基于梯度的扰动时变系统辨识算法及其收敛性

根据工程背景,提炼出了一类时变系统(亦称为广义时变系统或扰动时变系统)的数学描述模型．扰动时变系统是指参数随系统可测扰动量变化的一类时变系统．利用梯度搜索原理,提出了这类时变系统的投影算法、随机梯度和遗忘梯度辨识方法,并应用鞅超收敛定理分析了算法的收敛性．由于提出的随机梯度算法同时还利用了系统扰动量所含的信息,因而可以给出时变参数的一致估计．数字仿真验证了提出方法的有效性．     

宽带移动卫星通信低成本组合姿态确定算法

针对现有低成本微机械惯性器件无法满足宽带移动卫星通信系统在机动状态下天线指向精度的问题,提出了微机械惯性测量单元与闭环跟踪信息相结合的姿态确定算法.该算法在航向上引入闭环跟踪的指向偏差角,经PI控制器反向校正航向陀螺的漂移误差,并利用跟踪指向信息的低频分量和陀螺的高频分量估计航向角.在横滚和俯仰上,首先以改进欧拉角作为状态向量,根据陀螺角速率信息和加速度计的重力场信息分别建立状态方程和测量方程;然后依据航向角速率和俯仰角偏差对载体运动状态进行判别,并在载体机动下调整方差矩阵以依赖陀螺进行姿态估计,克服机动加速度的扰动.实验结果表明,该算法与自适应卡尔曼滤波器相比,在载体机动状态下精度更高,其航向估计精度在±0.8°,倾角在±0.5°内,满足动中通姿态稳定精度要求.     

广义时变系统的最小二乘辨识方法

根据工程背景 ,提出了广义时变参数系统的概念。广义时变系统是指参数随系统可测扰动量变化的一类时变系统 ,即参数是系统可测扰动量函数的时变系统 ,提炼出这类时变系统的数学描述模型。根据最优化技术 ,导出了这类模型的两种辨识方法 ,即最小二乘型算法和随机梯度型算法 ,并应用鞅超收敛定理分析了算法的收敛性。分析表明 :由于该方法同时还利用了系统扰动量所含的信息 ,因而可以给出时变参数的一致估计。数字仿真验证了提出方法用于估计广义时变系统的参数是有效的。     

异步无线传感网络同时定位与跟踪算法

针对异步无线传感网络环境下同时节点定位和目标跟踪问题,提出了一种可以同时进行传感器节点定位和目标跟踪的算法.该算法利用增广状态向量法对目标状态和节点位置进行同时估计,并利用固定点平滑算法对目标状态进行最优估计,实现了异步无线传感网络环境下的目标状态的最优估计以及节点位置的估计.结合节点位置和目标状态的增广状态向量取代了传统目标跟踪算法中的状态向量,在滤波算法中被用于节点位置和目标状态的同时估计.仿真实验证明:在相同的测量次数和通信次数情况下,本算法不但能够取得更高的节点位置估计精度和目标状态估计精度,而且能够取得更多目标状态的估计结果.     

可重复使用运载火箭一子级垂直回收有限时间滑模控制

针对可重复使用运载火箭一子级在垂直回收过程无动力减速段的姿态控制问题,提出一种基于有限时间扩张状态观测器和改进超螺旋算法的积分终端滑模控制方法。首先,基于火箭一子级绕质心运动模型,将含有模型不确定和外部扰动的姿态跟踪控制问题转化为含总扰动的二阶系统有限时间控制问题;其次,采用有限时间扩张状态观测器对系统不可测量状态量和总扰动进行估计,进一步将状态量估计值引入积分终端滑模面,基于总扰动估计值和改进超螺旋算法设计改进超螺旋积分终端滑模控制器;最后,利用Lyapunov理论证明闭环系统有限时间稳定。研究结果表明:该控制方法能够实现可重复使用运载火箭一子级姿态的准确快速跟踪并具有良好的鲁棒性。     

车载动中通稳定技术的研究

介绍几种常用的动中通的稳定方案,并对其进行了比较,对捷联式三轴稳定系统做了详细的分析,包括系统实现的基本原理、姿态更新算法、初试对准以及跟踪校正。为"动中通"伺服系统中稳定系统的设计提供了参考。     

宽带快衰落MIMO信道中高斯插值算法研究

对时变多输入多输出（MIMO）信道的估计和跟踪是实现MIMO系统接收端准确检测、解码等的前提。将低阶高斯插值算法应用于宽带Rayleigh快衰落MIMO信道，对其快速变化实现估计，与采用信道跟踪相比，该方案算法复杂度低，且易于实现。同时对该算法进行了仿真，分析了影响算法性能的主要因素。仿真和分析表明，高斯插值估计算法与单纯的最小二乘相比可以较好地反映快衰落信道的变化，较大地降低系统的估计误差，改善系统的性能。     

基于非线性滤波器的船舶动力定位系统

为使船舶动力定位系统在环境扰动下能够精准有效地进行各项海洋作业,需要对所测得的船舶位置和艏向信息进行滤波估计。文中设计一种非线性滤波器,实现从测量值中分离出高频信号和低频信号,以及去除来自系统噪声和测量噪声的扰动影响,同时对环境扰动风和流分别进行状态滤波,以实现速度和方向的估计跟踪,最后通过仿真试验验证了这种非线性滤波器的状态估计性能,分析结果表明:该滤波器对船舶位姿和环境扰动都具有很好的估计效果。     

一种衰落信道下的OFDM载频同步跟踪算法

提出了一种适合无线衰落信道的正交频分复用(OFDM)系统载频同步跟踪的算法．算法的关键是在发送符号中插入相同的导频序列,利用相邻导频序列的差分相关值的相位来估计载波频率偏差．理论分析和仿真表明,该算法估计范围较小,但估计精度高,适用于载频同步跟踪阶段,可工作于低信噪比条件下。而且在衰落信道下也具有较好的性能．     

基于状态空间模型和LMS算法的非线性电路的参数跟踪

本文提出了一种对慢时变非线性电路系统中的参数进行估计的算法模型.具体做法是首先把要分析的一个时间间隔划分成许多小的时隙,并假设在每个小的时隙晶体管的参数不变.然后采用一阶扰动分析法,得到状态空间模型的表达式,从而估计每个时隙参数的问题就简化为估计最后一个时隙的参数,进一步把最后时隙离散化并对最后时隙的子区间应用梯度搜索算法,就得到在最后时隙一个递归的参数值更新.仿真结果表明,本文提出的算法模型对于慢时变系统中的参数跟踪是比较理想的.     

基于子空间跟踪的线性共轭半盲多用户检测

考虑实际的MC-CDMA上行链路系统,在深入研究基于子空间的MMSE半盲多用户检测算法的基础上,针对原算法引入子空间误差导致检测性能下降的问题,提出MC-CDMA系统下一种基于子空间跟踪的线性共轭MMSE半盲多用户检测算法.将子空间方法和线性共轭的思想相结合,应用新定义的信号子空间设计了基于子空间方法的线性共轭MMSE检测器,采用OPAST子空间算法实现了信号子空间的自适应跟踪.仿真结果表明,与以往的基于子空间的MMSE半盲多用户检测相比,此算法有效地提高了信干噪比,降低了系统的误比特率.     

一种基于PAST盲分离的终极无线电信号检测方法

介绍终极无线电的基本架构和盲源分离的基本思想,提出一种基于投影逼近子空间跟踪(PAST)算法的终极无线电信号检测方法.仿真结果表明:该方法是一种可有效用于终极无线电系统中的信号检测方法,它不仅能够检测到系统中用户信号,而且能够在接收端恢复出用户信号.     

油藏开发生产优化近似扰动梯度升级算法

油藏开发生产优化属于高维系统最优控制问题,求解其真实梯度异常困难。给出一种近似扰动梯度的一般式,证明此近似梯度恒为上山方向,且两种常用的无梯度算法SPSA与En Opt产生的近似梯度分别是该梯度的两种特殊形式;通过引入并优化三角阵进行近似扰动梯度升级,实现其对真实梯度的最优逼近。数值试验结果表明:该升级算法相比标准的SPSA算法优化效率提高了近1倍;在历史拟合基础上使用该算法进行了某实际油藏生产优化,所得注采控制方案降水增油预测效果显著、水驱波及效率明显改善,验证了该算法现场应用的可行性。     

基于阵列天线的改进步长抗干扰算法

在空间电磁对抗环境错综复杂的情形下,所接收的导航信号很容易被干扰,信号极易因被干扰而无法正常接收。针对以上问题,本文基于阵列天线,对抗干扰算法进行了研究,为简化运算,避免求逆问题,提出迭代逼近的方法对权值进行更新。针对固定步长在权值收敛时的局限性,为了改善算法的动态输入范围,提高收敛速度,提出了一种新的变步长的功率倒置算法。该算法以输入信号的瞬时能量值为基础构造步长的更新模型,有效解决了因步长选取不当产生的矛盾问题。仿真实验表明,相比较于固定步长的抗干扰算法,本文所提的变步长算法可以有效提高权值收敛速度,并对干扰形成更深的零陷,具有较好的干扰抑制能力。     

跟踪微分器改进算法的应用分析

为克服传统的跟踪微分器在进入稳态后出现的高频振颤现象,引入了一个新的综合控制函数.利用Matlab/Simulink软件中的S-函数对跟踪微分器进行了建模、封装,通过仿真技术进行了实验分析与研究.数值仿真结果表明,应用新的综合控制函数的跟踪微分器,不但能快速无超调地跟踪输入信号,而且消除了输入信号的微分稳态时的高频振颤...     

Blind Adaptive Multiuser Detection Based on FIAPI Algorithm

Multiuser detection technology is currently one of the effective ways to suppress multiple access interference and near-far effects. Firstly, through selecting a simple compensation matrix, fast improved approximation power iteration(FIAPI) subspace tracking optimization algorithm is proposed. Secondly, for the disadvantage of high computational complexity of Kalman filtering algorithm, Kalman for blind adaptive multiuser detector based on FIAPI subspace tracking algorithm is designed. The simulation experiments show that the convergence and anti-interference ability of the blind adaptive multiuser detector based on FIAPI algorithm is greatly improved, and the average signal-to-interference ratio of the FAPI algorithm is improved by about 0.7 dB, which is higher than the average signal-to-interference ratio of the orthogonal projection approximation subspace tracking(OPAST) algorithm 2 dB or so.     

基于内积矩阵Euv的最小二乘形式矩阵Padé-型逼近

为提高求矩阵Padé-型逼近解的精确度,给出一种求解矩阵Padé-型逼近解的改进算法,即基于矩阵Euv的正交多项式Padé-型逼近算法.另外,当矩阵值幂级数展开式的系数产生微小摄动时,矩阵幂级数的Padé-型逼近解变化往往很大,借助误差公式、内积单位矩阵和最小二乘法构造一种稳定性和精确度均有所提高的最小二乘形式矩阵Padé-型逼近算法.最后,对这两种算法分别给出完整的分子和分母行列式表达式.     

基于发动机激励的车室内有源噪声控制方法

在汽车行驶过程中,发动机激励引起的车腔内噪声由于速度、档位、温度等变化,导致对依赖次级路径建模的传统LMS、BP等噪声主动控制算法不能实现精准控制。而常规的同步扰动随机逼近算法存在需要估计较多的参数、系统收敛速度较慢等缺陷。因此提出改进的同步扰动随机逼近算法应用在由发动机激励产生的车内噪声主动控制系统中,根据某车型实车实验采集相关数据并处理,利用声学仿真软件对多转速多工况下的整车结构-车室空腔声场结构声耦合系统进行发动机激励振动分析。通过仿真可以看出改进后的同步扰动随机逼近算法可以快速稳定地收敛,实现车内噪声的稳定控制。     

基于同步扰动随机逼近的混合萤火虫算法

针对标准萤火虫算法(FA)中存在的种群过早收敛、容易陷入局部最优等不足,提出一种以memetic算法为框架、将同步扰动随机逼近和萤火虫算法相结合的混合算法(FA-SPSA),即首先使用萤火虫算法对种群进行全局寻优,然后使用同步扰动随机逼近算法对选出的部分最优个体进行局部搜索,从而增强萤火虫算法跳出局部最优解的能力。通过6个标准测试函数对FA-SPSA算法的性能进行检验,并与标准萤火虫算法、果蝇算法、改进的果蝇算法等其他4种算法进行比较,结果表明,FA-SPSA算法在寻优精度、收敛速度、鲁棒性等方面的性能总体上优于对比算法。     

一种新的子空间更新算法在DOA估计中的应用

为改进传统算法对突变信号跟踪慢的缺点,提出一种有效的可变遗忘因子的子空间更新算法———逼近特征分解方法.该算法采用可变遗忘因子对阵列输出信号协方差矩阵进行秩-1更新,在该协方差矩阵特征分解的基础上,结合先验信息构造新的代价函数,并利用该代价函数的最小二乘解实现对信号子空间的实时更新.仿真结果表明:新算法的波达方向估计误差仅为原算法的1/5,而对突变信号的跟踪速度达到原算法的5倍,证实该算法的准确性和有效性.