广义二次相关时延估计算法改进

在基于TDOA的声源定位算法中时延估计的精确度是关键,时延估计极小的误差也会导致定位结果的偏离,因此为了提高声源定位的精度,必须对时延进行准确的估计.传统的广义互相关时延估计方法是通过添加相应的加权函数来提高语音信号中的有效成分,从而提高时延估计的精度.然而现实中声学环境非常复杂,在较低信噪比的情况下,传统广义互相关时延估计法的性能开始下降,导致时延估计误差变大.针对这一问题提出了一种基于二次相关的广义互相关时延估计改进算法,该方法首先通过滤波器对接收到的音频信号进行滤波,再利用二次相关抑制了噪声对信号的干扰,然后对加权函数进行改进,提高时延估计精度.最后计算机仿真实验表明,无论在低信噪比还是在高信噪比甚至是弱混响的环境下,该方法都获得了较好的时延估计性能.     

基于奇异协方差矩阵的谱估计方法

为了解决秩亏RCF(robust Capon filter-bank)谱估计方法的估计性能不稳健问题,提出一种基于奇异协方差矩阵的谱估计方法.该方法根据空间约束和导向矢量误差约束获得相应的窄带滤波器,并利用其对Capon滤波矢量进行滤波得到谱估计.仿真结果表明: 在采样协方差矩阵奇异的情况下,该谱估计方法获得的谱估计在精度及分辨率上均明显优于秩亏RCF谱估计方法.该方法是一种可以利用少量快拍进行谱估计的有效方法.     

一种基于频差补偿的相位谱时延估计方法

针对影响射频窄带信号时延估计精度的3个主要因素：中频偏差、信号带宽及信噪比,提出了一种基于频差补偿的相位谱时延估计方法.其采用平方倍频法分别估计两路信号的中频,通过频差补偿消除中频偏差对时延估计精度的影响;利用线性调频Z变换（CZT）在有限带宽内增加时延估计的有效点数;并针对相位法自身的特点利用Kalman滤波器优秀的抗噪声特性提高时延估计的精度.理论分析和实验仿真均验证了该方法的有效性.     

机动目标被动声定位仿真研究

针对基于时延估计的空中机动目标定位与跟踪的算法仿真问题,提出一种以时变时延信号产生算法为基础的仿真方法.该算法利用FIR滤波器线性相位特性,使模拟的目标信号通过时变FIR滤波器产生相对输入信号有时变时延的输出信号.在考虑了目标的机动、干扰信号、环境噪声以及信噪比后构造出模拟的阵列接收信号,通过定位算法得到目标方位.仿真表明该方法能较好地完成对基于时延估计的被动声定位算法的评估,并具有广泛的适用性和实用性.     

基于分数阶傅里叶变换的时延和频率偏移联合估计方法

针对传统相关运算对时延和频移进行联合估计计算复杂度高的缺陷,提出一种基于分数阶傅里叶变换的时延和频移联合估计方法.该方法利用信号的时延和频偏变换到分数域表现为分数域谱位置的平移特性,通过在不同的分数域利用最小均方误差准则来获得分数域谱位置的偏移量来进行联合估计.该方法不局限于仅适用于Chirp信号,对其它类型的信号同样适用.且与传统相关估计法相比,具有简洁、高效的特点.计算机仿真结果表明,该方法是有效的.     

含有分布时滞的中立型时滞系统H∞无偏滤波

针对含有分布时滞的中立型时滞系统的H∞滤波问题,应用Lyapunov第二研究方法,将无偏滤波器的设计思想拓展到含有分布时滞的中立型时滞系统中来,设计含有分布时滞环节的无偏滤波器.通过对滤波误差系统的恒等变换,推导出误差系统的算子;在算子稳定的前提下,构建恰当的Lyapunov泛函;基于线性矩阵不等式技术和Schur补公式,给出使滤波误差系统渐近稳定和具有H∞性能的充分条件.无偏条件的引入,滤波误差系统的稳定性独立于待估计时滞系统的稳定性,可应用于临界稳定或不稳定时滞系统的状态估计.数值算例验证了该方法既可用于稳定系统的滤波器设计,也可用于不稳定系统的滤波器设计.     

存在Markov时延和丢包的飞行器控制系统故障检测

研究了同时存在控制时延和观测丢包的飞行器网络控制系统故障检测滤波器设计问题.考虑网络时延和丢包符合Markov随机过程,将系统建模为离散Markov跳变线性系统;并在转移概率部分已知的情况下设计了故障检测滤波器,将故障检测问题转化为H_∞滤波问题;给出了故障检测滤波器存在的充分条件以及求解方法.通过某飞行器网络控制系统的数值仿真,表明该方法具有较好的检测效果.     

基于相关熵希尔伯特差值的窄带射频信号时延估计

窄带射频信号时延估计的精度往往会受到相对带宽的制约和噪声的影响.针对这一问题,提出了相关熵希尔伯特变换时延估计的定理,并结合此定理提出了一种在脉冲噪声环境下,适用于窄带射频信号的相关熵希尔伯特差值时延估计算法.该算法具有受信号相对带宽影响较小、抗噪能力较强等特点.仿真结果表明,与CCF、FLOC、l_p范数等算法相比,该算法具有更好的时延估计有效性和准确度.     

基于自适应滤波与倒谱联合分析的时延估计方法

为了加强倒谱分析方法在窄带信号多途时延估计的抗噪声性能,该文在自适应滤波的基础上,提出了一种基于自适应陷波滤波与波形修正的信号预处理方法。该方法首先对回波信号进行自适应陷波滤波,有效减少噪声分量,然后对输出波形的包络进行调整,恢复信号的边沿信息,在保留信号中信道信息的前提下有效提高输入信噪比。仿真结果证明,该预处理方法提高信噪比效果明显,并不破坏时延分量,与倒谱分析相结合,能够有效提取线谱信号中的信道信息。     

面向移动传感器网络的自适应一致性融合估计方法

研究了具有时延和通信拓扑变换的移动传感器网络（MSN）分布式融合估计问题.结合无色信息滤波、自适应一致性算法并考虑通信时延而设计的基于自适应一致性的融合结构,提出了一种名为基于自适应一致性的分布式无色信息滤波（AC_DUIF）的分布式融合估计算法.以空中移动传感器网络跟踪移动目标为例,通过仿真验证了所提算法的性能.仿真结果表明,该方法能够在以分布形式提高网络中各节点对目标位置估计精度的同时,保证节点之间的一致性,并具备对网络通信延时的适应能力.     

柔性系统的混合时滞滤波器设计

将系统频率或阻尼变化的分布函数引入时滞滤波器的设计中,得到一种期望残留振荡最小、能够适应参数绵最优滤波器,并与传统滤波器的鲁棒性和时滞长度进行了比较,通过插值的方法来设计混合时滞滤波器,能够很方便地得到近似最优滤波器,大大减少了计算量,将所设计的时滞滤波器应用到柔性机械臂末端残留振动的控制系统中,实验结果表明,残留振动最小的混合时滞滤波器与最优时滞滤波器的控制效果基本相同,从而得到了一种用比较简单的设计方法得到性能较好的时滞滤波器的有效途径。     

一种基于遗传算法的新时延估计方法

提出了一种新的时延估计方法,通过采用FIR滤波器模型并结合遗传算法解决了代价函数复杂计算量下的高效全局优化．算法利用最小二乘法准则,推导得到优化目标函数,并将时延,滤波器系数列入到参数估计模型中,继而将目标函数作为适应度函数,将时延,滤波器系数作为决策变量,应用遗传算法进行全局优化．通过仿真实验表明,本文不仅在滤波器长度比较短的情况下获得最优的时延估计,而且大大地减少了计算量,提高了稳健性．     

纯滞后对象的神经网络辨识及自适应控制

提出了一种针对纯滞后对象的神经网络及控制结构。在神经控制器的在线训练中,引入了反向传播的预测误差信号,并采用基于Ｋａｌｍａｎ滤波的学习算法分别训练用于辨识的神经网络及神经控制器。给出了具体的理论推证及运行机理分析。仿真结果表明,这种控制方案对纯滞后线性、非线性动态对象均能获得满意的控制效果。     

不完全量测下的Cubature卡尔曼滤波方法

提出了一种不完全量测下的Cubature卡尔曼滤波方法,该方法在Cubature卡尔曼滤波算法的基础上,建立了量测滞后下的状态空间模型,利用采样点状态扩维的方法对状态估计值进行更新,并给出了不完全量测下的Cubature卡尔曼滤波算法的实现流程。仿真实验表明,不完全量测下的Cubature卡尔曼滤波方法可以用于处理量测信息采样时间和延时时间都不确定的情况,在处理不完全量测下的高维强非线性系统状态估计时计算量小,具有较高的估计精度。     

4×50GHz无色散啁啾光纤Bragg光栅梳状滤波器的设计

首次报道一种新颖的无色散4信道50GHz信道间隔的啁啾光纤Bragg光栅(CFBG)梳状滤波器,其突出特点是反射峰均匀性好、能无色散地实现光学梳状滤波．这里是采用了基于LP算法的IS光纤光栅设计技术．由目标反射谱计算出CFBG的折射率调制函数和啁啾分布;并用传输矩阵法分析所设计CFBG的反射谱、群时延曲线和群时延抖动．计算结果表明该CFBG达到各项设计指标要求．这种新颖的无色散CFBG梳状滤波器能广泛应用于光纤通信系统．     

大口径宽带数字延时相控阵天线

不同于窄带相控阵天线,空间色散和时间色散是大口径宽带相控阵天线需要解决的2个主要问题。文章采用了子阵加数字延时滤波器的整体结构设计,把大口径阵列划分为很多个较小口径的子阵,并采用传统窄带相控阵天线加权方法,完成子阵的波束合成;子阵间的波束合成,则采用数字延时滤波器实现。在介绍了子阵划分方式的基础上,对延时滤波器的时域设计方法进行了阐述和分析。通过延时滤波器仿真,证明了滤波器设计方法的正确性;通过系统方向图仿真,证明了子阵加数字延时滤波器的设计方法,克服了空间色散和时间色散问题。     

一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法

在并网逆变器的无差拍电流控制中,逆变器输出滤波电感值变化和滞后一拍延时会直接影响并网电流的畸变率、系统稳定性与动态响应速度.对此,本文提出了一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法,减小了因滤波电感值变化对并网电流造成的畸变,有效地解决了滞后一拍控制引入的延时问题,降低了系统闭环传递函数的特征根方程阶次,提高了系统的稳定性及动态响应速度.分析了滤波电感偏差系数对系统性能的影响,得到系统临界稳定的滤波电感偏差系数随着滤波电感的寄生电阻和线路等效电阻的增大而增大,随着采样频率的增大而减小的结论.综合考虑系统的稳定性与动态响应速度,给出了关键控制参数的优化选取范围.仿真和实验结果验证了所提方法的有效性.     

具有强鲁棒性的时滞滤波器设计

采用了零极点配置方法来设计具有强鲁棒性的时滞滤波器,消除小阻尼不确定性系统的残留振动。通过在系统极点附近配置多个滤波器零点,建立离散传递函数得到时滞滤波器方程,设计简单。该方法在起重机载荷防摆控制中得到了很好的应用,能够有效地消除载荷的摆动,且对缆绳长度的变化具有很好的鲁棒性。     

一种基于扩展Kalman滤波的多径估计算法

定位系统中,噪声环境下的多径估计是消除多径干扰的前提。提出了一种基于扩展Kal-man滤波(EKF)的多径估计算法,可以有效的估计多径信号的时间延迟和幅度。分析了本地码估计偏差、EKF的估计初值、相关间距以及采样频率对多径估计性能的影响。结果表明,EKF在估计多径信号时,EKF初值不仅影响其收敛速度,而且EKF初值中的幅度初值决定其是否收敛。同时,EKF时间延迟估计误差可以通过提高采样频率和增加最大早晚码间距来减小。