在现代科学计算领域中,非线性方程求解是重要的问题之一。非线性方程通常指的是不含未知数的线性组合的方程,这类方程与线性方程相比,其解的情况更为复杂,可能有多个解或者根本就没有实数解。对于非线性方程的求解,二分法是一种简单有效的数值解法。二分法通过反复平分可能包含方程根的区间并检查区***号来缩小包含根的区间,直至达到所需的精度。尽管二分法具有收敛速度快和实现简单的优点,但是在某些情况下其收敛速度仍有待提高。王国栋、张瑞平等学者提出了一种基于线性插值的二分法改进方法,该方法利用线性插值的原理来加速收敛,下面将详细讨论该方法的知识点。 我们来看二分法的基本原理。二分法求解非线性方程的关键在于首先确定隔根区间,即一个连续区间,在该区间内根据连续函数的介值定理,可以确定该区间内只有一个根。确定隔根区间后,二分法通过不断将区间一分为二来逐步缩小包含根的区间。具体来说,初始时设定了一个包含根的区间[ba,],然后计算该区间中点处的函数值。通过函数值的符号变化,可以判定根位于中点左侧的子区间还是右侧的子区间。由于每次将区间缩小一半,理论上二分法具有对数收敛速度。 然而,当需要更高的计算精度时,二分法可能需要较多的迭代次数。为了解决这个问题,提出了改进方法。改进方法的基本思想是在每次二分后不再简单地取中点,而是使用线性插值的方法来进行下一次二分。线性插值是一种最简单的插值方法,它通过两个已知点来估计未知点的值。在改进的二分法中,使用线性插值方法,结合中点和端点的函数值信息,来确定下一个区间的分割点。由于线性插值利用了额外的信息,从而使得每次缩小后的区间小于原区间的1/2,这样一来可以显著提高二分法的收敛速度。 为了更好地理解改进的二分法,我们看一下其算法原理。通过一次二分,获得区间中点c,计算中点处的函数值。然后,根据函数值的正负号,确定新的有根区间,这是传统二分法的基本步骤。在改进方法中,额外进行一次线性插值计算,通过线性插值得到的点和中点处的函数值,来确定新的有根区间。由于在插值点处函数值的加入,新的区间会比简单取中点的方法更精确,从而有助于快速缩小搜索范围,提高算法效率。 根据上述改进思想,改进二分法的算法流程如下: 1. 设定隔根区间[ba,]并保证在该区间两端点函数值异号。 2. 取区间中点c=(ba+ab)/2。 3. 比较中点c处的函数值和端点处的函数值,根据函数值的正负号确定新的有根区间。 4. 进行线性插值,利用插值得到的点和中点函数值的信息,得到新的有根区间。 5. 根据新的有根区间重复步骤2至步骤4,直至达到预定的误差范围。 需要注意的是,虽然改进的二分法在理论上可以提高收敛速度,但其实际效果受到函数特性、隔根区间的选择等因素的影响。例如,如果函数在区间内变化剧烈,即便引入了线性插值也可能无法显著加快收敛。此外,如果初始隔根区间选取不当,也可能导致算法效率降低。因此,在使用改进的二分法时,需要充分了解问题的性质,合理选择初始隔根区间,并在必要时结合其他方法共同求解。 通过上述知识点的介绍,可以看出基于线性插值的求解非线性方程二分法改进是一种有效的数值解法,能够针对传统二分法的局限性进行优化。它通过增加插值步骤来提高区间缩小的精度,从而加快了寻找方程根的速度,对于工程实践和科学研究具有一定的应用价值。
2026-02-08 22:13:28 242KB 首发论文
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为史蒂文斯和刘易斯(2003)第495-500页描述的小型飞机的纵向动力学仿真非线性动态反演控制器(另请参见示例问题2.4-1,第140-141页) 该代码基于Stevens&Lewis(2003)图5.8-6和5.8-7中提供的代码。 我们试图保持相同的结构和变量名称,尽管这些似乎是基于FORTRAN代码的。 因此,可以改进代码和结构。 我们还纠正了原始代码中的一些错误,尤其是对于C *的定义,该定义需要修改才能与非线性控制器一起使用。
2026-02-05 15:47:41 4KB matlab
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最近的研究表明,在高能量下,像p + p这样的小系统的碰撞所产生的签名与在重离子碰撞中广泛观察到的签名相似,暗示着形成具有集体行为的介质的可能性。 出于这种动机,我们在一个使用质子各向异性和非均匀密度分布的小型系统中,使用了传统上用于重离子碰撞的Glauber模型,并发现所提出的模型可重现p + p的带电粒子多重性分布 LHC能量的碰撞非常好。 确定了碰撞几何属性,例如平均碰撞参数,二元碰撞的平均次数(⟨Ncoll⟩)和不同多重性下的平均参与者数量(⟨Npart⟩)。 估计⟨Ncoll⟩之后,我们计算了p + p碰撞中的核修饰样因子(RHL)。 我们还使用对初始几何形状的线性响应来估计偏心率和椭圆流随带电粒子多重性的变化。
2026-01-29 09:40:36 963KB Open Access
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内容概要:本文详细介绍了利用Matlab/Simulink进行空气悬架建模的方法和技术细节。首先,文章阐述了模型的整体架构,包括道路激励生成、空气弹簧子系统、阻尼特性实现、轮胎动力学以及控制器模块。接着,深入探讨了各个子系统的具体实现方法,如用白噪声生成符合ISO标准的道路谱,采用双曲正切函数模拟空气弹簧的非线性刚度变化,以及通过状态方程实现质量块的加速度耦合计算。此外,还提供了模型验证的关键指标和调试技巧,强调了模块化设计的优势,使得模型能够灵活应用于不同的工况和悬架类型。 适合人群:对汽车工程、控制系统设计感兴趣的工程师和研究人员,尤其是有一定Matlab/Simulink基础的技术人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解空气悬架非线性特性和整车动力学仿真的技术人员。通过本模型的学习,可以掌握如何构建复杂的非线性系统,优化悬架性能,提升驾驶舒适性和安全性。 其他说明:文中提供的代码片段和调试建议有助于快速上手并解决常见问题。同时,模型的模块化设计使其易于扩展和修改,支持多种应用场景。
2026-01-27 23:06:35 1.71MB
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Matlab肺结节分割(肺结节提取)源程序,也有GUI人机界面版本。 使用传统图像分割方法,非深度学习方法。 使用LIDC-IDRI数据集。 工作如下: 1、读取图像。 读取原始dicom格式的CT图像,并显示,绘制灰度直方图; 2、图像增强。 对图像进行图像增强,包括Gamma矫正、直方图均衡化、中值滤波、边缘锐化; 3、肺质分割。 基于阈值分割,从原CT图像中分割出肺质; 4、肺结节分割。 肺质分割后,进行特征提取,计算灰度特征、形态学特征来分割出肺结节; 5、可视化标注文件。 读取医生的xml标注文件,可视化出医生的标注结果; 6、计算IOU、DICE、PRE三个参数评价分割效果好坏。 7、做成GUI人机界面。 两个版本的程序中,红框内为主函数,可以直接运行,其他文件均为函数或数据。
2026-01-26 16:12:35 301KB matlab 深度学习
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该文件描述了一种通用的,非隔离式,高效率,高功率因数(PF)LED驱动器。它可以在90 VAC ~ 265 VAC输入电压范围内为LED灯串提供额定电压200V,额定电流90MA的驱动。此LED驱动器是使用LinkSwitch-PH系列的LNK419EG器件设计的。 本文档包含LED驱动器规格、电路原理图、PCB设计图、物料清单、变压器规格文件和典型性能特征。
2026-01-26 10:43:00 7.47MB 电路方案
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永磁同步电机(PMSM)非线性磁链观测器的设计思路和技术原理,重点讨论了其在零速闭环启动和低速性能优化方面的优势。文章首先阐述了非线性磁链观测器的背景及其相对于传统技术(如VESC)的优越性,然后深入解析了其数学模型和工作原理,展示了如何通过复杂算法实现实时磁链监控和调节。接着,通过对源代码的深度解读,揭示了算法与硬件之间的交互方式,强调了代码逻辑性和可读性的重要性。最后,总结了非线性磁链观测器的应用前景和未来发展方向。 适合人群:具有一定技术基础的电机控制系统开发者、研究人员和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于需要深入了解和掌握永磁同步电机非线性磁链观测器的工作原理和实现方法的人群,旨在帮助他们更好地理解和优化电机控制系统。 其他说明:本文不仅提供了理论知识,还包括了部分伪代码示例,有助于读者在实践中加深理解。
2026-01-21 21:00:41 843KB
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基于改进Ortega观测器的永磁同步电机非线性磁链观测器的设计与实现。主要内容包括零速闭环启动、低速大扭矩表现以及抗饱和补偿策略。文中提供了关键的Matlab代码片段,展示了非线性修正项、软削波处理、角度估算模块和死区补偿的具体实现方法。此外,还分享了调试经验和参数整定技巧,确保系统在不同工况下都能表现出色。通过对比测试,该方案在零速启动时间和低速转矩脉动方面显著优于传统的VESC方案。 适合人群:从事电机控制系统研究与开发的技术人员,尤其是对永磁同步电机无位置控制感兴趣的工程师。 使用场景及目标:适用于需要高性能无位置控制的永磁同步电机应用场景,特别是在零速启动和低速大扭矩输出方面有较高要求的场合。目标是提高系统的响应速度、稳定性和效率。 其他说明:本文不仅提供理论分析,还附有详细的代码实现和调试经验,有助于读者深入理解和应用该技术。
2026-01-21 20:59:45 541KB
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针对气体在致密多孔介质中低速渗流时,其渗流规律在渗流曲线的低压段表现出对达西定律线性关系的偏离,存在着非达西现象。采用格子Boltzmann方法,研究气体和多孔介质的特性对气体渗流Klinkenberg效应的影响因素。结果表明:在气体渗流曲线的低压力梯度段,随着气体黏度系数、净围压、渗透率和孔隙率的变小,渗流曲线的非线性临界点向压力梯度增大的方向移动,对达西定律线性关系的偏离更明显。说明在低渗和低压情况下Klinkenberg效应不能被忽略,气体黏度系数和孔隙率对Klinkenberg效应作用有影响;当净围压或渗透率很大时,气体渗流流量和压力梯度符合达西定律线性关系。
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采用多项式迟滞非线性模型建立二元机翼气动弹性运动方程, 并用数值积分法进行求解。通过系统 响应振幅随来流速度变化的分叉图和频谱分析发现, 俯仰方向由于含有非线性因素, 振动中的高阶分量随速 度提高不断增加, 并引起高次分叉。重点研究/ 机翼/ 空气0 质量比以及/ 沉浮/ 俯仰0两个自由度的自然振动频 率比对非线性颤振速度边界的影响, 并提出可以通过提高自然振动频率比来减小迟滞非线性因素的不利影响。
2026-01-21 16:16:32 525KB 非线性气动
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