17、复杂系统识别与模糊系统设计

复杂系统识别与模糊系统优化

复杂系统识别与模糊系统设计

1. 复杂系统识别

1.1 超定系统方程与模型质量

在复杂系统的识别过程中,首先关注的是超定系统中不被丢弃的方程数量以及模型质量。通过改变系数 KNS,图 8.9 展示了不被丢弃的方程数量(左图)和模型质量(右图)的变化情况。右图呈现了四种不同随机测量噪声实现方式下的依赖关系,其中一种情况是丢弃大量方程并未改善结果。同时,增加阈值 SNR 系数能显著减少方程组的行数,并且在大多数情况下,会略微提高模型的准确性。

1.2 最佳识别系统

为了确定哪些系统能够被最准确地识别,我们对相同阶数的不同系统进行了识别建模。使用阈值 KNS = 100 和相对误差 εU = 10⁻⁵、εY = 10⁻⁵ 的噪声进行实验,结果如表 8.3 所示。

系统模式 ⃗a 的误差 ⃗b 的误差 输出误差
0.95e0.5i, 0.95e1.2i 2x10⁻⁶ (1x10⁻⁶) 5.6x10⁻⁵ (2.1x10⁻⁵) 5x10⁻⁶ (3x10⁻⁶)
0.95e0.1i, 0.95e1.2i 4x10⁻⁶ (1x10⁻⁶) 4.3x10⁻⁵ (1.5x10⁻⁵) 1.9x10⁻⁵ (
潮汐研究作为海洋科学的关键分支,融合了物理海洋学、地理信息系统及水利工程等多领域知识。TMD2.05.zip是一套基于MATLAB环境开发的潮汐专用分析工具集,为科研人员工程实践者提供系统化的潮汐建模计算支持。该工具箱通过模块化设计实现了两大核心功能: 在交互界面设计方面,工具箱构建了图形化操作环境,有效降低了非专业用户的操作门槛。通过预设参数输入模块(涵盖地理坐标、时间序列、测站数据等),用户可自主配置模型运行条件。界面集成数据加载、参数调整、可视化呈现及流程控制等标准化组件,将复杂的数值运算过程转化为可交互的操作流程。 在潮汐预测模块中,工具箱整合了谐波分解法潮流要素解析法等数学模型。这些算法能够解构潮汐观测数据,识别关键影响要素(包括K1、O1、M2等核心分潮),并生成不同时间尺度的潮汐预报。基于这些模型,研究者可精准推算特定海域的潮位变化周期振幅特征,为海洋工程建设、港湾规划设计及海洋生态研究提供定量依据。 该工具集在实践中的应用方向包括: - **潮汐动力解析**:通过多站点观测数据比对,揭示区域主导潮汐成分的时空分布规律 - **数值模型构建**:基于历史观测序列建立潮汐动力学模型,实现潮汐现象的数字化重构预测 - **工程影响量化**:在海岸开发项目中评估人工构筑物对自然潮汐节律的扰动效应 - **极端事件模拟**:建立风暴潮天文潮耦合模型,提升海洋灾害预警的时空精度 工具箱以"TMD"为主程序包,内含完整的函数库示例脚本。用户部署后可通过MATLAB平台调用相关模块,参照技术文档完成全流程操作。这套工具集将专业计算能力人性化操作界面有机结合,形成了从数据输入到成果输出的完整研究链条,显著提升了潮汐研究的工程适用性科研效率。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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