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基于加权移位Grünwald-Letnikov公式的时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分方法
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作者 陈奥 陈雪娟 朱小娟 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期740-746,共7页
[目的]时间分数阶抛物型积分微分方程可用来描述具有记忆和遗传特性的复杂动态系统,其含有时间分数阶Riemann-Liouville(R-L)积分项,与传统的抛物型方程有所不同.本文提出了一种有效求解时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分法.[方法]... [目的]时间分数阶抛物型积分微分方程可用来描述具有记忆和遗传特性的复杂动态系统,其含有时间分数阶Riemann-Liouville(R-L)积分项,与传统的抛物型方程有所不同.本文提出了一种有效求解时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分法.[方法]时间方向上对时间分数阶R-L积分项利用二阶加权移位的Grünwald-Letnikov(SWGL)公式逼近,并结合Crank-Nicolson(C-N)格式进行离散,空间方向上采用紧差分方法进行离散,从而得到基于SWGL公式的全离散数值格式,并使用能量方法证明了该数值格式的无条件稳定性和收敛性.[结果]该数值解法在时间方向上具有二阶精度,在空间方向上具有四阶精度.最后借助数值算例验证了方法的可行性和有效性.[结论]本文基于SWGL公式建立的时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分格式,为求解工程领域中含有分数阶积分项的物理模型提供了一种有效的高精度的数值解法. 展开更多
关键词 时间分数抛物型积分微分方程 时间分数Riemann-Liouville积分 加权移位的Grünwald-Letnikov公式 CRANK-NICOLSON格式 紧差分格式
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不同分数阶微分形式在盐渍土电导率高光谱反演中的适用性研究 被引量:1
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作者 周凤玺 滕祥帅 +1 位作者 郝君明 王立业 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期272-281,共10页
近年来,部分学者将分数阶微分理论应用到盐渍土电导率高光谱反演中,取得了较为显著的效果。然而,已有研究多采用Grünwald-Letnikov分数阶微分定义形式,对于Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式的应用研究较少,Riemann-Lio... 近年来,部分学者将分数阶微分理论应用到盐渍土电导率高光谱反演中,取得了较为显著的效果。然而,已有研究多采用Grünwald-Letnikov分数阶微分定义形式,对于Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式的应用研究较少,Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式在盐渍土电导率高光谱反演中的适用性尚不明确。基于实测土壤电导率和高光谱数据,考虑常见的Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville和Caputo三类分数阶微分定义形式,通过软件编程实现Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分处理函数,比较分析了不同分数阶微分定义形式下,土样高光谱数据在同阶微分处理后的差异性以及随阶数增加后的变化特征。结果表明:土样光谱反射率曲线在不同分数阶微分定义形式下,同阶微分处理后表现出较大差异;在0.1~1阶范围内,随微分阶数的增加,Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分处理后高度变异波段数量均呈现出增加趋势;当微分阶数趋于1时,光谱反射率微分值逐渐降低且向0值逼近,波动范围逐渐减小,而光谱数据的变异性却随着波动范围的减小而增强;Grünwald-Letnikov分数阶微分处理在0.6、0.7阶相关系数提升9.5%、6.7%,Riemann-Liouville和Caputo分数阶微分处理后,相关系数分别在0.8~0.9阶、0.7~0.9阶提升1%左右。该研究为高光谱数据预处理提供了一种新的研究思路,为更好的将分数阶微分理论应用到土壤盐渍化遥感反演中提供参考。 展开更多
关键词 盐渍土 电导率 光谱反射率 分数微分
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适型分数阶微分方程解的存在唯一性与稳定性
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作者 张鲁潮 刘锡平 +1 位作者 贾梅 宇振盛 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第2期287-296,共10页
利用Schauder不动点定理和Banach压缩映射原理,研究一类具有时滞的适型分数阶脉冲微分方程边值问题,建立了其解的存在唯一性定理,并基于此得到了Ulam-Hyers稳定性和Ulam-Hyers-Rassias稳定性的结论,最后给出一个实例验证理论结果.
关键词 适型分数导数 脉冲 时滞 存在唯一性 Ulam-Hyers稳定性 Ulam-Hyers-Rassias稳定性
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基于分数阶微积分模型DWI全容积直方图分析对乳腺良恶性病变的鉴别诊断价值 被引量:3
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作者 张宝媞 汪飞 +6 位作者 孙宜楠 章少兰 汪敏敏 高何燕 程兰兰 刘孟潇 朱娟 《放射学实践》 北大核心 2025年第3期331-338,共8页
目的:探讨基于分数阶微积分(FROC)模型DWI全容积直方图参数在鉴别乳腺良、恶性病变中的应用价值。方法:回顾性分析本院91例乳腺良恶性病变患者的临床及影像资料。所有患者均行常规MRI平扫、动态增强扫描及多b值DWI扫描,经后处理得到FROC... 目的:探讨基于分数阶微积分(FROC)模型DWI全容积直方图参数在鉴别乳腺良、恶性病变中的应用价值。方法:回顾性分析本院91例乳腺良恶性病变患者的临床及影像资料。所有患者均行常规MRI平扫、动态增强扫描及多b值DWI扫描,经后处理得到FROC-DWI[异常扩散系数(D)、体素内扩散异质性参数(β)和空间参数(μ)]及ADC图全容积直方图参数。采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验比较良恶性病变组的D、β、μ及ADC图全容积直方图参数的差异。通过二元Logistic回归构建综合模型,采用受试者操作特征(ROC)曲线评价综合模型及各直方图参数对乳腺良、恶性病变的诊断效能。结果:除D_(熵)、β_(最大值、峰度、90th、最小值)及ADC_(熵)外,其他FROC-DWI及ADC图全容积直方图参数在乳腺良、恶性病变组间差异均有统计学意义(P<0.05)。在各直方图参数组中,D50th、β_熵、μ偏度、ADC50th的ROC曲线下面积(AUC)最高(分别为0.889、0.813、0.759、0.894)。纳入组间差异有统计学意义的FROC-DWI及ADC图全容积直方图参数建立综合模型1,AUC为0.960;纳入组间差异有统计学意义的FROC-DWI全容积直方图参数建立综合模型2,AUC为0.962。结论:基于FROC-DWI全容积直方图参数在鉴别乳腺良、恶性病变中具有一定价值,在各直方图参数组中,D50th、β_(熵)、μ_(峰度)、ADC_(50th)的诊断价值最高;多直方图参数联合诊断可进一步提高诊断效能。 展开更多
关键词 乳腺肿瘤 分数积分模型 直方图 扩散加权成像 磁共振成像
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分数阶微分数据变换在滨海盐渍土盐分反演中的适用性 被引量:3
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作者 潘昊 陈诗扬 +3 位作者 李祎森 李映祥 曹怀堂 刘佳 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期73-82,共10页
滨海地区是中国重要的农业生态功能区,土壤盐渍化已成为该区域土地生产力退化的主要因素。为探索分数阶微分(fractional-order differentiation,FOD)数据变换在滨海盐碱地盐渍化监测中的应用潜力,该研究以中国北方典型滨海盐渍化区域—... 滨海地区是中国重要的农业生态功能区,土壤盐渍化已成为该区域土地生产力退化的主要因素。为探索分数阶微分(fractional-order differentiation,FOD)数据变换在滨海盐碱地盐渍化监测中的应用潜力,该研究以中国北方典型滨海盐渍化区域—河北省黄骅市为研究区,利用环境减灾二号卫星(HJ-2B)高光谱影像,进行了阶数范围为0~2.0、步长为0.1的FOD数据变换。通过分析不同阶数下3类土壤(非盐渍化、轻度盐渍化、重度盐渍化)的光谱特征及其反射率与土壤含盐量的相关性,筛选出对土壤盐分敏感的波段作为模型输入,进而基于梯度提升机(gradient boosting machine,GBM)实现土壤盐分反演。结果表明:1)在0.9阶微分光谱下,3类土壤的光谱差异最为显著且与土壤含盐量的相关性最高,相关系数达到0.58;2)在FOD数据变换的基础上,结合皮尔逊相关性分析,计算了各波段在0~2.0阶范围内的反射率与土壤含盐量的相关性均值。结果显示,960、1 630、1 975、975和2 140 nm波段与土壤含盐量具有较高相关性,适合作为模型输入变量,以提升滨海盐碱地盐渍化监测的精度;3)根据光谱特征分离度和相关性排序,筛选出0、0.5、0.9、1.0、1.1和1.5共6个FOD变换阶数用于土壤盐分反演。其中,0.9阶影像反演精度最高,优于原始光谱和整数阶光谱,决定系数达0.78,均方根误差为1.0 g/kg。总体而言,FOD数据变换能更有效地揭示土壤含盐量与光谱信息的非线性关系,研究结果可为滨海盐碱地及其他区域的高光谱遥感土壤盐渍化监测提供参考。 展开更多
关键词 遥感 土壤含盐量 高光谱影像 分数分数据变换 敏感波段 梯度提升机
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含分数阶微分项和参数激励的Duffing⁃van der Pol振子的动力学分析 被引量:1
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作者 崔腾达 申永军 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期715-721,共7页
对含有分数阶微分项和参数激励的Duffing⁃van der Pol振子的动力学行为进行了研究,分析了在黏惯性(1≤p≤2)和参数激励共同作用下系统的各项参数对系统幅频曲线的影响。采用平均法分析此系统,用等效线性阻尼和等效质量的概念处理分数阶... 对含有分数阶微分项和参数激励的Duffing⁃van der Pol振子的动力学行为进行了研究,分析了在黏惯性(1≤p≤2)和参数激励共同作用下系统的各项参数对系统幅频曲线的影响。采用平均法分析此系统,用等效线性阻尼和等效质量的概念处理分数阶微分项,得到系统的近似解析解。将所得近似解析解与数值解进行比较,二者具有较高的吻合度,证明了解析解的正确性。分析了系统参数对幅频响应曲线的影响,发现共振峰值、共振频率、共振区域、多值解的范围和解的数量都会受到系统参数的影响。经过分析发现,外激励幅值和分数阶微分项系数在一定程度上会抑制参数激励的效果。 展开更多
关键词 非线性振动 分数微分 黏惯性 参数激励 平均法
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基于分数阶微分和无人机高光谱指数优选的油菜产量预测
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作者 马瑜蔓 段博 +7 位作者 徐宾灿 邹冉 石宇辰 余强毅 史云 陆苗 吴文斌 宋茜 《农业工程学报》 北大核心 2025年第10期166-175,共10页
准确、及时地预测油菜产量对保障国家粮油安全具有重要意义。无人机高光谱技术通过获取油菜大量连续窄波段信息,能够精确表征其生理和生化特征,为预测油菜产量提供更精准的数据支持。该研究通过无人机平台获取油菜花期高光谱影像,基于... 准确、及时地预测油菜产量对保障国家粮油安全具有重要意义。无人机高光谱技术通过获取油菜大量连续窄波段信息,能够精确表征其生理和生化特征,为预测油菜产量提供更精准的数据支持。该研究通过无人机平台获取油菜花期高光谱影像,基于分数阶微分(fractional-order differentiation,FOD)和优选的多维光谱指数,构建油菜产量预测模型,评估优选光谱指数在油菜产量预测中的有效性。首先,对油菜冠层的高光谱数据进行分数阶微分处理,并基于不同阶数的处理结果计算二维(two-dimensional,2D)和三维(three-dimensional,3D)光谱指数;其次,通过对各光谱指数与实际产量数据进行相关性分析,筛选出对产量预测敏感的光谱指数;最后,利用支持向量回归算法,构建基于分数阶微分光谱指数的油菜产量预测模型,并评估不同分数阶微分光谱指数组合对产量预测精度的影响。结果表明,FOD处理突出了细微的光谱特征,有效挖掘了潜在有效的油菜光谱信息。该研究构建的3种3D光谱指数与产量的相关系数均超过0.77,显著高于2D光谱指数。基于FOD的2D光谱指数的最高相关性出现在1.8阶,相关系数为0.868。3D光谱指数的最高相关性出现在1.6阶,相关系数为0.887。基于3D光谱指数构建的产量预测模型精度表现优于2D光谱指数。3D指数R2集中在0.880~0.897,2D指数R^(2)集中在0.624~0.896之间。基于分数阶微分和光谱指数优选方法构建的油菜产量预测模型为油菜产量预测提供了参考。 展开更多
关键词 油菜 产量 高光谱影像 分数微分 无人机 光谱指数
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基于分数阶微积分理论的岩土材料破坏准则
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作者 张宏伟 丰土根 +3 位作者 沈振中 徐力群 甘磊 张箭 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期201-211,共11页
为了精确地描述岩土材料的Mohr圆包络线,首先,构建了分数阶微积分破坏准则,阐明了其参数含义,推导了其在三轴面和子午面上的表达形式;其次,分析了在Mohr圆应力平面、三轴面和子午面上分数阶微分阶数和分数阶微分值对分数阶微积分破坏准... 为了精确地描述岩土材料的Mohr圆包络线,首先,构建了分数阶微积分破坏准则,阐明了其参数含义,推导了其在三轴面和子午面上的表达形式;其次,分析了在Mohr圆应力平面、三轴面和子午面上分数阶微分阶数和分数阶微分值对分数阶微积分破坏准则Mohr圆包络线的影响;最后,基于分数阶微积分破坏准则,研究了超固结黏土剪切强度、干湿循环下砂泥岩混合料的三轴剪切强度及岩石的剪切强度。研究结果表明:分数阶微积分破坏准则认为破坏面上剪应力对正应力的分数阶微分为常数,分数阶微分阶数反映了Mohr圆包络线的非线性演化,其范围为[0.5,1.0];当阶数等于1时,分数阶微积分破坏准则为线性Mohr-Coulomb准则;当阶数为(0.5,1.0),它为一种非线性幂函数准则,且阶数越接近0.5,Mohr圆包络线的非线演化越明显。分数阶微积分破坏准则表明了岩土材料破坏面上剪应力与正应力的微分关系,较好地描述了岩土材料Mohr圆包络线的演化。分数阶微积分破坏准则可以表征岩土材料的非线性强度,丰富了岩土材料破坏准则。 展开更多
关键词 破坏准则 Mohr圆包络线 岩土材料 分数积分
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基于分数阶微分的特征匹配算法
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作者 孙昕 安彦波 +1 位作者 张卫华 蒲亦非 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期47-50,56,共5页
传统模板匹配算法往往通过整数阶微分算子来寻找特征点,存在着抗噪性差、对纹理细节丰富的目标图像匹配效果差的问题。而分数阶微分算子已在前人的文献中证实,相比整数阶微分可能会丢失的细节,分数阶微分可以通过调整阶数参数来突出不... 传统模板匹配算法往往通过整数阶微分算子来寻找特征点,存在着抗噪性差、对纹理细节丰富的目标图像匹配效果差的问题。而分数阶微分算子已在前人的文献中证实,相比整数阶微分可能会丢失的细节,分数阶微分可以通过调整阶数参数来突出不同尺度的空间频率成分,从而既能有效增强图像的细微结构又能抑制噪声。因此,将基于一阶梯度算子的特征匹配算法Linemod改为基于分数阶微分算子的算法。实验表明,改进的分数阶微分特征匹配算法在选择合适阶数的微分算子以后,在保证提取出图像纹理边缘特征的同时,抑制了噪声对匹配过程的干扰,使匹配结果更准确,匹配速度更快。 展开更多
关键词 反应堆探测器组件拆除 机器视觉 模板匹配 分数微分
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具有分数Brown运动的分数阶中立型随机微分方程解的存在唯一性
10
作者 李国平 韩婷 《河南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期104-111,共8页
研究了一类在Hilbert空间中具有分数Brown运动的分数阶中立型随机微分方程,利用Picard逐步逼近法得到了其非Lipschitz条件和弱化的线性增长条件下粘性解的新的存在唯一性的充分条件.所提的研究方法使得先前一些研究结果得到了拓展.最后... 研究了一类在Hilbert空间中具有分数Brown运动的分数阶中立型随机微分方程,利用Picard逐步逼近法得到了其非Lipschitz条件和弱化的线性增长条件下粘性解的新的存在唯一性的充分条件.所提的研究方法使得先前一些研究结果得到了拓展.最后通过具有分数Brown运动的随机非线性波动方程验证了理论的有效性. 展开更多
关键词 分数随机微分方程 分数Brown运动 粘性解 存在唯一性
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基于分数阶微分的猕猴桃叶片叶绿素含量估算
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作者 唐国强 刘梦云 +2 位作者 蒋丹垚 宋正华 常庆瑞 《江苏农业学报》 北大核心 2025年第2期335-344,共10页
叶片叶绿素含量是表征植被生长状态的重要生理生化参数,传统的叶绿素含量测定方法操作复杂且会破坏叶片组织结构,对植物造成不可逆的损伤。通过构建高精度叶绿素反演模型,可以实现对猕猴桃叶片叶绿素含量的实时无损监测。本研究采集了... 叶片叶绿素含量是表征植被生长状态的重要生理生化参数,传统的叶绿素含量测定方法操作复杂且会破坏叶片组织结构,对植物造成不可逆的损伤。通过构建高精度叶绿素反演模型,可以实现对猕猴桃叶片叶绿素含量的实时无损监测。本研究采集了猕猴桃冠层的高光谱数据,并同步测定了叶片叶绿素相对含量(SPAD值)。通过对原始光谱进行分数阶微分变换(阶数为0~2,步长为0.2),结合竞争自适应重加权采样算法(CARS)筛选得到敏感波段。分别基于原始波段和敏感波段训练随机森林模型(RF)、支持向量机模型(SVR)和极限学习机模型(ELM)。结果表明,分数阶微分变换显著提高了光谱反射率与猕猴桃叶片叶绿素含量的相关性,CARS算法提升了模型精度。光谱反射率经过1.8阶微分处理后,采用CARS算法筛选出敏感波段,利用这些敏感波段训练随机森林模型,取得了最佳效果。训练后的随机森林模型在验证集上决定系数(R^(2))达到0.93,均方根误差(RMSE)为2.56,相对分析误差(RPD)为3.89。该研究结果可为猕猴桃叶片叶绿素含量的高精度估算提供理论依据和技术参考,对猕猴桃生长监测和精准农业管理具有重要意义。 展开更多
关键词 猕猴桃 叶绿素含量 高光谱 分数微分变换 竞争自适应重加权采样
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PMSM分数阶超扭曲SMC和积分EPH方法的协同控制
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作者 张永胜 于海生 +2 位作者 孟祥祥 杨庆 孙毅飞 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期116-121,126,共7页
为了改善永磁同步电机位置跟踪系统在动态运行时的快速性和稳态运行时的准确性问题,设计了基于分数阶超扭曲滑模控制(sliding mode control,SMC)和积分误差端口哈密顿(error port-Hamiltonian,EPH)方法的协同控制策略。首先,设计了分数... 为了改善永磁同步电机位置跟踪系统在动态运行时的快速性和稳态运行时的准确性问题,设计了基于分数阶超扭曲滑模控制(sliding mode control,SMC)和积分误差端口哈密顿(error port-Hamiltonian,EPH)方法的协同控制策略。首先,设计了分数阶超扭曲SMC控制器增强系统在动态时位置信号跟踪的快速性;然后,设计了积分EPH控制器加强系统在稳态时位置信号跟踪的准确性;最后,设计了一种基于位置误差及其导数的协同控制器实现分数阶超扭曲SMC和积分EPH的协同控制,确保系统运行全程的位置信号调节快速、跟踪准确。针对系统存在的内部和外部扰动的问题,进一步设计了时变干扰观测器估计扰动并补偿。仿真结果表明,与单一的控制方法相比,协同控制策略响应时间缩短了76%,稳态误差减小了75%。实验结果也证明所提方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 分数超扭曲SMC 积分EPH 协同控制策略 时变干扰观测器
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一类具有瞬时和非瞬时脉冲的ψ-Caputo型分数阶微分方程的多解性
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作者 姚旺进 张慧萍 《数学物理学报(A辑)》 北大核心 2025年第3期807-823,共17页
作为整数阶微分方程的推广,分数阶微分方程近年来是一个十分热门的研究对象.分数阶微分方程在反常扩散、流体流动、流行病学和粘弹性力学等许多科学与工程实际问题的建模中发挥着重要作用.该文研究一类包含ψ-Caputo分数阶导数和具有瞬... 作为整数阶微分方程的推广,分数阶微分方程近年来是一个十分热门的研究对象.分数阶微分方程在反常扩散、流体流动、流行病学和粘弹性力学等许多科学与工程实际问题的建模中发挥着重要作用.该文研究一类包含ψ-Caputo分数阶导数和具有瞬时和非瞬时脉冲的分数阶微分方程.当参数μ∈R时,利用变分方法和两类三临界点定理,获得至少三个古典解的存在性.并且,该文改进和推广了最近的一些结果.最后,给出两个例子来验证所得结果的可行性和有效性. 展开更多
关键词 ψ-Caputo分数导数 分数微分方程 变分方法 三临界点定理
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一类Atangana-Baleanu-Caputo型分数阶微分耦合系统的解与数值模拟
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作者 蔺学凡 胡卫敏 +1 位作者 苏有慧 贠永震 《工程数学学报》 北大核心 2025年第5期905-917,共13页
主要研究了一类带有Atangana-Baleanu-Caputo型分数阶导数的三点微分耦合系统解的存在唯一性问题。首先,利用上下解技术和单调迭代方法得到了所研究边值系统最大最小解存在唯一性的充分条件。其次,利用Green函数及其性质,证明了系统最... 主要研究了一类带有Atangana-Baleanu-Caputo型分数阶导数的三点微分耦合系统解的存在唯一性问题。首先,利用上下解技术和单调迭代方法得到了所研究边值系统最大最小解存在唯一性的充分条件。其次,利用Green函数及其性质,证明了系统最大最小解的存在唯一性并给出误差估计。最后,为了说明所得理论结果的有效性和实用性,给出了一个具体的应用实例,验证了该系统在实际问题中的适用性。此外,还对该系统进行了数值模拟,进一步验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 分数微分方程 数值模拟 Atangana-Baleanu-Caputo导数 存在唯一性 迭代法
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基于分数阶微分与连续小波变换的冻结黑土含水率高光谱估算模型
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作者 李泽昕 黄立超 +3 位作者 王勇 章泽炜 陈俊英 栗现文 《节水灌溉》 北大核心 2025年第9期95-104,110,共11页
高光谱技术有助于非接触、高效地反演冻土含水率,但冻结状态下的土壤对光谱反射特性有显著影响,因此采用更有效的光谱数据处理分析方法对提高冻结土壤质量含水率反演的精度至关重要。以黑龙江鹤山农场典型季节性冻土区黑土为研究对象,... 高光谱技术有助于非接触、高效地反演冻土含水率,但冻结状态下的土壤对光谱反射特性有显著影响,因此采用更有效的光谱数据处理分析方法对提高冻结土壤质量含水率反演的精度至关重要。以黑龙江鹤山农场典型季节性冻土区黑土为研究对象,获取高光谱反射率和土壤含水率数据,将原始光谱反射率进行0~1阶(步长为0.2阶)的分数阶微分(FOD)与4~1024尺度(以4的幂次方增加)的连续小波变换(CWT),通过变量投影重要性分析(VIP)提取特征波段后,综合应用偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)与极限学习机(ELM)四类算法构建土壤含水量预测模型。结果表明:低梯度分数阶微分与连续小波变换预处理方法建模效果更佳,决定系数在不同分数阶与尺度上呈现单峰分布;不同模型反演精度差异较大,其中SVM模型反演精度较高,ELM模型次之,PLSR和RF模型最差。冻结状态下,经4、16尺度的连续小波变换,采用SVM模型反演的土壤含水率精度最高(R2P均大于0.59,均方根误差分别为0.291与0.299);未冻结状态下的模型精度优于冻结状态,其中基于0.2、0.4、0.6及0.8阶微分处理后构建的SVM模型表现最佳(R2P均大于0.83,相对分析误差均大于3.6)。研究构建的小尺度CWT-VIP-SVM模型,可为季节性冻结黑土含水率的高光谱监测提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 冻结土壤 土壤含水率 连续小波变换 分数微分 高光谱遥感
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分数阶微积分扩散模型在恶性肿瘤诊断与疗效预测中的研究进展
16
作者 李雯欣 王效春 《磁共振成像》 北大核心 2025年第6期228-234,共7页
恶性肿瘤是世界范围内导致居民死亡的重要原因之一,其在遗传学与组织学上的异质性显著影响诊疗效果。传统影像学技术在恶性肿瘤的评估中取得了显著的进展,广泛应用于临床。基于分数阶微积分理论开发的分数阶微积分(fractional order cal... 恶性肿瘤是世界范围内导致居民死亡的重要原因之一,其在遗传学与组织学上的异质性显著影响诊疗效果。传统影像学技术在恶性肿瘤的评估中取得了显著的进展,广泛应用于临床。基于分数阶微积分理论开发的分数阶微积分(fractional order calculus,FROC)扩散模型,通过多参数联合量化水分子扩散特征及组织均匀性,无创评估肿瘤内部异质性,与传统影像学技术形成互补,其应用已拓展至中枢神经、消化、泌尿及女性生殖系统等多领域肿瘤的诊断及疗效预测。然而,临床推广仍面临着技术标准化缺失及多中心兼容性不足等挑战。本文分析了FROC模型在各系统恶性肿瘤诊断与疗效预测中的应用及价值,并总结了当前研究的不足之处,为未来肿瘤异质性评估指明发展方向。 展开更多
关键词 恶性肿瘤 磁共振成像 分数积分扩散模型 诊断 疗效预测
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无穷区间上Hadamard型分数阶微分方程多点边值问题解的存在性
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作者 曹美丽 周文学 秦锐珍 《华中师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期544-551,共8页
该文在Hadamard型分数阶导数的定义下,讨论了多点边值问题解的存在性.其核心是构造满足条件的Banach空间,利用一般凹算子不动点定理和Leray-Schauder不动点定理得到了无穷区间上多点边值问题解的存在性结论,最后用两个例子来验证所得的... 该文在Hadamard型分数阶导数的定义下,讨论了多点边值问题解的存在性.其核心是构造满足条件的Banach空间,利用一般凹算子不动点定理和Leray-Schauder不动点定理得到了无穷区间上多点边值问题解的存在性结论,最后用两个例子来验证所得的结果. 展开更多
关键词 Hadamard分数微分 凹算子 无穷区间 LERAY-SCHAUDER不动点定理 多点边值问题
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基于分数阶微分的草原地区土壤全氮含量高光谱估测
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作者 李二霞 施和平 《南方农机》 2025年第2期84-87,共4页
【目的】精确了解草原土壤退化状况,在保证监测时效性的基础上提高土壤全氮含量实时监测的精度。【方法】以内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原为研究对象,土壤样本经过预处理,在室内获取高光谱反射率后测定土壤全氮含量。通过使用分... 【目的】精确了解草原土壤退化状况,在保证监测时效性的基础上提高土壤全氮含量实时监测的精度。【方法】以内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原为研究对象,土壤样本经过预处理,在室内获取高光谱反射率后测定土壤全氮含量。通过使用分数阶微分(FOD)与竞争自适应重加权算法(CARS)协同的方法,建立基于高光谱的草原土壤全氮预测模型,探究拟合点数、微分阶数对光谱反射率与土壤全氮含量相关性以及模型估测性能的影响。【结果】1)在土壤全氮含量的高光谱估测中,最佳土壤全氮含量估测模型为拟合点数40、微分阶数1.2结合CARS建立的偏最小二乘回归(PLSR)模型。2)模型训练集的R^(2)为0.95、RMSE为0.20 g/kg,测试集的R^(2)为0.91、RMSE为0.36 g/kg,验证集的R^(2)为0.88、RMSE为0.23 g/kg。【结论】FOD结合CARS算法建立的PLSR模型是一种高效的土壤全氮含量估测技术,可为草原地区的土壤全氮含量准确估测提供可靠依据。此外,由于土壤类型以及土壤母质存在空间差异性,适用于不同地区的土壤类型以及同一土壤类型的不同土壤母质的估测方法还有待研究。 展开更多
关键词 土壤全氮 分数微分 竞争自适应重加权算法 偏最小二乘回归
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融合混沌反向学习与分数阶微分的矿石细粒度分类算法
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作者 李聪 张训平 李英强 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期167-171,共5页
矿石细粒度分类有助于提高矿石品位和回收率,降低能耗和环境污染。然而传统的矿石细粒度分类算法通常基于经验模型或统计学习方法,缺乏对矿石颗粒物理特性和动力学行为的深入理解,导致分类效果不理想。因而提出了一种融合混沌反向学习... 矿石细粒度分类有助于提高矿石品位和回收率,降低能耗和环境污染。然而传统的矿石细粒度分类算法通常基于经验模型或统计学习方法,缺乏对矿石颗粒物理特性和动力学行为的深入理解,导致分类效果不理想。因而提出了一种融合混沌反向学习与分数阶微分的矿石细粒度分类算法,该算法首先利用混沌反向学习方法从矿石颗粒的运动轨迹中提取其物理特征(如形状、密度、硬度等);然后使用分数阶微分方程建立矿石颗粒的动力学模型,描述其在分类器中的运动状态;最后根据矿石颗粒的物理特征和动力学状态进行分类。研究表明:该算法不仅能够有效顾及矿石颗粒的非线性、非平稳和多尺度特性,而且能够实现对矿石颗粒的在线、实时和自适应分类,提高了矿石细粒度分类精度和效率。 展开更多
关键词 矿石细粒度分类 混沌反向学习 分数微分 分类精度
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基于分数阶比例积分阻尼调节的虚拟同步机有功功率控制方法
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作者 王宇轩 蒋俊 +3 位作者 郝宁 赵峰 但唐军 尚恒 《动力工程学报》 北大核心 2025年第10期1730-1737,共8页
针对虚拟同步机(VSG)控制中阻尼系数引入引发的暂态振荡抑制与稳态偏差消除难以协同优化问题,提出了一种基于分数阶比例积分阻尼调节的VSG有功功率控制方法。首先,分析常规VSG控制策略中阻尼系数在动态响应与稳态精度间的固有矛盾机理;... 针对虚拟同步机(VSG)控制中阻尼系数引入引发的暂态振荡抑制与稳态偏差消除难以协同优化问题,提出了一种基于分数阶比例积分阻尼调节的VSG有功功率控制方法。首先,分析常规VSG控制策略中阻尼系数在动态响应与稳态精度间的固有矛盾机理;然后,在传统控制架构中嵌入分数阶比例积分阻尼调节环节,在暂态过程生成非零阻尼功率以抑制有功振荡,稳态过程自动消除阻尼功率以消除稳态偏差。通过Matlab/Simulink仿真软件验证所提策略在抑制暂态振荡与消除稳态偏差方面的有效性。结果表明:所提出的控制方法可以有效抑制功率及频率突变引发的振荡与超调,消除电网频率偏移下的稳态误差,解决了传统控制方法中动态响应与稳态精度难以兼顾的问题。 展开更多
关键词 虚拟同步机 暂态振荡 稳态偏差 有功功率 分数比例积分环节 阻尼功率
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