在现代科学技术与工程领域,计算机仿真技术发挥着越来越重要的作用。特别是在概率性分析和不确定性量化方面,多项式混沌展开(Polynomial Chaos Expansion, PCE)作为一种高效的统计方法,被广泛应用于模型的不确定度传播、风险分析以及优化设计中。Matlab作为一种高性能的数学计算软件,因其强大的数值计算能力和简便的编程环境,在科研和工程领域得到了广泛的应用。 多项式混沌展开是一种基于随机变量展开的理论,它通过将随机过程或者函数表示为一组正交多项式的线性组合,以此来近似随机输出变量的概率密度函数。这种方法能够在理论上保证对于任意分布的输入变量,都能够得到精确的输出统计特性。其核心在于选取合适的基函数集和进行适当的系数计算,通过最小化误差来提高模拟的精度。 Matlab代码库aPCE-master提供了实现任意多项式混沌展开的工具和算法,这些代码被设计为灵活且高效,允许用户通过简单配置就能针对具体问题进行模拟。Matlab代码的模块化设计使得用户可以方便地对算法进行修改和扩展,以适应复杂度更高的问题。此外,该代码库还包含了对不确定度分析的工具,可以用于估计模型输出的统计特性,如均值、方差、概率密度函数和累积分布函数等。 在使用aPCE-master进行计算时,用户首先需要定义模型的输入参数,包括输入变量的概率分布类型以及分布参数。随后,用户需要选择合适的正交多项式基函数,这通常依赖于输入变量的概率分布类型。在完成了模型设置后,Matlab将通过构建线性方程组并求解得到多项式系数,完成混沌展开过程。 该代码库的实现包含了多项式混沌展开的核心步骤,如采样策略的制定、正交多项式的计算、系数估计、以及模型评估等。为了提高计算效率和精度,Matlab代码还可能实现了多种采样方法,例如蒙特卡洛模拟、拉丁超立方采样、谱采样等。用户可以根据模型的特性和计算资源来选择合适的采样方法。 Matlab代码库aPCE-master的另外一个特点是其可视化功能。在得到模型的统计特性后,用户可以通过内置的绘图函数直观地展示结果。例如,可以绘制输出变量的概率密度函数图、累积分布函数图,以及与其他方法得到的结果进行对比分析。这不仅有助于理解模型的不确定度特性,还可以帮助进行决策分析。 总体来说,aPCE-master是一个功能完备、灵活高效的Matlab代码库,它使得研究者和工程师能够快速实现多项式混沌展开方法,进行复杂系统的不确定度分析和模型验证,从而在减少成本的同时提高研究和开发的效率和可靠性。
2025-11-27 16:38:42 3.46MB
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% 假设 f(t) 是区间 [0,2pi] 上的实数 2pi 周期函数% 并且 1*n 向量 x 是函数 f(t) 在 n 处的值% 等距点(n 必须是偶数) % t_j=(j-1)*2*pi/n, j=1,2,...,n。 % 功能% [y , yp , ypp] = trigintpoly (x,s) % 使用 fft 找到三角插值多项式% 在 n 个点 t_1,t_2,...,t_n 处对函数 f(t) 进行插值。 那么% 函数 trigintpoly 计算函数 f(t)、f'(t)、 % 和 f''(t) 在点 s(s 是一个 m*1 的点向量),即% y = f(s), yp=f'(s), ypp=f''(s) % % %示例1: % n = 100; % t = 0:2*pi/n:2*pi-2*pi/n; % x = cos(2.*t).^3; % s = [-pi/4,0,p
2025-11-23 13:26:44 2KB matlab
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18 matlab六自由度机械臂关节空间轨迹规划算法 3次多项式,5次多项式插值法,353多项式,可以运用到机械臂上运动,并绘制出关节角度,关节速度,关节加速度随时间变化的曲线 可带入自己的机械臂模型绘制末端轨迹图 ,关键词: 18-Matlab; 六自由度机械臂; 关节空间轨迹规划算法; 3次多项式; 5次多项式插值法; 353多项式; 关节角度变化曲线; 关节速度变化曲线; 关节加速度变化曲线; 机械臂模型; 末端轨迹图。,MATLAB多项式插值算法在六自由度机械臂关节空间轨迹规划中的应用
2025-11-18 18:15:51 1.43MB istio
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内容概要:本文探讨了MATLAB环境下六自由度机械臂的关节空间轨迹规划算法,重点介绍了3次多项式、5次多项式插值法及353多项式的应用。通过这些方法,可以精确控制机械臂的运动,绘制出关节角度、速度和加速度随时间变化的曲线,以及末端轨迹图。文中详细解释了不同多项式插值法的特点和应用场景,强调了它们在提高机械臂运动精度和效率方面的作用。 适合人群:从事机器人技术研究、机械臂控制系统开发的研究人员和技术人员,尤其是对MATLAB有一定基础的读者。 使用场景及目标:① 使用3次多项式插值法进行简单但有效的轨迹规划;② 利用5次多项式插值法实现更平滑的运动控制;③ 运用353多项式进行高精度的轨迹规划并绘制末端轨迹图。 其他说明:本文不仅提供理论知识,还展示了实际操作步骤,帮助读者更好地理解和应用这些算法。
2025-11-18 17:24:45 2.04MB MATLAB 六自由度机械臂
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内容概要:本文介绍了Zernike多项式在不同形状瞳孔(如圆形、六边形、椭圆形、矩形和环形)上的应用,并提供了基于Matlab的代码实现方法。通过该代码,用户可以生成对应瞳孔形状的Zernike正交多项式基函数,用于波前像差分析、光学系统建模与仿真等任务。文章强调了Zernike多项式在光学成像、自适应光学及视觉科学等领域的重要作用,并展示了如何针对非标准瞳孔形状进行正交基构造与数值计算。; 适合人群:从事光学工程、生物医学工程、视觉科学或相关领域研究,具备一定Matlab编程基础的科研人员与高年级本科生、研究生;; 使用场景及目标:①实现不同类型瞳孔下的Zernike多项式展开与波前表示;②用于像差评估、光学系统性能分析及像质优化;③支持自定义瞳孔形状的正交基构建与仿真验证; 阅读建议:建议结合Matlab代码实践操作,理解Zernike多项式的数学构造过程,重点关注不同瞳孔边界条件下的正交性处理方法,并可扩展应用于实际光学测量与图像矫正中。
2025-10-15 15:06:48 8KB Matlab Zernike多项式
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"整数矩阵和多项式矩阵求逆的复杂性" 整数矩阵和多项式矩阵求逆的复杂性是计算机科学和数学领域中的一个重要问题。在这篇论文中,作者介绍了一种新型的Las Vegas概率算法来计算非奇异整数矩阵的精确逆矩阵,该算法的期望运行时间为O(n^3(log A + log κ(A))),其中A是输入矩阵,κ(A)是矩阵的条件数。同时,作者也将这个算法扩展到多项式矩阵的情况,并证明了该算法的正确性和效率。 在整数矩阵的情况下,作者首先引入了矩阵的条件数κ(A),然后使用Las Vegas概率算法计算矩阵的精确逆矩阵。该算法的期望运行时间为O(n^3(log A + log κ(A))),其中A是输入矩阵,κ(A)是矩阵的条件数。该算法的正确性和效率都是通过严格的数学证明来保证的。 在多项式矩阵的情况下,作者引入了多项式矩阵的概念,并证明了该算法的正确性和效率。作者证明了对于非奇异多项式矩阵,使用该算法可以在O(n^3d)时间内计算出矩阵的精确逆矩阵,其中d是多项式的最高次数。 该论文在整数矩阵和多项式矩阵求逆的复杂性方面取得了重要的进展,提供了一种高效和正确的算法来计算矩阵的精确逆矩阵。 知识点: 1. 整数矩阵的条件数κ(A)是矩阵的重要性质,它决定了矩阵的稳定性和计算的复杂性。 2. Las Vegas概率算法是一种高效的算法,可以用于计算矩阵的精确逆矩阵。 3. 多项式矩阵是矩阵的一种特殊形式,它的元素是多项式函数。 4. 多项式矩阵的求逆是计算机科学和数学领域中的一个重要问题。 5. O(n^3(log A + log κ(A)))是整数矩阵求逆的复杂度估计,其中A是输入矩阵,κ(A)是矩阵的条件数。 6. O(n^3d)是多项式矩阵求逆的复杂度估计,其中d是多项式的最高次数。 7. 在计算矩阵的精确逆矩阵时,需要考虑矩阵的条件数κ(A)和条件数的影响。 该论文在整数矩阵和多项式矩阵求逆的复杂性方面取得了重要的进展,提供了一种高效和正确的算法来计算矩阵的精确逆矩阵。
2025-09-09 16:55:00 663KB 矩阵条件数
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基于AES主动紧急转向与避障系统的多模型控制算法研究与应用,基于五次多项式PID控制和MPC模型的AES主动转向避障系统介绍,AES-自动紧急转向 AES 主动转向 紧急转向 避障系统 转向避障 五次多项式 PID控制 纯跟踪控制 MPC控制 模型预测 车辆行驶过程中,利用主动转向的方式躲避前方障碍物。 主要利用安全距离进行判断,并利用各种控制算法模型进行车辆转向控制。 所有资料包括: 1、相关问题的文档分析 2、simulink模型和carsim模型(simulink为2021b carsim为2019) 3、可代转simulink版本(文件中有一个转的2018a版本) 4、均包含simulink文件和cpar文件 ,AES主动转向;紧急转向;避障系统;转向避障;五次多项式;PID控制;纯跟踪控制;MPC控制;模型预测;文档分析;simulink模型;carsim模型;可代转simulink版本。,基于主动转向技术的车辆避障系统研究:多算法控制模型预测与仿真分析
2025-09-05 10:30:28 5.05MB kind
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内容概要:本文详细介绍了如何利用西门子S7-1500标准版PLC实现飞剪功能。由于S7-1500不支持凸轮同步功能,作者采用五次多项式计算刀轴的运动曲线,确保刀轴运动与材料速度同步。文中提供了具体的SCL代码示例,展示了如何通过调整多项式系数来控制刀轴的位置、速度和加速度,以及如何在主程序中调用这些函数块并根据实际材料速度动态更新时间参数。此外,文章还讨论了实际应用中的注意事项,如时间窗口设定、速度前馈补偿和位置容差带等。 适合人群:从事工业自动化控制领域的工程师和技术人员,尤其是熟悉西门子PLC编程和运动控制的人群。 使用场景及目标:适用于预算有限但需要实现高效飞剪控制的中小型制造企业。主要目标是在不增加额外硬件成本的前提下,提高生产效率和产品质量。 其他说明:尽管该方法不如1500T系列的原生凸轮功能强大,但在特定应用场景下表现出色,尤其适合速度不超过30米/分钟的生产线。通过这种方式,不仅节省了硬件成本,还能灵活适应不同的物料规格。
2025-07-30 15:38:59 963KB
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多项式曲线拟合C代码详解:实现线性至四阶多项式拟合,附带仿真结果与Excel对比图,多项式曲线拟合,c代码,可实现1阶线性,2-4阶多项式曲线拟合,代码注释详细,方便移植,书写规范 图片有现场拟合参数的1-4阶的keil仿真结果和Excel对照图。 备注一下,这是个多项式求解代码,求每个相的系数 ,核心关键词:多项式曲线拟合; C代码; 1阶线性; 2-4阶多项式; 代码注释详细; 方便移植; 书写规范; Keil仿真结果; Excel对照图; 求解系数。,"多项式曲线拟合C代码:1-4阶系数求解,Keil仿真结果对照"
2025-07-02 18:23:23 4.23MB sass
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主要介绍了MATLAB中的曲线拟合方法,涵盖多项式拟合、加权最小方差拟合及非线性曲线拟合。在多项式拟合中,函数polyfit()可通过最小二乘法找到合适多项式系数,不同阶次拟合效果不同,阶次最高不超length(x)-1。加权最小方差拟合根据数据准确度赋予不同加权值,更符合拟合初衷,文中还给出其原理及求解公式,并通过实例展示拟合结果。对于非线性曲线拟合,已知输入输出向量及函数关系但未知系数向量时,可利用lsqcurvefit函数求解,同时介绍了该函数多种调用格式,最后通过具体实例阐述其应用及结果。
2025-06-15 19:44:17 2KB matlab 曲线拟合
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