卡尔曼滤波在GPS制导火箭弹中的应用

针对直接采用全球定位系统(GPS)测量弹道误差较大的问题,该文提出应用扩展卡尔曼滤波方法进行弹道测量。采用火箭弹弹道模型和GPS误差模型,建立卡尔曼滤波系统状态模型和以伪距为观测量的系统测量模型,推导并分析了相应的滤波公式,并对GPS动态定位的数据进行滤波。理论分析和仿真结果表明,GPS测量的位置误差和速度误差具有随机性,且误差幅度较大,采用卡尔曼滤波算法后,弹道的位置估计误差和速度估计误差分别降低到观测误差的1/3和1/4左右,而且滤波收敛速度快。     

基于多传感器抗差融合的UKF弹道跟踪算法

弹道跟踪测量过程中,由于环境的复杂性和测量机制自身的问题,测量数据不可避免存在异常值等.传统的加权观测融合估计算法往往直接对来自各个传感器的测量数据进行处理,忽略了数据质量问题对滤波精度的影响.为解决此问题,在加权观测融合算法的基础上引入抗差估计理论,根据观测融合值与融合预测值,计算测量融合残差向量、抗差权重因子和融合观测向量等价协方差阵,实现了异常值的实时分离与修正,解决了融合过程中由于测量数据存在污染导致弹道数据处理精度下降的问题.同时引入平方根滤波思想,避免了常规UKF中误差协方差矩阵非正值引起的滤波散度问题.仿真结果表明该算法估计精度高,计算负担小,能有效地减小测量误差对弹道定轨精度的影响.     

一种基于过程噪声控制的弹道滤波方案

弹道滤波是精确获取弹箭飞行弹道参数的关键技术之一.当采用卡尔曼滤波进行弹道滤波时,系统模型偏差可能导致滤波精度的降低.以某低旋尾翼弹为对象,对此问题进行了研究.提出一个较精确且便于工程应用的扩展质点弹道模型,由此建立了弹箭飞行状态方程;在坐标雷达体制下建立了量测方程;仿真分析了系统模型偏差对弹道滤波性能的影响,并提出一个基于过程噪声控制的弹道滤波方案.仿真结果表明:该方案可有效克服模型偏差的不利影响,弹箭侧偏的估计误差可减小50%以上,且系统计算量增加较少.研究结果可为弹道滤波的工程应用提供一定的参考.     

带不同局部动态模型的时变系统信息融合Kalman估值器

对于带不同局部动态模型和多传感器的的线性离散时变随机控制系统,应用Kalman滤波方法,基于Riccati方程,根据按矩阵加权、按对角阵加权和按标量加权三种最优融合规则．提出了系统公共状态的三种最优加权融合Kalman估值器,可统一处理融合滤波、预报和平滑问题。为计算最优加权,提出计算局部估计误差互协方差公式。它们可用于信号融合滤波。用增广状态方法．将待估信号看成子系统公共状态,提出了信号多传感器信息融合滤波的一种设计方法。     

非定常控制系统状态滤波公式的另一证明

本文应用加权最小二乘法,得到线性非定常控制系统状态滤波公式另一证明.作为特例,同时也得到一组新的卡尔曼滤波公式.     

四向加权最小二乘法相位解缠研究

相位解缠是干涉合成孔径雷达(InSAR)成像的关键步骤之一.首先采用正余弦均值滤波法去除InSAR图像噪声,然后提出一种改进的最小二乘法,即四向加权最小二乘法,应用该算法进行相位解缠实验.实验结果表明, 正余弦均值滤波法不仅对去除噪声非常有效,而且很好的保持了图像边缘信息;四向加权最小二乘法比现有的两向最小二乘法相位解缠更接近真实解缠相位.     

鸭舵控制低旋尾翼弹有控弹道参数设计方法

为了提高鸭式布局制导炮弹的弹道控制性能,该文研究了一种通过匹配弹体稳态转速和攻角摆动频率以形成较大有效升力的有控弹道参数设计方法.给出了稳态转速的近似设计公式,提出一种精度较高的弹道法向诱导速度估算公式,并分析了其主要影响因素.仿真结果表明,采用该方法设计稳态转速与法向诱导速度,可在保持稳定飞行的前提下,有效提高制导炮弹的弹道控制能力,不同气动外形参数方案对应的诱导速度值相差可达25%.研究结果可为该类有控弹箭的弹道参数设计提供参考.     

基于FPU的高速卡尔曼滤波器公式推导法硬件设计

基于卡尔曼滤波器的传统硬件实现方式, 根据滤波模型和矩阵运算, 将滤波公式进行推导和化简, 然后利用“自底向上”的设计思路, 设计滤波公式需要的底层FPU (float point unit), 从而实现整个卡尔曼滤波系统。以这种方法设计的卡尔曼滤波器, 不仅摆脱了传统实现方式对于平台的依赖性, 增加了系统的可移植性和应用范围, 并且滤波速度比传统矩阵运算法有明显提升。对于匀加速滤波模型, 给出公式推导法和矩阵运算法的详细数据对比, 采用该方法设计的卡尔曼滤波器, 滤波精度保持原来的水平, 滤波速度提升为传统矩阵运算法的2.1 倍。     

实时数字滤波技术在火电厂数据监测中的应用研究

对火电厂数据的实时监测是精确分析火电厂运行热经济性、准确的重构机组运行状态的基础。由于噪声干扰不可避免,要想从火电厂运行数据中得到准确的机组和设备信息,需要对实时监测数据进行滤波。而实时滤波算法不能用未来的数据来修正当前数据,与传统滤波算法相比有很大限制。一阶滞后滤波法和加权递推平均滤波法可用于实时滤波,本文详细分析了这两种滤波方法的特点,并应用其对正旋仿真数据和火电厂运行数据进行实时处理。通过分析发现,加权递推平均滤波法在应用于仿真及电厂数据实时滤波时,均取得更好的效果。     

鸭舵控制防空制导炮弹导引方法

为提高防空炮弹的精确打击能力,该文以一类鸭舵控制的防空制导炮弹为对象,根据防空弹药的作战特点,对弹道预测导引法和修正比例导引法的应用进行了研究。基于三自由度有风质点弹道模型,提出了具有良好精度和较快计算速度的弹道预测解析模型及相应的剩余飞行时间估算公式,并分析了不同条件对预测模型精度的影响;根据炮弹当前位置和目标未来点间的位置偏差矢量,推导了修正比例导引的加速度指令。理论分析及仿真结果表明,两种导引方法在一定条件下均具有较好的控制效果;对于不同弹道控制量及不同有效射程,弹道预测导引法适用于防空炮弹的弹道末段,而修正比例导引法则适用于弹道初始段及中段,可满足控制精度和飞行稳定性的要求。     

Partial sum of Dedekind sums

Using the mean square value formula of Dirichlet L-functions with the weight, the distribution property of the partial sum of Dedekind sums is studied. An interesting asymptotic formula is obtained.     

基于加权递推最小二乘法的微硬盘伺服信号滤波

针对微硬盘伺服信号的滤波问题,采用了一种加权递推最小二乘法.该算法使用最小二乘加权时间平均准则取代通常的最小均方误差准则,并利用该准则导出权向量的自适应迭代公式,算法保证在每步迭代运算中权值都能调整到最佳,同时降低了权值调整量对噪声的敏感程度.实验结果表明:该算法滤波效果好、抗噪能力强、稳态收敛精度高和收敛速度快,适用于诸如微硬盘驱动器之类对收敛速度及消噪要求较高的场合.     

用于群体决策的一种统计迭代方法

基于层次分析法对统计性群体决策问题进行了研究,首先建立了群体决策的概率模型;然后按判断矩阵是方阵和三角阵的２种情况,用极大似然法推导出由各个体判断矩阵求群权矢量的几种迭代公式;接着对一个数例,用若干种公式进行了计算比较。     

权重优化在公路路线方案决策中的应用

为了更好地进行公路路线方案决策,提出了一种指标权重优化的方法.利用贝叶斯公式,在各方案下对指标主观权重进行逐个修正,利用最小二乘法建立指标权重的优化模型并给出精确解.以某高速公路路线方案决策为例证明了该方法的有效性.     

一类n维欧氏空间上的广义Radon变换的奇异值分解

对于广义Radon变换,当它限制在带权函数■(x)的平方可积函数空间时,本文具体给出了它的奇异值分解。由此得到了广义Radon变换的近似反演公式,从而推广了Davison和Grünbaum的工作。     

从一维半无限高方势阱的能级过渡到一维无限深方势阱的能级

本文先从定态薛定谔方程求解出一维无限深方势阱的能级公式，再从一维半无限高方势阱的能级图解图导出一维无限深方势阱的能级公式，说明一维无限深方势阱的能级确实是一维半无限高方势阱的能级在特定条件下的极限，最还对一维半无限高方势阱的能级数目进行了讨论，给出了相应的判别公式。     

纵振-方形声源辐射声场的计算

指向性是描述声源的一个很重要的声性能参数.边界自由条件下,方形薄板没有位移解析解,加之纵振换能器在激励方形辐射板时与板有一定的接触面积,不能视为点接触,这增加了计算纵振一方形辐射声源指向性的难度.本文基于对瑞利积分公式的离散,结合有限元数值计算方法,计算了不同激励面积下方板的指向性.结果 表明:激励面积将影响方板表面节...     

一种总体最小二乘算法及在Volterra滤波器中的应用

针对输入输出观测数据均含有噪声的滤波问题，提出了一种鲁棒的总体最小二乘自适应算法．该算法利用滤波器的增广权向量的瑞利商为损失函数，导出了其自适应迭代公式，并利用随机离散学习规律对权向量模的分析进行算法梯度修正，提高了算法的噪声鲁棒性，而且使得算法简单，稳定性好，收敛精度高．将该算法应用于Volterra滤波器，可使滤波器在非线性系统中的信噪比达到10dB，在学习因子为0．01时，算法仍然能够保持良好的收敛性．仿真结果表明，即使在高噪声环境或使用较大学习因子的情况下，该算法的鲁棒抗噪性能和稳态收敛精度均明显高于其他总体最小二乘方法．     

最小二乘配置的QR分解解法

为了解决最小二乘配置解算问题,采用QR分解解法建立了直接解算算法.分析了目前采用的最小二乘配置法解算方法,在讨论了矩阵的QR分解方法的基础上,推导得出了矩阵QR分解与广义逆矩阵的关系,得出了可以直接利用QR分解求解矩阵的最小二乘逆,并推导了应用QR分解求解最小二乘配置的估值计算公式和精度估算公式,最后通过重力异常实例进行了计算,得出矩阵的QR分解用于最小二乘配置解算的正确性和可行性.该成果为最小二乘配置法提供了一种新的解算方法.     

层状半空间弹性参数非线性迭代反演

对层状半空间弹性参数的反演这一具有较强的工程应用价值的问题进行了研究。先通过引入共轭波函数给出了泛函导数的表达式，然后构造一均方误差函娄把反演问题转化为寻求最优解，并通过共轭梯度法导出了非线性迭代公式，最后进行了数值计算。数值计算结果表明，该公式具有较好的收敛性和稳定性。