Аппроксимационное построение математических моделей по точечным экспериментальным данным методом cut-glue

Бесплатный доступ

Рассматривается решение проблемы описания экспериментально полученных зависимостей. Предложенный автором метод основывается на получении локальных приближений фрагментов данных зависимостей и аддитивном сведении их в единое аналитическое выражение. Такой эффект определяется применением специальных «выделяющих» функций, ограничивающих область ненулевого определения каждой из аппроксимирующих функций. По применяемым принципам аппроксимации метод назван «cut-glue». Наиболее близкий его аналог - сплайн-аппроксимация. Однако метод cut-glue значительно гибче, т. к. не связан ни количеством аппроксимируемых сплайном точек, ни порядком функций, аппроксимирующих участки. Порядок аппроксимирующего полинома или другой аппроксимирующей функции, а также её структура для каждого участка могут быть произвольными. Ещё одно выгодное отличие cut-glue аппроксимации состоит в единой аналитической записи всей кусочной функции вместо задания векторной сплайн-функции громоздкой системой уравнений. Такого эффекта удалось добиться применением аналитической функции, аппроксимирующей и параметрически сколь угодно приближающейся к единичной функции Хевисайда. Приведены результаты аналитического и численного исследования свойств и итогов применения предложенного метода. Они проиллюстрированы практическими примерами приложения метода к практическим задачам, табличными и графическими данными.

Еще

Экспериментальная зависимость, кусочная функция, аппроксимация, мультипликативность, аддитивность, дифференцируемость, аналитическая функция, параметрическое приближение

Короткий адрес: https://sciup.org/14250047

IDR: 14250047   |   DOI: 10.12737/3503

Список литературы Аппроксимационное построение математических моделей по точечным экспериментальным данным методом cut-glue

  • Куприенко, Н. В. Статистические методы изучения связей. Корреляционно-регрессионный анализ/Н. В. Куприенко, О. А. Пономарева, Д. В. Тихонов. -Санкт-Петербург: Изд-во политехн. ун-та, 2008. -118 с.
  • Нейдорф, Р. А. Эффективная аппроксимация кусочных функций в задачах квазиоптимального по быстродействию управления/Р. А. Нейдорф//Математические методы в технике и технологиях -2000: сб. трудов Междунар. науч. конф. -Санкт-Петербург, 2000. -Т. 2. -C. 18-22.
  • Bates, D.-M. Nonlinear regression analysis and its applications/D.-M. Bates, D.-G. Watts. -New York: John Wiley, 1988. -371 p.
  • Applications of MATLAB in Science and Engineering/Edited by T. Michałowski. -Rijeka: InTech, 2011. -371 p.
  • Чен, К. МАТЛАБ в математических исследованиях/К. Чен, П. Джиблин, А. Ирвинг. -Москва: Мир, 2001. -346 с.
  • Maxfield, B. Essential MATHCAD for Engineering, Science and Math/B. Maxfield. -San Diego: Academic Press; Elsevier, 2009. -490 p.
  • Макаров, Е. Инженерные расчёты в Mathcad 15. Учебный курс/Е. Макаров. -Санкт-Петербург: Питер, 2001. -400 с.
  • STATISTICA. Официальное руководство: в 5 т./StatSoft. -Москва: StatSoft, 2007.
  • Боровиков, В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере/В. Боровиков. -2-е изд. -Санкт-Петербург: Питер, 2003. -688 с.
  • Нейдорф, Р. А. Исследование зависимости силы всплывания специализированного аэростата от параметров его движения/Р. А. Нейдорф, Ю. Л. Сигида//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2013. -№ 3-4 (72-73). -C. 96-103.
  • Stability Analysis of the MAAT Feeder Airship During Ascent and Descent with Wind Disturbances [Electronic resource]/R. Neydorf [et al.]//SAE International. -Available at: http://papers.sae.org/2013-01-2111/(accessed: 04.01.2014).
  • Aerodynamic Characteristics Study and Possible Improvements of MAAT Feeder Airships [Electronic resource]/V. Voloshin [et al.]//SAE International. -Available at: http://papers.sae.org/2013-01-2112/. -7 p. (accessed: 04.01.2014).
  • Дорофеюк, Ю. А. Структурная идентификация сложных объектов управления на базе методов кусочной аппроксимации/Ю. А. Дорофеюк//Управление большими системами. -2010. -№ 30. -С. 79-88.
  • Лоран, П.-Ж. Аппроксимация и оптимизация/П.-Ж. Лоран. -Москва: Мир, 1975. -496 с.
  • Альберг, Дж. Теория сплайнов и её приложения/Дж. Альберг, Э. Нильсон, Дж. Уолш. -Москва: Мир, 1972. -318 с.
  • Ханова, А. А. Интерполяция средствами Mathcad [Электронный ресурс]/А. А. Ханова. -Режим доступа: http://www.exponenta.ru/educat/systemat/hanova/interp/math.asp (дата обращения: 04.01.2014).
  • Смоленский, В. В. Статистические методы обработки экспериментальных данных: учеб. пособие/В. В. Смоленский. -Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет), 2003. -101 с.
  • Нейдорф, Р. А. Нелинейное ускорение динамических процессов управления объектами первого порядка с учётом ограниченности воздействий/Р. А. Нейдорф//Управление и диагностика в динамических системах. -Ростов-на-Дону: Изд. центр Дон. гос. техн. ун-та, 1999. -С. 13.
  • Международная стандартная атмосфера [Электронный ресурс]/Академик//Энциклопедия техники. -Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/2697/(дата обращения: 11.12.2013).
Еще
Статья научная