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基于非线性联立方程系统的杉木生物量动态预测
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作者 付尧 尹晶萍 +2 位作者 许昊 高志雄 马俊杰 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第4期151-161,共11页
【目的】森林碳汇是实现“碳中和”战略目标的重要路径之一。准确评估森林生物量的动态变化,对掌握森林碳汇功能,支撑区域战略落地和区域目标实现有着重要的作用。【方法】以福建将乐的杉木Cunninghamia lanceolata为研究对象,通过样地... 【目的】森林碳汇是实现“碳中和”战略目标的重要路径之一。准确评估森林生物量的动态变化,对掌握森林碳汇功能,支撑区域战略落地和区域目标实现有着重要的作用。【方法】以福建将乐的杉木Cunninghamia lanceolata为研究对象,通过样地调查、样木采集、数据整理与分析等方法,利用R语言,基于Logistics生长方程和幂函数结构建立杉木胸径、树高与年龄的理论生长方程和杉木地上、地下以及总生物量与胸径、树高的异速生长方程。在此基础上,利用非线性最小二乘法(NOLS)和非线性似不相关回归(NSUR),构建杉木地上生物量、地下生物量以及总生物量的非线性联立方程系统,并对其进行动态预测研究。【结果】1)基于非线性联立方程系统建立的杉木地上、地下以及总生物量的动态变化模型相较于传统杉木生物量生长模型具有较高的拟合精度,其中,基于NSUR建立的模型较传统模型的平均绝对误差(AME)、剩余均方根误差(RMSE)分别下降30.99%和33.68%,而R^(2)提升了7.78%;2)不同方法的预估能力不同,利用NSUR方法建立的模型相较于NOLS方法的拟合精度和验证精度均更高;3)杉木胸径生长对杉木生物量的异速生长呈现正向影响(协方差值>0),而树高生长对杉木生物量呈现负向影响(协方差值<0)。【结论】基于杉木生长因子的理论生长方程与生物量异速生长方程的非线性联立方程系统能够更好地反映杉木生长与生物量间的复杂关系,本研究建立的模型对开展杉木生物量的动态预测、制定科学合理的经营管理措施具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 树木特征因子 理论生长方程 异速生长方程 非线性联立方程系统 杉木
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基于TCN-GAT与混合神经网络的汽车涂装烘干系统能耗异常检测
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作者 李聪波 翟贺旺 +2 位作者 吴畏 董可 张祥飞 《中国机械工程》 北大核心 2025年第8期1864-1874,共11页
提出了一种基于时间卷积网络-图注意力网络(TCN-GAT)与混合神经网络的烘干系统能耗异常检测方法。首先引入多尺度TCN和多头GAT分别捕获温度、压力等数据的时间特征与空间特征;然后联合反向传播神经网络(BPNN)与变分自编码器(VAE)搭建异... 提出了一种基于时间卷积网络-图注意力网络(TCN-GAT)与混合神经网络的烘干系统能耗异常检测方法。首先引入多尺度TCN和多头GAT分别捕获温度、压力等数据的时间特征与空间特征;然后联合反向传播神经网络(BPNN)与变分自编码器(VAE)搭建异常检测模型;再次基于预测误差与重构概率构建能耗异常指标,并引入超阈值模型(POT)拟合Pareto分布建立异常阈值;最后在重庆某汽车工厂涂装车间开展案例验证,利用物联网设备(IoT)采集烘干系统能耗等数据,通过数据分析验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 烘干系统 时空特征提取 能耗异常检测 能耗异常指标
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噪声对离散混沌系统非线性特征量的影响 被引量:6
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作者 高思莉 邱红梅 +1 位作者 刘春霞 肖青 《东北师大学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期35-43,共9页
 以Logistic映像为例,运用非线性动力学的方法,分析了不同信噪比时,噪声对离散映像在混沌区非线性特征量的影响.通过错误近邻分析法确定序列的嵌入维,计算了序列的关联维数、最大Lyapunov指数和近似熵,结果表明:随着信噪比的降低,关联...  以Logistic映像为例,运用非线性动力学的方法,分析了不同信噪比时,噪声对离散映像在混沌区非线性特征量的影响.通过错误近邻分析法确定序列的嵌入维,计算了序列的关联维数、最大Lyapunov指数和近似熵,结果表明:随着信噪比的降低,关联维数和近似熵逐渐增大,最大Lyapunov指数呈下降趋势;当信噪比大于500时,噪声对非线性特征量的影响不大.并采用重现图形和重现定量分析法得出信噪比大于10时序列存在的确定性规律仍能显示出来. 展开更多
关键词 噪声 离散混沌系统 非线性特征 信噪比 错误近邻分析法 关联维数 最大LYAPUNOV指数 非线性动力学
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有效双谱特征在非线性系统中的应用 被引量:3
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作者 黄玲 安爱民 丁守成 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期306-309,共4页
将产生非高斯信号的非线性系统信息用高阶统计量中的双谱来表达,以检测非线性系统的二阶相位耦合信息,并用双相干系数定量估计二次相位耦合的耦合程度。通过对比分析典型的非高斯信号(EEG信号)在不同脑功能状态下的双谱结构,选取双相干... 将产生非高斯信号的非线性系统信息用高阶统计量中的双谱来表达,以检测非线性系统的二阶相位耦合信息,并用双相干系数定量估计二次相位耦合的耦合程度。通过对比分析典型的非高斯信号(EEG信号)在不同脑功能状态下的双谱结构,选取双相干系数的对角切片及与对角切片平行的其他切片作为特征提取对象,最终对每一切片元素采取求和处理形成有效双谱特征来构造特征向量,并用支持向量机分类器进行分类,取得了良好的效果。这表明用有效的双谱特征分析非高斯信号能更有效地提取有用信息。 展开更多
关键词 非线性系统 双谱 双相干系数 脑电 特征提取
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磁流变减振系统的非线性特征分析 被引量:2
5
作者 陈丙三 黄宜坚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第23期2795-2799,共5页
建立了磁流变减振系统的分数阶导数模型,并求出了该模型的解析解和数值解。在不同控制电流下,基于系统振幅的变化研究了磁流变振动装置的非线性特征,探讨了分数阶导数在磁流变控制系统中的应用。实验证明:采用分数阶导数的系统模型较之... 建立了磁流变减振系统的分数阶导数模型,并求出了该模型的解析解和数值解。在不同控制电流下,基于系统振幅的变化研究了磁流变振动装置的非线性特征,探讨了分数阶导数在磁流变控制系统中的应用。实验证明:采用分数阶导数的系统模型较之采用整数导数的系统模型更精确,减振系统的非线性特性跟分数阶导数算子的阶数有关,分数阶导数算子的阶数与减振系统的控制电流有关。结果表明,分数阶导数模型在磁流变阻尼器的减振模型上是有效的。 展开更多
关键词 磁流变液 分数阶导数 减振系统 非线性特征
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一类多变量非线性系统的特征模型及其在卫星姿态控制中的应用 被引量:2
6
作者 孙多青 周志全 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2010年第6期125-128,共4页
本文对一类多输入-多输出高阶非线性系统从理论上详细推导出了其特征模型,并设计了基于特征模型的稳定的自适应模糊广义预测控制方案。由于控制结构中使用了分层模糊系统,因而极大地减少了模糊规则数目,提高了控制的实时性。此外,文中... 本文对一类多输入-多输出高阶非线性系统从理论上详细推导出了其特征模型,并设计了基于特征模型的稳定的自适应模糊广义预测控制方案。由于控制结构中使用了分层模糊系统,因而极大地减少了模糊规则数目,提高了控制的实时性。此外,文中还将所设计的控制方案用于挠性卫星的姿态控制。仿真结果表明,该控制方法具有较强的鲁棒性,可实现高精度的卫星姿态控制。 展开更多
关键词 非线性系统 特征模型 分层模糊系统 广义预测控制 挠性卫星 姿态控制
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刚柔耦合的齿轮系统多状态啮合-冲击能耗分析
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作者 石建飞 叶超 +1 位作者 靳伍银 陈国龙 《振动与冲击》 北大核心 2025年第16期299-307,共9页
轮齿柔性变形诱发齿轮副冲击、碰撞,影响其传动质量和动态性能。该研究考虑轮齿柔性,计算齿轮副实际啮合重合度,计算齿轮副刚柔耦合时变啮合刚度和载荷分配系数;建立考虑刚柔耦合的直齿轮系统啮合-冲击动力学模型和冲击-碰撞能量耗散模... 轮齿柔性变形诱发齿轮副冲击、碰撞,影响其传动质量和动态性能。该研究考虑轮齿柔性,计算齿轮副实际啮合重合度,计算齿轮副刚柔耦合时变啮合刚度和载荷分配系数;建立考虑刚柔耦合的直齿轮系统啮合-冲击动力学模型和冲击-碰撞能量耗散模型。分析轮齿柔性对重合度、时变啮合刚度以及动态啮合力的影响;基于多初值分岔图研究系统共存运动随载荷变化的分岔和演化以及与能耗之间的影响关系,揭示双参数变化时系统最大能耗特性。研究发现:轮齿柔性影响单双齿啮合区域,并增大重合度;轮齿的柔性降低动态啮合力,并使时变啮合刚度在单双齿啮合交替时平滑过渡;齿面、齿背碰撞加剧共存运动的冲击能耗,载荷的变化对系统共存运动的分岔演化影响较大,而共存运动的变化影响系统冲击能耗特性。参数与初值的合理匹配能有效避免较大的冲击能耗,提高传动系统的可靠性。 展开更多
关键词 齿轮传动系统 轮齿柔性 冲击-碰撞能耗 刚柔耦合 非线性振动
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非线性系统的特征建模与控制方法 被引量:7
8
作者 吴宏鑫 王颖 解永春 《控制工程(北京)》 2002年第6期1-7,共7页
本文针对一大批工程实际中经常遇到的非线性系统,为设计低阶控制器,提出了非线性系统的低阶变参数特征模型的原理和方法,论证了所建特征模型与实际对象的等价性。文章介绍了如何根据非线性特征模型设计控制器的基本原则与步骤,文章通过... 本文针对一大批工程实际中经常遇到的非线性系统,为设计低阶控制器,提出了非线性系统的低阶变参数特征模型的原理和方法,论证了所建特征模型与实际对象的等价性。文章介绍了如何根据非线性特征模型设计控制器的基本原则与步骤,文章通过某真空环境温度控制系统的仿真,进一步阐明了这种非线性系统特征建模及其控制的方法,最后给出了利用特征模型进行自适应控制的仿真与实际工程应用的结果。 展开更多
关键词 非线性系统 特征建模 控制方法 特征模型 低阶控制器 自适应控制
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多输入-多输出非线性系统的特征模型及在挠性卫星姿态控制中的应用 被引量:2
9
作者 孙多青 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1763-1772,共10页
研究多输入–多输出(MIMO)高阶非仿射非线性系统的特征建模问题.首先证明了MIMO高阶非仿射非线性系统的特征模型可用二阶时变差分方程组描述,并给出了特征模型的建模误差.然后设计了基于特征模型的自适应模糊广义预测控制器,利用Lyapuno... 研究多输入–多输出(MIMO)高阶非仿射非线性系统的特征建模问题.首先证明了MIMO高阶非仿射非线性系统的特征模型可用二阶时变差分方程组描述,并给出了特征模型的建模误差.然后设计了基于特征模型的自适应模糊广义预测控制器,利用Lyapunov方法分析了闭环系统的稳定性.由于控制结构中使用了分层模糊逻辑系统,从而极大减少了模糊规则和可调参数的个数,提高了控制的实时性.通过对挠性卫星姿态控制的仿真研究验证了所给控制方案的有效性,可实现高精度的姿态控制,且该方法具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 非仿射非线性系统 特征模型 分层模糊系统 模糊控制 预测控制 卫星姿态控制
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基于非线性分析的复杂机电系统故障特征提取
10
作者 杨勇 张帅 +1 位作者 韩清凯 曲衍怀 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期748-751,共4页
针对复杂机电系统振动信号呈现复杂非平稳性的特点,采用Hilbert-Huang变换(HHT)和基于小波包分解的频带能量比例非线性分析方法,对机电转子系统碰摩和不对中故障试验信号进行分析。分析结果表明:基于非线性分析的HHT和小波包频带能量比... 针对复杂机电系统振动信号呈现复杂非平稳性的特点,采用Hilbert-Huang变换(HHT)和基于小波包分解的频带能量比例非线性分析方法,对机电转子系统碰摩和不对中故障试验信号进行分析。分析结果表明:基于非线性分析的HHT和小波包频带能量比例方法弥补了原有传统频谱分析的不足,可以清晰的表征故障的瞬时和局部特性,实现故障特征的有效提取。 展开更多
关键词 复杂机电系统 非线性分析 故障特征提取 HILBERT-HUANG变换
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一个简化气候系统的非线性特征
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作者 郑祖光 刘平 +1 位作者 刘利红 刘式达 《气象学报》 CSCD 北大核心 1997年第5期521-531,共11页
文中建立一个包含年平均云量、地表温度及边界层气温的零维能量平衡模式。研究表明:该模式在适当的参数值范围内,能模拟出接近实际的气候状态;根据与该模式相应的偏差方程,讨论了气候系统的非线性特征以及云对气候状态演化的作用。
关键词 能量平衡 气候系统 非线性特征 气候变化
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多层非线性渗流耦合系统的特征分数步差分方法
12
作者 袁益让 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2009年第4期858-872,共15页
对多层非线性渗流耦合系统提出适合并行计算的特征分数步差分格式,利用变分形式、能量方法、粗细网格配套、分片双二次插值、差分算子乘积交换性、高阶差分算子的分解、先验估计的理论和技巧,得到收敛性的最佳阶的l^2误差估计.该方法已... 对多层非线性渗流耦合系统提出适合并行计算的特征分数步差分格式,利用变分形式、能量方法、粗细网格配套、分片双二次插值、差分算子乘积交换性、高阶差分算子的分解、先验估计的理论和技巧,得到收敛性的最佳阶的l^2误差估计.该方法已成功的应用到多层油资源评估的生产实际中. 展开更多
关键词 非线性耦合系统 多层渗流 特征差分 分数步 收敛性
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通过非线性解耦实现绕欧拉特征轴旋转的姿态控制系统 被引量:6
13
作者 陈有余 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第3期81-87,共7页
利用四元数反馈,就不需要测量三个欧拉角,从而避免结构上和原理上所带来的麻烦,而且可以实现绕欧拉特征轴的大角度机动。绕欧拉特征轴旋转的角行程是最短的。但是,要实现这种机动,姿态控制系统必须是解耦的。
关键词 非线性解耦 欧拉特征 姿态控制系统 航天器
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一类不确定非线性系统基于特征模型的复合自适应控制 被引量:4
14
作者 常亚菲 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1137-1146,共10页
针对一类不确定非线性系统的跟踪控制问题,提出一种基于特征模型的复合自适应控制方法.该方法的创新性在于基于系统的误差特征模型,构建一种综合跟踪控制误差和模型估计误差的特征参量复合自适应律,该自适应律用于控制器设计和分析,可... 针对一类不确定非线性系统的跟踪控制问题,提出一种基于特征模型的复合自适应控制方法.该方法的创新性在于基于系统的误差特征模型,构建一种综合跟踪控制误差和模型估计误差的特征参量复合自适应律,该自适应律用于控制器设计和分析,可同时实现跟踪控制误差和模型估计误差的收敛.此外,为便于特征参量自适应律的设计和分析,根据特征参量的慢时变特性,将其视为未知标称常数项和时变误差项之和,并且选用其中常数项的估计量作为自适应控制参数.进一步,为抑制特征参量中时变误差项对系统稳定性和模型估计误差收敛性的影响,在控制器及复合自适应律设计中引入带饱和函数的非线性环节.理论分析证明闭环控制系统稳定,且跟踪控制误差和模型估计误差收敛到原点的一个邻域内.仿真结果表明,与现有仅根据模型估计误差调节的基于特征模型的自适应控制方法相比,所提出的复合自适应控制方法具有更好的控制性能. 展开更多
关键词 不确定 非线性系统 特征模型 复合自适应控制
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一类非线性系统的观测器设计 被引量:10
15
作者 马克茂 王子才 史小平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期443-446,共4页
本文针对一类广泛存在的非线性系统,给出了状态观测器的形式,证明了观测器误差渐进收敛的条件,并利用线性系统的特征结构配置理论,给出了简便而切实可行的观测器的设计方法.
关键词 非线性系统 观测器 特征结构配置 设计
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结合非线性频谱与核主元分析的复杂系统故障诊断方法 被引量:11
16
作者 张家良 曹建福 +1 位作者 高峰 韩海涛 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1558-1564,共7页
传统非线性频谱分析方法对复杂系统进行故障诊断时,求解出的非线性频谱数据量庞大,不便于直接用于故障检测与分类识别.本文提出了一种非线性频谱特征与核主元分析(KPCA)结合的故障诊断方法,首先通过最小二乘算法估计出前3阶Volterra时域... 传统非线性频谱分析方法对复杂系统进行故障诊断时,求解出的非线性频谱数据量庞大,不便于直接用于故障检测与分类识别.本文提出了一种非线性频谱特征与核主元分析(KPCA)结合的故障诊断方法,首先通过最小二乘算法估计出前3阶Volterra时域核,由多维傅立叶变换求取出广义频率响应函数,然后利用KPCA方法对谱数据进行压缩与提取谱特征,最后利用多分类最小二乘支持向量机进行多故障检测与识别.考虑到频谱数据具有非线性的特点,KPCA中的核函数选用由多项式函数与径向基函数构成的混合核函数,兼顾了局部特性与全局特性.论文基于非线性频谱数据,给出了核主元模型建立与在线故障诊断的具体算法.对非线性模拟电路和数控机床伺服传动系统进行了仿真实验,结果表明本文方法能够大幅度降低频谱数据维数,故障识别率高,是一种实用的故障诊断方法. 展开更多
关键词 复杂系统 非线性频谱特征 核主元分析 混合核函数 故障诊断
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非线性转子系统碰摩现象的动力学仿真 被引量:15
17
作者 胡茑庆 陈敏 +2 位作者 刘耀宗 杨光 温熙森 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第6期101-104,共4页
针对一类非线性转子系统 ,建立了碰摩模型。在此基础上 ,通过模型的动力学仿真分析 ,研究了非线性碰摩转子系统的同频、倍频、分频、拟周期和混沌振动及其出现特点。
关键词 非线性转子系统 碰摩现象 特征提取 故障诊断 动力学 仿真 机械故障
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一种改进的Lipschitz非线性系统观测器的设计 被引量:10
18
作者 周少武 章兢 《系统工程学报》 CSCD 2001年第4期302-304,共3页
运用微分方程方法 ,讨论了一类满足 L ipschitz条件的非线性系统观测器的设计 .结论表明 :只要系统可观 ,稳定观测器总是存在的 ,改进了以往认为稳定观测器设计不仅与系统矩阵的特征值有关 。
关键词 非线性系统 观测器 特征 微分方程
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非线性定价、家庭人口特征和收入再分配效应调整 被引量:7
19
作者 刘自敏 张昕竹 方燕 《统计研究》 CSSCI 北大核心 2015年第7期37-44,共8页
本文以分时阶梯定价为例,在人口老龄化及生育政策逐渐放宽的背景下,通过建立结构计量模型,实证分析了引入家庭人口特征后,非线性定价对收入再分配效应的影响。通过构建引入家庭人口特征的二次近乎理想需求(QUAIDS)函数,基于相对等价补... 本文以分时阶梯定价为例,在人口老龄化及生育政策逐渐放宽的背景下,通过建立结构计量模型,实证分析了引入家庭人口特征后,非线性定价对收入再分配效应的影响。通过构建引入家庭人口特征的二次近乎理想需求(QUAIDS)函数,基于相对等价补偿方法建立收入再分配效应调整的测度模型。估计了为保持相同效用增加家庭不同类型的人口需要增加的电费补偿率及其金额。研究结果表明,引入家庭人口特征后收入再分配效应得到了强化;家庭人口特征对消费者行为选择有显著影响;不同人口规模家庭的电费补贴结构存在明显差异;随着预算水平的提高,家庭人口特征对收入再分配效应的影响减小。 展开更多
关键词 非线性定价 家庭人口特征 二次近乎理想需求系统 相对等价规模 收入再分配
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X射线成像系统的非线性特性 被引量:3
20
作者 王春燕 李政 +1 位作者 康克军 高文焕 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期496-498,共3页
通过理论分析和实验研究 ,探讨了 X射线成像系统的非线性特性及其成因。这对于提高 X射线影像的质量具有重要意义。
关键词 X射线成像系统 非线性特性 物理模型 辐射特征 X光机 辐射成像
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