六自由度水下航行器操纵性仿真及性能评估

为预报水下航行器样机操纵性和运动控制性能,采用格特勒标准六自由度运动方程,通过水池拖曳试验获取水动力系数,建立水下航行器运动模型,完成水平面回转操纵、Z型操纵、回舵操纵、垂直面梯形操纵和空间螺旋操纵等仿真.仿真结果表明:该水下航行器具有良好的应舵性能和回转性能,同时具有良好的机动性和稳定性;并将全模型仿真与经典的野本简化模型仿真结果进行比较,说明了本方法的精确性.对操纵性能的评估结果表明所设计的水下航行器满足水下智能控制试验平台的要求.     

MC DS-CDMA系统中信道估计器的比较

首先介绍了几种多载波码分多址(CDMA)系统,然后建立了MC DS-CDMA系统模型,在该系统中进行最小二乘(LS),线性最小均方误差(LMMSE)和最大似然(ML)3种信道估计器的研究,并对其均方误差(MSE)和误码率(BER)性能进行了仿真,LS实现最简单,但性能最差,LMMSE计算量大,性能优于LS,ML性能最佳,且其计算复杂度低于LMMSE。     

自主水下航行器载荷侧向分离三维运动仿真分析

为了对自主水下航行器(AUV)载荷侧向分离安全性进行研究,建立了AUV载荷侧向分离三维运动模型.基于多刚体系统笛卡尔动力学理论,考虑了侧向分离过程中载荷与运载器之间的耦合运动关系,采用带拉格朗日乘子的多体系统动力学方程,建立载荷侧向分离三维运动模型;基于刚体动力学理论,采用牛顿-欧拉方法,建立AUV载荷侧向分离后载荷与运载器的单刚体运动模型.为避免求解过程中出现约束违约现象,采用约束违约稳定法对AUV载荷侧向分离多体系统运动方程进行处理,采用四阶龙格库塔积分算法对一定工况下载荷侧向分离运动进行仿真,结果表明所建立的AUV载荷侧向分离三维运动模型是有效的.     

基于LS-SVM的TBM掘进参数预测模型

针对目前TBM数据挖掘能力和掘进参数优化预测分析的不足以及对未来TBM实现无人驾驶的展望,将最小二乘支持向量机（LS SVM）机器学习应用到TBM掘进参数预测中,从吉林引松工程TBM掘进数据中提取掘进上升段的刀盘扭矩、刀盘推力、总推力、推进速度这4个重要参数建立LS SVM预测模型,预测4个参数在稳定段的均值,并讨论了模型训练集大小、参数选取等对预测性能的影响。结果表明,以原始数据中均匀提取的样本、RBF核函数和10折交叉验证建立的LS SVM模型可以较为准确地预测稳定段中上述4个参数,验证了LS SVM机器学习预测TBM掘进参数的可行性。     

基于支持向量回归机的船舶操纵响应模型辨识

通过对自航模变形Z形试验舵角与转艏角速度数据的分析,应用最小二乘支持向量回归机（Least Square Support Vector Regression,LS SVR）辨识了船舶操纵运动响应模型中的操纵性指数,并用回归得到的响应模型进行了变形Z形试验的数值模拟.通过将首向角和转艏角速度的预报结果与自航模试验数据进行比较,结果验证了该方法的有效性.     

相关—最小二乘辨识软件

本软件能对开环或闭环辨识实验数据进行相关(COR)、最小二乘(LS)或相关——最小二乘(COR—LS)处理,并能自动搜索模型阶次n和纯时延d。本软件是用ALGOL—60算法语言编成,并在某火力发电厂锅炉动态特性的一系列统计实验的参数估计中得到应用,建立了数学模型。     

一种基于向量的鲁棒ARMA系统辨识器

提出一种新的基于向量方法的自回归和运动平均(ARMA)模型系统辨识器,并给出了其参数的统计分析模型.应用结果表明,向量ARMA算法和最小二乘法LS算法相比,在一定条件下,其预测误差精度提高了约1.2 dB;且该系统模型不受分离向量参数的影响.使用非线性函数核,系统将会成为一个鲁棒的非线性辨识过程.     

基于响应面的多工位锻造工艺优化

利用Taguchi方法对多工位锻造工艺参数进行显著性筛选,采用随机抽样的拉丁超立方(LHS)设计并进行数值模拟实验,运用最小二乘法(LS)和移动最小二乘法(MLS)建立抽样点的响应面模型,应用遗传算法进行迭代优化,并对2种建模方法加以对比.结果表明,MLS模型的误差比LS模型平均降低36.7%.多工位锻造零件经过近似模型方法优化,最大成形载荷从918 kN降至569 kN,成形质量显著提高.     

一种基于支持向量机的PCA分析方法

提出一种更简洁的用于主要成分分析 (PCA)及其非线性分析的公式 .给出一个含有规则化项的原始权空间的约束最大优化问题 ,应用核技巧来解决其对偶问题 .该公式同最小二乘支持向量机 (LS SVM )分类器相似 .遵循常规的SVM方法 ,将输入空间的数据映射到高维特征空间 ,然后使用核技巧 ,利用主对偶约束最大优化来解释线性和非线性PCA分析问题 .其优点在于对偶问题适用于高维输入空间 ,而原始问题在N很大时能被更好地解决 .     

基于LS—SVM的模糊控制器分析与设计

探讨了利用最小二乘支持向量机（LS—SVM）进行模糊控制器分析与设计的方法,LS-SVM用等式约束代替传统支持向量机中不等式约束,求解过程从解QP问题变成解一组等式方程。将得到的LS-SVM模型应用到模糊控制。提出了基于LS-SVM模型的模糊控制算法。该控制器融合了模糊控制与支持向量机的优点,具有不依赖被控对象模型、泛化能力强等特点。仿真表明。LS-SVM学习速度快,在小样本情况下具有良好的非线性建模和泛化能力。基于LS—SVM的模糊控制器具有很好的控制性能。     

支持向量机与最小二乘法的关系研究

研究了支持向量机 (SVM)在二次损失函数下的优化问题解的形式 ,并与普通的最小二乘 (L S)估计问题进行了比较 ,得到了几乎完全一致的优化问题形式。由于 SVM在二次损失函数下的优化问题对应于一个欠定问题 ,该问题在最小二乘估计中有最小范数解。如果 SVM的参数选择合适 ,从理论上可以证明采用二次损失函数的 SVM函数拟合问题实际为约束最小二乘估计问题 ,并且该问题的解对应于最小范数最小二乘解。由于最小化范数解实际是 SVM在取某些参数时的一个特例 ,如果能够自动调整这些参数 ,则得到一类最小化范数解。由此提出了采用 SVM解决最小二乘法问题的思想 ,由于 SVM的优点 ,使解更加符合实际情况     

水下滑翔器设计参数与运动性能分析

水下滑翔器设计参数对其运动性能具有重要影响．通过对水下滑翔器稳定运动状态的分析,获得其设计参数与整体运动性能的关系,并得到参数的取值范围,用于指导水下滑翔器设计过程．为此,详细分析了水下滑翔器稳态运动时的攻角、运动方向、速度和设计参数之间的关系,并得到水下滑翔器设计参数需要满足的约束条件．通过分析水下滑翔器的运动性能,得到旋转重物的偏心量和浮力调节系统位置等参数的优化取值．最后,文章设计了水下滑翔器的物理样机,并进行了水域试验,验证了设计和分析的有效性     

基于块操作的最小二乘解扩重扩多目标阵列算法

在最小二乘解扩重扩多目标阵列算法(LS＿DRMTA)的基础上,提出了基于块操作的最小二乘解扩重扩多目标阵列算法(BLS＿DRMTA),对该算法的性能进行了仿真,仿真的结果表明,在同等条件下,无论是信扰比还是误码率,BLS DRMTA算法均优于LS＿DRMTA算法.     

浮力驱动式水下航行器螺旋线运动控制与仿真

建立了浮力驱动式水下航行器的运动仿真模型,用MATLAB开发了仿真软件,对浮力驱动式水下航行器的运动进行了仿真研究.仿真算例表明,所建立的仿真模型是正确的,开发的软件具有较强的仿真功能;浮力驱动式航行器螺旋线运动模式的探索与实现,扩大了浮力驱动式水下航行器的应用范围,不仅可作远航程用途使用,而且可作定区域用途使用.     

三关节机器鱼的尾部动力学建模与仿真

机器鱼技术为研究高效、高机动性和低噪声的水下运载器提供了新的思路,是近几年水下机器人领域的研究热点之一.以三关节机器鱼为研究对象,建立了尾部动力学模型,并进行了仿真,由该模型出发对机器鱼的动力学进行了研究,分析了机器鱼速度与频率等的关系.该方法实现的运动仿真与真实的鱼的运动基本一致,速度随着摆动频率的降低而减小,随着相位差的减小而增加,摆幅对速度的影响很大.     

两栖仿生机器鱼Ⅰ的建模及推进机构设计

仿生机器鱼技术为研发高效、高机动性和低噪声的水下运载器提供了一种方法.受两栖动物启发,完成了一种多模态仿生两栖机器鱼I的设计,并成功试制了样机.该两栖机器鱼能巧妙地利用转体机构实现仿鱼和仿海豚游动的结合,实现了二种运动模态的自由切换,其鳍肢/轮桨机构的引入不仅能使机器鱼在地面爬行或仿轮式运动,而且提高了水中运动的机动性.     

载人运载器搭载对接装置缓冲性能优化

针对小型载人运载器水下对接、搭载和投送的任务需求,设计了背驮式小型运载器搭载对接装置.选取对接过程总冲量为目标变量,基于响应面方法和Central Composite Design(中心组合设计)试验设计方法,分别建立了多种对接情况下目标变量碰撞冲量关于初始对接参数的数学模型.利用Adams软件建立虚拟样机并获得试验数据,求解各模型对接冲量最大的情况和对应的对接参数.基于Abaqus有限元软件,引入缓冲杆参数作为设计变量,根据确定的对接参数建立目标函数关于缓冲杆参数的数学模型,最终得到最优的缓冲杆参数,降低了对接过程中运载器对母平台的冲击.     

微小型水下航行器广义S型模糊神经网络控制

为提高微小型水下航行器运动控制的机动性和避障能力,提出一种广义S型模糊神经网络(SFNN)控制方法.采用广义Sigmoid函数作为隶属函数,并推导出基于最小扰动的网络学习方法补偿敏感性.与Gauss型模糊神经网络(FNN)进行比较并以"微龙"号水下航行器为研究对象进行了试验研究.结果表明,采用广义SFNN控制,在没有损失整体控制品质和稳定性的情况下,控制系统响应速度大幅度提高,反应能力增强,从而满足微小型水下航行器的实时控制要求.     

OFDM系统中基于导频的信道估计及其MATLAB仿真

本文介绍了正交频分复用(OFDM)系统中两类常用的信道估计算法:最小二乘(LS)和最小均方误差MMSE).在广义平稳的多径时变瑞利衰落信道模型下,利用MATLAB程序仿真实现了LS、MMSE以及简化的MMSE信道估计,得出了均方误差(MSE)和误符号率(SER)随信噪比(SNR)变化的曲线.仿真结果表明,MMSE算法的效果要优于LS,简化MMSE算法的运算复杂度介于LS和MMSE之间,且估计精度接近MMSE算法.     

最小二乘混沌算法在水位流量关系拟合中的应用

针对水位流量关系曲线拟合问题,将最小二乘法(LS)与混沌算法(CA)相结合,提出了一种适应于曲线拟合的最小二乘混沌算法(LSCA),并与最小二乘算法及遗传算法的拟合结果进行比较。结果表明,最小二乘混沌算法具有简便、快速、实用性强等优点,是一种较为优秀的全局优化方法,适应于非线性关系的参数率定。