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带有局部耦合项的冲击扩散方程与图像锐化

光电子．激光 2007年第2期18卷 245-248页

作者：付树军阮秋琦王文洽山东大学数学与系统科学学院山东济南250100 北京交通大学信息科学研究所北京100044

提出了带有局部耦合项的冲击扩散方程,其沿着等照度线(边缘)的梯度方向实施反向扩散(冲击)以锐化边缘;相反地沿切线方向实施正向扩散以去除噪声和锯齿伪像。为了克服二值的零交叉决策过程导致的虚假的分片常数图像,利用双曲正切函数代... 详细信息

提出了带有局部耦合项的冲击扩散方程,其沿着等照度线(边缘)的梯度方向实施反向扩散(冲击)以锐化边缘;相反地沿切线方向实施正向扩散以去除噪声和锯齿伪像。为了克服二值的零交叉决策过程导致的虚假的分片常数图像,利用双曲正切函数代替符号函数,柔和地控制边缘的零交叉点两侧像素的灰度值变化。同时为了进一步控制扩散行为,使其逼近于稳定的过程,并消除数值“爆炸”和过冲,在冲击扩散方程中增加局部耦合项。实际结果显示,本文算法可以显著地提高图像的视觉质量。

关键词：图像增强边缘锐化冲击扩散各向异性扩散冲击滤波器反向扩散局部耦合双曲正切函数

局部耦合的双层忆阻神经元网络的嵌合态和同步

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动力学与控制学报 2023年第9期21卷 67-73页

作者：许一凡袁园园韩芳王直杰东华大学信息科学与技术学院上海201620

嵌合态被发现存在于神经系统并且可能在神经元节律、大脑的睡眠和记忆等诸多神经过程中发挥重要作用.本文考虑神经元交互中的电磁感应现象,建立了以Hindmarsh-Rose神经元为节点的局部耦合双层忆阻神经元网络,研究其嵌合态时空动力学模... 详细信息

嵌合态被发现存在于神经系统并且可能在神经元节律、大脑的睡眠和记忆等诸多神经过程中发挥重要作用.本文考虑神经元交互中的电磁感应现象,建立了以Hindmarsh-Rose神经元为节点的局部耦合双层忆阻神经元网络,研究其嵌合态时空动力学模式及产生机理.结果表明,改变层内、层间突触耦合强度会使网络产生移动和不完美移动嵌合态等多种类型的嵌合模式,其中不完美移动嵌合态中不相干的区域会扩展到网络的相干域.特别地,在特定耦合强度下,存在一种新的嵌合态活动模式,即一部分神经元处于嵌合态,另一部分神经元处于移动嵌合态.考虑神经元突触的忆阻特性,发现忆阻参数的增加能够使处于嵌合态的神经元网络转变为同步态,且耦合强度越大,达到同步态所需要的忆阻参数值越小.进一步探究双层网络的同步性,发现层间耦合强度和忆阻参数的增大有助于网络达到更好的同步.研究结果表明神经元之间的相互作用可以激发双层神经元网络产生多种嵌合态模式,电磁感应可以促进网络由嵌合态向同步态转迁,这些结果有助于理解人脑中复杂的神经放电过程和信息处理机制,并为可能的类脑装置应用提供参考.

关键词：嵌合态双层神经元网络忆阻突触局部耦合

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局部耦合双回输电线路故障分析与保护策略

局部耦合双回输电线路故障分析与保护策略

作者：龚超华南理工大学

学位级别：硕士

同塔并架输电方式是我国电网建设的必然趋势，然而我国大多数的双回输电线路为局部耦合的情况，其故障分析与保护整定策略是电网安全稳定运行的重要基础。由于局部耦合双回线路之间存在着复杂的零序耦合，其故障分析方法存在特殊性，而... 详细信息

同塔并架输电方式是我国电网建设的必然趋势，然而我国大多数的双回输电线路为局部耦合的情况，其故障分析与保护整定策略是电网安全稳定运行的重要基础。由于局部耦合双回线路之间存在着复杂的零序耦合，其故障分析方法存在特殊性，而传统保护未考虑局部耦合的影响，保护难以保证动作的正确性。因此，本文主要针对连接三端系统的局部耦合双回输电线路的解耦方法、故障分析方法、零序电流保护特性分析、局部耦合对零序保护的影响和保护整定策略进行深入研究。主要研究内容如下： 1.基于单回输电线路、耦合双回输电线路的解耦理论与方法，构建单回线路、耦合双回线路的电压、电流各模量方程，并通过建立各耦合分界点电压、电流各模量的接口方程，联合不同接地故障情况下的故障边界条件方程，实现一种基于三端电气量的局部耦合双回输电线路故障分析算法。所提方法无需构造复合序网，具有良好的通用性与实用性，为本文对局部耦合线路接地故障对零序保护的影响分析奠定理论基础。基于ATP/EMTP建立的三端局部耦合双回输电线路系统模型进行了全面的仿真验证。 2.为研究局部耦合线路接地故障对零序保护的影响，选取典型的局部耦合双回输电线路，基于三端局部耦合双回输电线路故障分析计算方法，在不同故障位置情况下，针对线路各端的零序保护进行动作特性分析。 3.针对双回线路局部耦合对零序保护的影响进行故障特征分析，基于三端局部耦合双回输电线路故障分析计算方法，建立了局部耦合双回输电线路故障特征表，包含：局部耦合率、两端系统阻抗比、故障过渡电阻等因素下故障位置与故障零序分量的关系。利用该信息库，分析了在不同的局部耦合率与不同系统阻抗比等情况下，双回线路的局部耦合对零序保护的影响，呈现出局部耦合率、系统阻抗比和零序电流超越比三者之间的相互制约关系，为规划、运方和继电保护部门起指导决策作用。 4.基于上述保护动作特性分析，本文提出了局部耦合双回线路各侧零序保护配置新方案，及其整定计算原则。重新分析其保护四性，并对新方案的零序保护进行了灵敏性校验。基于ATP/EMTP构建了三端局部耦合双回输电线路仿真模型;通过全面的仿真分析验证了各侧零序电流保护整定策略的可行性。本文研究工作得到了国家自然科学基金重点项目（51307065），博士学科点专项科研基金（20100172120033）的资助。

关键词：局部耦合双回输电线路故障分析保护策略

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带有局部耦合项的双向扩散与图像增强

计算机工程与应用 2005年第23期41卷 13-16页

作者：付树军阮秋琦王文洽北京交通大学信息科学研究所山东大学数学与系统科学学院济南250100 山东大学数学与系统科学学院

在过去的十几年中,偏微分方程在图像增强中得到了越来越多的研究和应用。论文提出了一个带有局部耦合项的双向扩散框架。这个框架沿着等照度线(边缘)的梯度方向实施反向扩散以锐化边缘;而相反地沿切线方向实施正向扩散以去除噪声和锯齿... 详细信息

在过去的十几年中,偏微分方程在图像增强中得到了越来越多的研究和应用。论文提出了一个带有局部耦合项的双向扩散框架。这个框架沿着等照度线(边缘)的梯度方向实施反向扩散以锐化边缘;而相反地沿切线方向实施正向扩散以去除噪声和锯齿伪像。为了进一步控制扩散过程,使其逼近于一个稳定的过程,并消除数值“爆炸”和过冲,笔者在双向扩散方程中增加一个局部耦合项;而且为了保持图像特征,利用图像的方向导数局部地调整非线性扩散系数。实验结果显示,该文算法可以显著地提高被增强图像的视觉质量。

关键词：图像增强边缘锐化双向扩散各向异性扩散冲击滤波器反向扩散局部耦合方向导数

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局部耦合双回输电线路故障分析计算方法

广东电力 2016年第5期29卷 97-101,107页

作者：王维航杜婉琳梁远升华南理工大学电力学院广东广州510641

受耦合部分线路间互感的影响,现有的针对完全同塔的故障分析方法不再适用。为此,针对局部耦合双回输电线路的故障分析展开研究。根据局部耦合同塔双回输电线路的结构和特点,利用相分量法和端口网络理论建立局部耦合双回输电线路各区段方... 详细信息

受耦合部分线路间互感的影响,现有的针对完全同塔的故障分析方法不再适用。为此,针对局部耦合双回输电线路的故障分析展开研究。根据局部耦合同塔双回输电线路的结构和特点,利用相分量法和端口网络理论建立局部耦合双回输电线路各区段方程,结合故障边界条件方程,实现了一种针对局部耦合双回输电线路的故障计算方法。最后,利用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP构建局部耦合同塔双回输电线路模型并进行仿真验证,结果表明所提方法计算误差小,且不受过渡电阻和故障类型的影响。

关键词：局部耦合同塔双回输电线路故障分析相分量法端口网络理论

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共轭耦合非线性系统的振幅死亡现象

共轭耦合非线性系统的振幅死亡现象

作者：王亚会华中科技大学

学位级别：硕士

振幅死亡是指振荡系统通过相互作用遏制振荡,最终稳定在零振幅状态。它是非线性耦合系统集体行为中的一种,广泛存在于物理、生物、工程等多个学科领域中,因此研究振幅死亡现象具有非常重要的现实意义。本文主要探讨以共轭变量耦合的方... 详细信息

振幅死亡是指振荡系统通过相互作用遏制振荡,最终稳定在零振幅状态。它是非线性耦合系统集体行为中的一种,广泛存在于物理、生物、工程等多个学科领域中,因此研究振幅死亡现象具有非常重要的现实意义。本文主要探讨以共轭变量耦合的方式诱导振幅死亡的条件。本文的第一部分是关于振幅死亡现象的发展进程以及国内外研究现状。第二部分分别讨论了两个全同的Landau-Stuart振子和Rossler振子通过共轭变量耦合时,系统中产生振幅死亡现象的条件。第三部分分别给出了二维和三维的局部共轭耦合动态模型,并以Landau-Stuart振子和Rossler振子为例,探讨了N个甚至无穷个振子通过局部共轭变量耦合时最终出现振幅死亡的条件。第四部分分别探讨了N个甚至无穷个Landau-Stuart振子和Rossler振子全局共轭耦合诱导产生振幅死亡现象的条件,并分析了局部耦合和全局耦合之间的转化关系。最后,我们对非线性系统在共轭变量耦合时产生的振幅死亡作了总结和课题展望。

关键词：耦合非线性系统振幅死亡共轭变量耦合局部耦合全局耦合

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耦合反应扩散系统中的复杂性研究

耦合反应扩散系统中的复杂性研究

作者：汤艳丰深圳大学

学位级别：硕士

螺旋波是自然界中广泛存在而又比较稳定的一种非平衡斑图形式,它主要产生于反应扩散系统中,其动力学行为具有普适性,无论是从理论研究还是应用价值方面来看都具有重要的研究意义。自然界中的生物系统大多都是由多层系统构成,各层系统通... 详细信息

螺旋波是自然界中广泛存在而又比较稳定的一种非平衡斑图形式,它主要产生于反应扩散系统中,其动力学行为具有普适性,无论是从理论研究还是应用价值方面来看都具有重要的研究意义。自然界中的生物系统大多都是由多层系统构成,各层系统通过相互作用产生了不同的特点和功能,比如大脑皮层就是由6层不同的系统组成,血管、心脏中心室与心房的内壁近似地由可以作为薄层结构的双层系统构成。本文主要是通过双层耦合CGLE方程中的螺旋波观察驱动系统与响应系统同步与控制问题,验证了局部耦合控制方法的有效性,研究了控制螺旋波斑图转换的一般方法,并且还分析了耦合反应扩散系统中出现的模靶波的形成条件,详细地为时空斑图在以后的实际应用中提供了丰富的理论指导。第一章简单介绍了反应扩散系统、斑图动力学以及几种能产生螺旋波斑图的典型模型的相关基础知识和背景,描述了螺旋波斑图的形成机理与传播方向,分别介绍了耦合系统中螺旋波的同步与控制以及在耦合反应扩散系统中出现新颖斑图的研究进展。第二章首先在二维CGLE中调制出稳定的单螺旋波,然后用它去驱动初始为多螺旋波的响应系统,采用能节省控制空间的局部耦合成功地对单螺旋波和多螺旋波进行了有效控制,发现了小区域振荡介质能在多螺旋波系统中产生靶波,详细地探讨了局部正方形控制区域大小和位置对螺旋波竞争机制的影响,发现控制区域靠近多螺旋波系统中心,控制效果更好。接下来利用靶波局部耦合多螺旋波和单螺旋波,分别研究了局部正方形控制区域、圆形控制区域半径大小和耦合强度对实现同步控制的影响,同时通过数值模拟实验证实局部耦合控制螺旋波方法的可行性。第三章研究了两种不同方式产生靶波的机制,其中两种不同方式具体是指自耦合负反馈控制和局域周期信号。前者是在CGLE方程上输入一个实部减虚部的控制项,针对方程中不同的系统参数,能产生一个相速度为零和一个周期性振荡的靶波,而后者通过在系统中注入一个局域的正弦波,生成的是一个频率可控的靶波,该靶波的频率与所注入的控制项中的ω呈现很好的线性关系。接下来利用以上三种不同类型的靶波去耦合响应系统中的螺旋波,发现只有在相湍流中产生的靶波去耦合单螺旋波时,响应系统的模无法出现周期性振荡行为,其余两类靶波进行控制时,发现在相同系统参数下,产生模靶波时所需要的耦合强度范围不尽相同。研究还发现改变驱动系统中靶波中心的位置,耦合出现的模靶波与初始靶波在结构特征始终保持相似。最后通过对模靶波的形成原因进行探讨,发现模靶波的振荡频率f都是通过驱动层的靶波频率f和初始条件为单螺旋波的振荡频率f经过调制而成,且满足f=f-f关系。第四章是对本论文研究工作的总结与展望。

关键词：同步局部耦合非反馈控制复Ginzburg-Landau方程

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三维局部多层快速多极子算法

系统工程与电子技术 2006年第3期28卷 329-330,335页

作者：胡俊聂在平雷霖王军电子科技大学电子工程学院四川成都610054

为了进一步加速多层快速多极子算法求解电大尺寸目标电磁散射,提出了一种基于局部耦合技术计算矩阵矢量相乘的多层快速多极子方法。通过在迭代过程中设置与迭代误差相关的最初层,每次迭代仅仅需要考虑局部的耦合区域。该方法在保证合理... 详细信息

为了进一步加速多层快速多极子算法求解电大尺寸目标电磁散射,提出了一种基于局部耦合技术计算矩阵矢量相乘的多层快速多极子方法。通过在迭代过程中设置与迭代误差相关的最初层,每次迭代仅仅需要考虑局部的耦合区域。该方法在保证合理计算精度的同时大大降低了迭代过程中矩阵矢量相乘的计算复杂度,提高了多层快速多极子方法计算效率。数值结果说明了所提方法的有效性。

关键词：电磁散射积分方程多层快速多极子算法局部耦合

耦合混沌系统的振荡消失及同步与反同步特性研究

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耦合混沌系统的振荡消失及同步与反同步特性研究

作者：吴迎春东北师范大学

学位级别：硕士

本文从探究两个等同或非等同混沌子系统耦合发生振荡消失现象的规律,推广到对任意多等同混沌子系统耦合发生的集体振荡消失现象规律的研究,以及关于耦合混沌系统的同步与反同步现象的研究。着重从理论上分析了耦合混沌系统中发生振荡消... 详细信息

本文从探究两个等同或非等同混沌子系统耦合发生振荡消失现象的规律,推广到对任意多等同混沌子系统耦合发生的集体振荡消失现象规律的研究,以及关于耦合混沌系统的同步与反同步现象的研究。着重从理论上分析了耦合混沌系统中发生振荡消失、同步与反同步现象的充要条件,结合数值计算,特别是通过电路实验(包括电路仿真实验)充分验证了理论分析结果的正确性,以及文中所提出的研究方案的可行性。以状态变量的共轭耦合方式,分别对两个等同子系统的耦合、失配子系统的耦合以及异结构子系统的耦合产生振荡消失的条件做了理论分析。利用局部线性稳定性理论,得到耦合系统产生振荡消失的解析条件,通过数值模拟与电路实验观察到振荡消失现象,很好地验证了理论分析结果的正确性。本文还利用非延迟变量共轭耦合方案,分别以全局耦合和局部耦合两种方式,对耦合多等同子系统中出现振荡消失现象的条件进行了研究。不仅设计出新的耦合方案,还从理论上论证了在新的耦合方案下系统实现振荡消失的解析条件,深入分析了不同耦合间的过渡关系、拓展局部耦合(多层耦合)发生振荡消失的解析条件等。特别地,在选定参数的情况下,自行设计出由子电路级联方式构成的耦合系统电路。电子线路实验得到的结果以及用数值计算获得的结果都与理论分析的结果一致。我们还提出耦合系统中同步与反同步可共存的设想,从理论上提出两者共存的条件及变量耦合的方式,并从数值计算给出实现两者共存的解析条件。在具体的Chua式电路模型上观察到了同步与反同步共存的实验结果。此外,考虑到延迟系统具备较好的应用潜力,我们还进一步研究了延迟混沌系统中的同步与反同步现象,从理论上、数值计算和电路实验方面都得到了一致的结果。本文将理论分析与数值计算紧密结合起来,并设计模拟电路进行电路实验,所得出的关于振荡消失及同步与反同步结果,无疑会为实际应用提供重要的理论与实验依据。

关键词：混沌系统延迟混沌系统振荡消失同步反同步共轭耦合局部耦合全局耦合电路实验