基于自适应三维分数阶积分的医学图像去噪算法 被引量：3

1

作者 赵九龙 马瑜 李爽 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第8期2520-2524,共5页

针对医学图像在采集传输等过程中易受噪声污染,影响三维重建精度的问题,提出了基于自适应三维分数阶积分的去噪算法,并应用于医学图像三维边缘曲面追踪算法。由于分数阶积分具有在遏制高频信号的同时非线性保留低频信号的特性,所以在去... 针对医学图像在采集传输等过程中易受噪声污染,影响三维重建精度的问题,提出了基于自适应三维分数阶积分的去噪算法,并应用于医学图像三维边缘曲面追踪算法。由于分数阶积分具有在遏制高频信号的同时非线性保留低频信号的特性,所以在去除高频噪声的同时能较好地保留图像原有细节信息。利用分数阶积分的优良去噪特性,提出基于三维图像梯度信息的自适应三维分数阶积分,加入至三维边缘曲面追踪算法,克服了传统边缘曲面追踪算法中Laplacian算子对噪声敏感的不足。实验结果和数据分析表明,提出的自适应去噪算法能够从噪声污染的医学图像切片中追踪出高精度的边缘曲面;与固定阶次三维分数阶积分算法相比,具有更好的去噪效果。 展开更多

关键词 医学图像 三维重建 自适应三维分数阶积分 去噪 边缘曲面追踪

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Riemann-Liouville分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制

2

作者 蔡中泽 曾庆双 孙谷昊 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期263-271,共9页

本文主要研究了分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制问题.首先,针对Buck变换器中存在多重干扰和电子元件具有非整数阶特性的情况,建立了存在匹配和不匹配干扰的Riemann-Liouville分数阶Buck变换器数学模型.然后,针对传统滑模控制算法... 本文主要研究了分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制问题.首先,针对Buck变换器中存在多重干扰和电子元件具有非整数阶特性的情况,建立了存在匹配和不匹配干扰的Riemann-Liouville分数阶Buck变换器数学模型.然后,针对传统滑模控制算法要求预知干扰上界的问题,设计了自适应算法以估计干扰的未知上界,基于反步控制方法建立了滑模控制器,引入分数阶滑模面,提升系统鲁棒性的同时,实现滑动模态的渐近收敛.进而,针对滑模控制系统中的抖振问题,设计了连续滑模控制信号,减小了不连续控制带来的抖振,使系统状态能够在有限时间内收敛至滑模面上,并给出了最大收敛时间.最后,基于Mittag-Leffler稳定性理论,证明了所提出总体控制方案的稳定性.数值仿真验证了所提出控制器的有效性,保证了系统鲁棒性的同时,减小了抖振,得到了良好的动态性能和较小的稳态误差. 展开更多

关键词 分数阶微积分 Riemann-Liouville BUCK变换器 自适应律 连续滑模控制 Mittag-Leffler稳定

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基于非线性扰动观测器的PMLSM自适应反推分数阶积分滑模控制

3

作者 于朝阳 赵希梅 金鸿雁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2157-2164,共8页

为提高永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的位置跟踪精度,克服其易受外部扰动、参数变化、摩擦力等不确定因素影响的问题,本文提出了一种基于非线性扰动观测器(NDO)的自适应反推分数阶积分滑模(ABFOSMC)控制方法.首先,对PMLSM建立动态数... 为提高永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的位置跟踪精度,克服其易受外部扰动、参数变化、摩擦力等不确定因素影响的问题,本文提出了一种基于非线性扰动观测器(NDO)的自适应反推分数阶积分滑模(ABFOSMC)控制方法.首先,对PMLSM建立动态数学模型.其次,针对PMLSM的非线性特性,采用反推控制设计虚拟控制函数,实现系统位置的精准跟踪,并结合分数阶积分滑模控制方法增强系统的鲁棒性.最后,引入NDO估计系统不确定性,将观测结果动态补偿到ABFOSMC中,有效降低不确定性因素对系统伺服性能的影响,提高位置跟踪精度.实验结果显示,所提出的方法切实可行,有效提高了系统鲁棒性能和跟踪性能. 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 不确定性因素 自适应反推分数阶积分滑模控制 非线性扰动观测器 鲁棒性

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三维图像分数阶微积分去噪增强算法 被引量：6

4

作者 马瑜 赵九龙 +1 位作者 李振兴 李爽 《计算机工程与设计》 北大核心 2015年第6期1586-1591,共6页

针对三维分数阶积分去噪后,三维数据对比度较低的缺点,提出一种基于三维分数阶微积分去噪增强的重构算法,综合运用三维分数阶微分和三维分数阶积分。用三维分数阶积分去噪,利用三维分数阶微分增强对比度较低的三维数据,重构出更多的细... 针对三维分数阶积分去噪后,三维数据对比度较低的缺点,提出一种基于三维分数阶微积分去噪增强的重构算法,综合运用三维分数阶微分和三维分数阶积分。用三维分数阶积分去噪,利用三维分数阶微分增强对比度较低的三维数据,重构出更多的细节纹理信息。实验结果表明,该算法在去除噪声的同时可很好地保持细节纹理信息,去噪增强效果显著,应用性强,可高效重构高精度的三维图像边缘曲面。 展开更多

关键词 三维分数阶微分 三维分数阶积分 去噪增强 离散滤波 三维边缘曲面

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三维分数阶不确定混沌系统的自适应滑模同步 被引量：2

5

作者 毛北行 张又林 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期1545-1550,共6页

研究三维分数阶混沌系统的自适应滑模同步,给出滑模函数的设计和控制器的构造,得到三维分数阶不确定混沌系统的自适应滑模同步的充分条件,将分数阶的相关结论推广到整数阶情形,并用MATLAB验证结论的正确性.

关键词 分数阶 三维混沌系统 不确定 自适应

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分数阶Victor-Carmen系统自适应比例积分滑模同步 被引量：2

6

作者 毛北行 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第1期43-47,共5页

研究了分数阶Victor-Carmen系统的自适应比例积分滑模同步,提出了一种分数阶比例积分滑模面及自适应控制律,得到了分数阶Victor-Carmen系统自适应比例积分滑模同步的充分条件.研究表明:满足一定条件分数阶Victor-Carmen系统的主从系统... 研究了分数阶Victor-Carmen系统的自适应比例积分滑模同步,提出了一种分数阶比例积分滑模面及自适应控制律,得到了分数阶Victor-Carmen系统自适应比例积分滑模同步的充分条件.研究表明:满足一定条件分数阶Victor-Carmen系统的主从系统能够取得自适应比例积分滑模同步. 展开更多

关键词 分数阶 自适应 比例积分 Victor-Carmen系统

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基于二维变分模态分解与自适应分数阶积分的图像去噪方法 被引量：1

7

作者 闫洪波 沈雅楠 那毅然 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第7期2800-2805,共6页

针对噪声对图像分辨率的影响,提出了一种基于二维变分模态分解(two-dimensional variational modal decomposition,2D-VMD)与分数阶积分的去噪算法。首先通过2D-VMD将图像信号分解为若干个不同中心频率的本征模态分量(intrinsic modal c... 针对噪声对图像分辨率的影响,提出了一种基于二维变分模态分解(two-dimensional variational modal decomposition,2D-VMD)与分数阶积分的去噪算法。首先通过2D-VMD将图像信号分解为若干个不同中心频率的本征模态分量(intrinsic modal components,IMF),筛选有效的低频IMF分量,根据图像信息差异设定阈值,进行分数阶积分自适应选取,对每个有效的分量图进行卷积运算,根据积分阶次用方向掩模去噪算子滤除噪声,最终完成图像去噪。实验结果表明,客观评价参数值均得到提高,该方法在滤除噪声的同时也能够较好地保持图像的轮廓或纹理等细节特征。 展开更多

关键词 二维变分模态分解 分数阶积分 自适应 图像去噪

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基于鲁棒控制的自适应分数阶梯度优化算法设计

8

作者 刘佳旭 陈嵩 +2 位作者 蔡声泽 许超 褚健 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1187-1196,共10页

当目标函数是强凸函数时,一般的分数阶梯度下降法不能够使函数收敛到最小值点,只能收敛到一个包含最小值点的区域内或者是发散的.为了解决这个问题,本文提出了自适应分数阶梯度下降法(AFOGD)和自适应分数阶加速梯度下降法(AFOAGD)两种... 当目标函数是强凸函数时,一般的分数阶梯度下降法不能够使函数收敛到最小值点,只能收敛到一个包含最小值点的区域内或者是发散的.为了解决这个问题,本文提出了自适应分数阶梯度下降法(AFOGD)和自适应分数阶加速梯度下降法(AFOAGD)两种新的优化算法.受到鲁棒控制理论中二次约束和李雅普诺夫稳定性理论的启发,建立了一个线性矩阵不等式去分析所提出的算法的收敛性.当目标函数是L-光滑且m-强凸时,算法可以达到R线性收敛.最后几个数值仿真证明了算法的有效性和优越性. 展开更多

关键词 梯度下降法 自适应算法 鲁棒控制 分数阶微积分 加速算法

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三维落角约束自适应分数阶滑模制导律设计 被引量：4

9

作者 刘清楷 陈坚 +1 位作者 汪立新 秦伟伟 《现代防御技术》 2018年第2期68-74,共7页

为设计同时受到偏移量和末端攻击角度约束的三维制导律,由于分数阶微积分算子具有记忆性和遗忘性优点,将其引入到滑模面的设计当中;并利用扩张状态观测器,对目标机动加速度和弹目相对运动模型中的耦合项,进行实时估计与补偿;同时结合设... 为设计同时受到偏移量和末端攻击角度约束的三维制导律,由于分数阶微积分算子具有记忆性和遗忘性优点,将其引入到滑模面的设计当中;并利用扩张状态观测器,对目标机动加速度和弹目相对运动模型中的耦合项,进行实时估计与补偿;同时结合设计的新型自适应趋近律,得到自适应分数级滑模制导律。通过李雅普诺夫稳定性定理证明了制导律的收敛性。仿真结果证明了制导律的有效性。 展开更多

关键词 分数阶微积分 滑模控制 攻击角约束 扩张状态观测器 自适应律 制导律

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可变阶次分数阶微分实现图像自适应增强 被引量：17

10

作者 黄果 陈庆利 +2 位作者 许黎 蒲亦非 周激流 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第4期446-454,共9页

为了改善图像增强的效果,提出了一种可变阶次的分数阶微分图像自适应增强算子.该算子的数学原理是根据图像的局部统计信息和结构特征来动态调整分数阶微分的阶次.在图像增强的过程中,分数阶微分的阶次满足在图像"强边缘"处具... 为了改善图像增强的效果,提出了一种可变阶次的分数阶微分图像自适应增强算子.该算子的数学原理是根据图像的局部统计信息和结构特征来动态调整分数阶微分的阶次.在图像增强的过程中,分数阶微分的阶次满足在图像"强边缘"处具有较大的微分阶次,在图像"弱边缘"或纹理处具有较小的微分阶次,在图像平滑处具有微小的微分阶次,在判断为噪声处具有负阶次.建立了图像增强效果和分数阶微分阶次之间的非线性量化关系,构造了相应的自适应函数,实现了图像的自适应增强.实验结果表明,在无噪声的情况下,该方法较传统的分数阶微分算子在图像增强方面效果更好;在有噪声的情况下,该方法具有一定的噪声免疫能力. 展开更多

关键词 自适应 分数阶微分 分数阶积分 图像增强 图像去噪 纹理增强 分数阶FOURIER变换 信噪比

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分数阶PID控制器参数的自适应设计 被引量：32

11

作者 黄丽莲 周晓亮 项建弘 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期1064-1069,共6页

分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器是整数阶PID控制器在复数域的推广,通过引入两个可调参数λ和μ使得控制器参数整定范围变大,但使得参数设计变得更加复杂。针对分数阶PID控制器的特点,提出了一种参... 分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器是整数阶PID控制器在复数域的推广,通过引入两个可调参数λ和μ使得控制器参数整定范围变大,但使得参数设计变得更加复杂。针对分数阶PID控制器的特点,提出了一种参数自适应的改进型差分进化算法整定方法,在目标函数的选取上,针对传统时间与绝对误差乘积准则对超调量控制不足,引入误差与控制信号加权,分别对整数阶和分数阶被控模型进行理论分析和数值仿真,仿真结果证明了该控制器参数设计方法的有效性和准确性。 展开更多

关键词 分数阶比例-积分-微分控制器 差分进化 参数整定 自适应

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不确定分数阶PMSM混沌系统自适应滑模控制 被引量：6

12

作者 林飞飞 曾喆昭 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2018年第2期66-72,共7页

针对参数不确定分数阶永磁同步电机混沌系统,研究在含非线性不确定项和外部扰动情况下的控制问题。结合自适应控制理论和滑模控制理论,通过选取一种具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面,设计自适应滑模控制器。该控制器可在参数不确定项... 针对参数不确定分数阶永磁同步电机混沌系统,研究在含非线性不确定项和外部扰动情况下的控制问题。结合自适应控制理论和滑模控制理论,通过选取一种具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面,设计自适应滑模控制器。该控制器可在参数不确定项、非线性不确定项和外部扰动的上界未知的情况下,实现局部渐进稳定。数值仿真结果验证了该控制器的有效性。 展开更多

关键词 分数阶 永磁同步电机 分数阶积分滑模面 自适应滑模控制

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永磁直线同步电机的模糊自适应分数阶PIλDμ控制 被引量：3

13

作者 王宏文 孙浩 +1 位作者 荆锴 李耀婷 《机床与液压》 北大核心 2012年第13期106-109,共4页

分析永磁直线同步电机的数学模型。针对永磁同步直线电机(PMSLM)强耦合、非线性的特点,把整数阶PID控制扩展到分数阶,用Oustaloup递推算法对分数阶微分算子sv进行拟合,用分数阶PIλDμ控制代替常规PID控制并与模糊控制相结合,提出一种... 分析永磁直线同步电机的数学模型。针对永磁同步直线电机(PMSLM)强耦合、非线性的特点,把整数阶PID控制扩展到分数阶,用Oustaloup递推算法对分数阶微分算子sv进行拟合,用分数阶PIλDμ控制代替常规PID控制并与模糊控制相结合,提出一种模糊自适应分数阶PIλDμ控制器,利用模糊逻辑实现分数阶PIλDμ控制参数的在线调整。并对该控制算法进行仿真研究,仿真结果表明:该控制算法具有较好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 模糊自适应控制 分数阶微积分 分数阶PIλDμ控制

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分数阶三维块匹配去噪算法 被引量：6

14

作者 王永兴 蒲亦非 +1 位作者 巩晓倩 周激流 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第1期287-290,共4页

提出了一种分数阶三维块匹配去噪算法,以克服分数阶积分去噪中低频轮廓保留不精确的缺点和三维块匹配算法中高频纹理细节成分保留较差的缺点。描述了分数阶积分去噪方法应用在数字图像处理中的数学理论原理;构造了分数阶积分去噪模板,... 提出了一种分数阶三维块匹配去噪算法,以克服分数阶积分去噪中低频轮廓保留不精确的缺点和三维块匹配算法中高频纹理细节成分保留较差的缺点。描述了分数阶积分去噪方法应用在数字图像处理中的数学理论原理;构造了分数阶积分去噪模板,并具体分析了分数阶阶次选择对去噪结果的影响;从主观视觉评价和客观峰值信噪比(PSNR)度量两个标准对提出的去噪算法性能进行了分析。从去噪实验的结果来看,提出的分数阶三维块匹配算法在去噪图像高频细节纹理的保留上与诸如小波去噪、非局部均值等算法相比取得了更佳的结果。通过对本算法的数值实现,以及与多数流行去噪算法结果进行数值分析,证明了分数阶积分三维块匹配理论的正确性和合理性,得出了本算法效果更佳的结论。 展开更多

关键词 图像去噪 分数阶微积分 三维块匹配 联合去噪 数字图像处理

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变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制器设计 被引量：9

15

作者 郭栶花 王加银 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期11-17,共7页

提出了一种变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制算法,用以提高分数阶系统的性能;在变论域自适应模糊控制的设计中,引入分数阶扩张状态观测器和分数阶跟踪微分器;在变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制中,利用分数阶跟踪微分器将输入信号转... 提出了一种变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制算法,用以提高分数阶系统的性能;在变论域自适应模糊控制的设计中,引入分数阶扩张状态观测器和分数阶跟踪微分器;在变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制中,利用分数阶跟踪微分器将输入信号转化为平滑跟踪和高质量差分信号,用扩张状态观测器获取每个状态变量的估计值、不确定性的实时动态模型以及外部扰动.为了消除稳态误差,提高控制精度,提出了可变值域的扩张状态误差积分;将变论域自适应模糊分数阶自抗扰控制算法和分数阶自抗扰控制(FADRC)算法对典型的分数阶系统进行仿真,验证了所提方案的优越性和有效性. 展开更多

关键词 变论域自适应模糊控制器 伸缩因子 可变值域的扩张状态误差积分 分数阶系统

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改进分数阶积分中值滤波的图像去噪 被引量：9

16

作者 杨卓东 张欣 +1 位作者 张平康 杨臣君 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第5期1382-1386,共5页

针对传统自适应中值滤波算法的不足,提出一种基于分数阶积分的自适应中值滤波算法。通过计算当前像素点邻域8方向导数,判断可疑噪声点,以邻域像素点为中心,再次求导确定噪声点。将噪声点像素邻域与所构造的分数阶积分掩膜卷积,得到新的... 针对传统自适应中值滤波算法的不足,提出一种基于分数阶积分的自适应中值滤波算法。通过计算当前像素点邻域8方向导数,判断可疑噪声点,以邻域像素点为中心,再次求导确定噪声点。将噪声点像素邻域与所构造的分数阶积分掩膜卷积,得到新的灰度中值,用新的灰度中值替代噪声点,达到滤除噪声的效果。实验结果表明,该算法对图像中低浓度噪声的处理能力及保留纹理细节信息能力优于其它算法。 展开更多

关键词 分数阶积分 自适应 中值滤波 求导 卷积

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堆石料的三维应力分数阶本构模型 被引量：1

17

作者 吉华 孙逸飞 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第4期27-34,共8页

为合理反映粗粒土的状态依赖非关联应力应变特性,提出应力分数阶塑性力学模型。已有模型基于三轴试验结果,无法对堆石料真三轴条件下的应力应变特性进行预测,为解决这一问题,基于特征应力法对已有分数阶塑性力学模型进行完善。进一步选... 为合理反映粗粒土的状态依赖非关联应力应变特性,提出应力分数阶塑性力学模型。已有模型基于三轴试验结果,无法对堆石料真三轴条件下的应力应变特性进行预测,为解决这一问题,基于特征应力法对已有分数阶塑性力学模型进行完善。进一步选取不同初始状态条件下堆石料的真三轴压缩试验数据对模型进行验证,结果表明,三维化后的分数阶岩土塑性力学模型可以合理地模拟不同初始状态的堆石料在真三轴压缩条件下的应力应变行为。与传统塑性力学模型相比,提出的分数阶塑性模型在描述堆石料非关联流动时不需要额外引入塑性势函数,仅需对已有屈服面求解分数阶导数。此外,模型在特征应力空间中推导完成再映射到原应力空间,可描述土体的三维强度特性,无需额外采用三维强度准则。 展开更多

关键词 堆石料 三维应力 塑性力学 分数阶微积分 状态参数 本构模型

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基于分数阶滑模控制的挠性航天器姿态跟踪及主动振动抑制研究 被引量：7

18

作者 邓立为 宋申民 陈兴林 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期9-17,共9页

针对挠性航天器姿态跟踪控制问题,提出一种具有模糊自适应理论、分数阶理论、滑模控制理论和主动振动补偿综合特性的复合控制律。首先,在传统挠性航天器姿态控制模型基础上,推导出姿态模型的具有复合扰动的一般非线性系统形式,利用模糊... 针对挠性航天器姿态跟踪控制问题,提出一种具有模糊自适应理论、分数阶理论、滑模控制理论和主动振动补偿综合特性的复合控制律。首先,在传统挠性航天器姿态控制模型基础上,推导出姿态模型的具有复合扰动的一般非线性系统形式,利用模糊自适应理论对复合扰动进行万能逼近,结合分数阶理论与滑模控制理论设计分数阶滑模控制律,进一步使用Lyapunov理论与分数阶稳定性理论证明了整个系统的稳定性。其次,针对航天器挠性模态模型,利用压电智能材料的控制方法,设计具有应变速率反馈特性的挠性模态补偿器。最后,数值仿真验证了模糊自适应分数阶滑模控制律的有效性与良好的控制性能。 展开更多

关键词 航天器 姿态控制 分数阶滑模 分数阶微积分 模糊自适应

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分数阶迭代学习控制的收敛性分析(英文) 被引量：11

19

作者 李岩 陈阳泉 安孝晟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1031-1037,共7页

本文将传统的迭代学习控制时域和频域分析方法扩展到一类针对分数阶非线性系统的分数阶迭代学习控制时域分析方法.提出了一类新的分数阶迭代学习控制框架并简化了收敛条件,且证明了常增益情况下两类分数阶迭代学习控制收敛条件的等价性... 本文将传统的迭代学习控制时域和频域分析方法扩展到一类针对分数阶非线性系统的分数阶迭代学习控制时域分析方法.提出了一类新的分数阶迭代学习控制框架并简化了收敛条件,且证明了常增益情况下两类分数阶迭代学习控制收敛条件的等价性问题.该讨论进一步引出了如下两个结果:分数阶不确定系统的分数阶自适应迭代学习控制的可学习区域以及理想带阻型分数阶迭代学习控制的框架.上述结果均得到了仿真验证. 展开更多

关键词 迭代学习控制 分数阶微积分 非线性系统 收敛性 自适应

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改进的粒子群优化算法优化分数阶PID控制器参数 被引量：24

20

作者 金滔 董秀成 +2 位作者 李亦宁 任磊 范佩佩 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第3期796-801,共6页

为了提高分数阶比例积分微分(FOPID)控制器的控制效果,针对FOPID控制器参数整定的范围广、复杂性高等特点,提出改进的粒子群优化(PSO)算法优化FOPID控制器参数的方法。该算法对PSO中惯权重系数的上下限设定范围并随迭代次数以伽玛函数... 为了提高分数阶比例积分微分(FOPID)控制器的控制效果,针对FOPID控制器参数整定的范围广、复杂性高等特点,提出改进的粒子群优化(PSO)算法优化FOPID控制器参数的方法。该算法对PSO中惯权重系数的上下限设定范围并随迭代次数以伽玛函数方式非线性下降,同时粒子的惯性权重系数和学习因子根据粒子的适应度值大小动态调整,使粒子保持合理运动惯性和学习能力,提高粒子的自适应能力。仿真实验表明,改进的PSO算法优化FOPID控制器的参数较标准PSO算法具有收敛速度快和收敛精度高等优点,使FOPID控制器得到较优的综合性能。 展开更多

关键词 分数阶比例积分微分控制器 粒子群优化 惯性权重系数 参数优化 自适应

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