测第一类和第二类模型;只有MCIM适于检测所有4类遗传模型;因而不同遗传模型数据的最适合检测程序不同。由于未知实际数据的遗传模型,应采用在复杂模型程序,如QTLnetwork 2.0,扫描基础上的多模型QTL定位策略,对所获模型用相应模型软件进行验证。
关键词
QTL定位
遗传模型
定位程序
定位方法与数据模型的适配性
Keywords
QTL
mapping
Genetic
model
mapping
procedure
pertinence between mapping method and data model
分类号
S330 [农业科学—作物遗传育种]
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职称材料
题名
高填方渠道溃堤洪水三维风险图研究
被引量:
4
3
作者
王晓玲
孙小沛
周正印
敖雪菲
孙蕊蕊
机构
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室
出处
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第8期697-707,共11页
基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB035906)
国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助项目(51021004)
天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目(13JCYBJC19500)
文摘
目前的风险图绘制研究中,洪水淹没计算多基于一、二维数值模拟,洪灾风险分析较少考虑地形危险性,未能真实反映复杂下游区域洪水淹没情况及洪灾风险分布.因此,本文提出基于三维数值模拟和数据场耦合的高填方渠道溃堤洪水风险图分析方法.首先,建立耦合VOF法的SST k-ω三维溃堤洪水演进数学模型,该模型结合了k-ω和k-ε模型的优势,增加了交叉扩散项,考虑了剪切应力的输送过程,能更精细地模拟湍流过程;其次,基于三维溃堤洪水淹没计算,引入数据场模型,考虑区域地形与洪水各灾情信息的综合风险,绘制三维洪水风险图,并与二维洪水风险图相结合,实现洪灾风险分布的详细、直观表达.以某高填方渠道为例,阐述了风险图绘制方法,分析了溃堤洪水的风险分布特征.
关键词
高填方渠道
溃堤洪水三维演进
风险图
数据场模型
SSTk-ω湍流模型
VOF法
Keywords
high fill channel
3D dike-breach flood routing
risk map
data
field
model
SSTk-ω turbulence
model
VOF
method
分类号
P343 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
基于STEP的三维表面有限元网格生成技术的研究
被引量:
2
4
作者
王玉槐
卢炎麟
周晓
黄建芳
机构
浙江工业大学CAD应用工程研究所
出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2006年第10期144-145,153,共3页
基金
国家自然科学基金资助项目(50075083)
文摘
研究了三维表面有限元网格自动生成的技术,利用映射法实现了模型表面的三角网格剖分。基于STEP文件格式的模型的导入和重建,将模型的每个表面映射至参数空间,利用推进波前法生成参数面网格,然后映射回三维表面。研制了一套网格剖分策略,运用该策略对多种类型表面进行了分析求解。
关键词
STEP
有限元网格
映射法
自动剖分策略
Keywords
STEP(St
and
ard for Exchange of Product
model
data
)
Finite Element Mesh
mapping
method
Automatic Generation Strategy
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于数据扩充及风力发电机组功率曲线分段回归的自适应监测方法
被引量:
3
5
作者
荆华
赵春晖
机构
State Key Laboratory of Industrial Control Technology
Zhejiang University NGICS Platform
出处
《Journal of Central South University》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2023年第5期1601-1617,共17页
基金
Project(62125306)supported by the National Science Fund for Distinguished Young Scholars,China
Project(2022A1515240003)supported by the Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation,China。
文摘
准确的功率曲线可以反映风机的运行状况,在风力发电机组的监测中至关重要。然而,一些新安装的风力发电机组由于没有足够的训练数据来拟合准确的功率曲线,从而导致监测结果不佳。本文提出了一种基于数据扩充的分段回归方法实现对风电机组的自适应监测,该方法可分为离线建模阶段和在线监测阶段。在离线建模时,首先,设计了一种新的映射函数,通过将其他数据集的数据映射到目标数据集上,从而实现对目标数据集的扩充,进而使得目标风力发电机组有足够的数据用于模型训练。然后,设计了一种分段建模策略,将扩充后数据的信息精炼到少量样本中,再进行功率曲线拟合,可以以较低的计算复杂度准确拟合出功率曲线。在线监测时,可依据功率曲线模型对功率进行预测,最后将预测结果与实际功率进行比较,从而实现对运行状态的监测。此外,我们提出一种增量学习策略,以利用新的数据实时更新模型提高预测和监测的准确度。实验采用真实风电数据,结果表明,所提监测方法能够在数据不足的情况下能准确地发现异常行为,监测准确率可达92.77%。
关键词
功率曲线
数据不足
映射函数
分段建模策略
自适应监测方法
Keywords
power curve
insufficient
data
mapping
function
piecewise
model
ing strategy
incremental monitoring
method
分类号
TM315 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于状态空间离散的非线性动力系统全局分析方法进展:从模型驱动到数据驱动
李自刚
洪灵
江俊
《力学进展》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
不同统计遗传模型QTL定位方法应用效果的模拟比较
苏成付
赵团结
盖钧镒
《作物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2010
27
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职称材料
3
高填方渠道溃堤洪水三维风险图研究
王晓玲
孙小沛
周正印
敖雪菲
孙蕊蕊
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
基于STEP的三维表面有限元网格生成技术的研究
王玉槐
卢炎麟
周晓
黄建芳
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2006
2
在线阅读
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职称材料
5
基于数据扩充及风力发电机组功率曲线分段回归的自适应监测方法
荆华
赵春晖
《Journal of Central South University》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2023
3
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职称材料
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