一种基于扩展Kalman滤波器的神经网络学习算法

为了解决前馈神经网络BP算法在处理非线性对象时，收敛速度慢，易陷入局部极值，需调节参数多等的缺陷，提出将扩展卡尔曼滤波(EKF)算法引入神经网络的学习中．把前馈网络的所有权值、阈值作为EKF算法的状态，网络输出作为EKF的观测．同时为了防止滤波发散，对算法做了改进．仿真结果表明，该算法比BP算法在收敛速度、抗噪能力方面都有明显提高，同时还保证了一定的泛化能力．     

基于分层遗传算法的BP神经网络学习算法

针对BP算法局部搜索能力强,而分层遗传算法全局搜索优势突出的特点,结合二者优势构造了一种分层遗传算法与BP算法相结合的前馈神经网络学习算法．将分层遗传算法引入到前馈神经网络权值和阈值的早期训练中,再用BP算法对前期训练所得性能较优的网络权值、阈值进行二次训练得到最终结果．仿真结果表明,该混合学习算法能够较快地收敛到全局最优解,优于BP算法、分层遗传算法,具有一定的实用价值．     

基于遗传算法的进化神经网络

提出了一种基于遗传算法的前馈神经网络的自动化设计方法 (genetic m ultilayer neural network,GMNN ) ,用以同时完成对网络结构空间和权值空间的搜索。该算法利用模拟退火算法、 BP算法和小生境技术来加快算法的收敛速度 ,改善解的性能。初步实验结果表明 ,该方法的收敛速度较快 ,由此得到的神经网络的泛化能力也较好 ,能够达到根据训练样本自动优化设计多层前馈式神经网络的目的。     

基于权值函数神经元的BP网络研究

研究了一种神经元模型,在该模型中将参数可调的激励函数往前移到权值上,即把权值变为参数可调的函数,这些权值函数的累加和作为神经元的输出.将此类神经元称为权值函数神经元,根据BP算法给出了由其构成的前馈神经网络的学习算法.仿真实验对比结果表明,在给定的误差精度要求下,基于权值函数神经元的BP神经网络每次训练都能收敛,且平均迭代步数较少,其收敛速度要优于传统BP网络,具有较好的研究应用价值.     

基于BP神经网络的压力传感器非线性校正方法

采用BP多层前馈神经网络及其改进算法对传感器特性进行补偿，有效地改善了BP传统算法收敛慢、容易收敛到局部最小点的缺陷，并编制了训练程序．结果表明，经BP改进算法处理后，传感器性能大幅度改善，网络的收敛速度更快，精度更高．     

LM算法在神经网络语音识别中的应用

输入语音信号中声音的特征提取和分类识别可以通过多层前馈神经网络大量学习实现,但基于误差反向传播的前馈神经网络(BP神经网络)标准算法收敛速度慢,在训练中效率不高。采用一种快速稳定的Levenberg-Marquardt算法进行语音识别,通过对语音信号的预处理、特征提取和网络结果优化,建立了网络训练样本集,用MATLAB进行了仿真,仿真结果表明,该算法优于传统的BP算法,具有更好的收敛性。     

小波神经网络在人脸识别中的应用

人脸识别是一个涉及生理学、心理学、图像处理、计算机视觉、模式识别和数学等多个学科的前沿课题。小波神经网络是在小波分析研究获得突破的基础上提出的一种前馈性网络,避免了BP网络等结构设计上的盲目性,网络训练过程从根本上避免了局部最优等非线性优化问题,有较强的函数学习能力和推广能力。基于小波神经网络,文中提出了一种新的人脸识别算法。该算法利用小波多分辨特性和神经网络的鲁棒性和记忆性,同时结合了加速网络收敛速度的小波神经网络步长调整算法。实验证明该算法有高的检测率和有效性。     

改进的BP神经网络在故障诊断中的应用

针对传统BP算法存在的收敛速度缓慢和易陷入局部极小值的固有缺陷,提出用具有全局搜索能力的模拟退火算法优化BP神经网络,避免陷入局部极小值,提高网络的稳定性;引入Powell算法优化模拟退火算法,加快网络的收敛速度.最后,以齿轮箱故障诊断为例进行仿真试验,结果表明改进后的BP神经网络比传统BP神经网络的训练收敛速度快、精...     

基于遗传优化的BP神经网络水泥强度预测

为了提高BP神经网络预测模型对水泥强度值的预测精度,通过结合BP神经网络与遗传算法各自的优势,提出一种采用遗传算法优化的BP神经网络的水泥强度预测算法.利用遗传算法具有的全局优化搜索能力优化BP神经网络的各层节点连接权值与阈值,训练BP神经网络预测模型以求得最优解,并将训练以外的样本数据用于模型的有效性验证.仿真结果表明,该算法对水泥强度值预测具有较高的预测精度,同时可缩短网络收敛时间.     

基于前向神经网络的多新息随机梯度辨识算法

为了提高动态系统的辨识精度,提出一种基于前馈神经网络的多新息随机梯度辨识算法,它通过动态调整网络权值来提高网络在线辨识性能.由于多新息随机梯度辨识算法利用了系统的当前数据和历史数据,对动态辨识,特别是对具有纯时间延迟动态系统的辨识,较传统的BP算法在辨识精度和收敛速度方面具有更好的效果.仿真结果表明该算法的有效性.     

基于平方根UKF的水下纯方位目标跟踪

为了避免被动跟踪中非线性性带来的计算复杂化及跟踪精度的下降,该文将平方根无迹卡尔曼滤波(SR-UKF)算法应用到水下仅测角目标跟踪.利用协方差平方根代替协方差参加递推运算,解决了标准无迹卡尔曼滤波(UKF)算法中由于计算误差和噪声等因素有可能引起误差协方差矩阵负定而导致滤波结果发散的问题,保证了滤波算法的数值稳定性,提高了跟踪的精度和可靠性.仿真结果表明,SR-UKF非线性滤波算法应用于水下仅测角目标跟踪系统是有效的,而且滤波精度、稳定性和收敛时间明显优于扩展卡尔曼滤波(EKF)和标准UKF算法.     

基于3种训练神经网络方法解决异或问题的研究

分别运用误差反向传播(error back propagation)算法、扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter)和数值积分卡尔曼滤波(cubature kalman filter)算法对多层神经网络模型进行逐次状态估计,并将其用于解决异或的分类问题。从仿真实验结果来看,利用BP,EKF和CKF算法训练的神经网络的输出信号的均方误差曲线的收敛速度依次加快,这使得神经网络的实际输出值越来越逼近其期望输出值,同时针对异或问题3种算法都得到了良好的分类结果.     

一种SINS/GPS紧组合导航系统的改进自适应扩展卡尔曼滤波算法

针对自适应扩展卡尔曼滤波算法中系统噪声协方差矩阵与量测噪声协方差矩阵不能同时被估计的问题,提出了一种改进的自适应扩展卡尔曼滤波算法.该算法基于残差,主要对滤波算法中的自适应估计器进行改进,改进后可以实时估计系统噪声.基于该算法,设计了新的滤波器并应用在SINS/GPS紧组合导航系统上,可随着系统中噪声的变化而自动地调节协方差矩阵.最后,分别用扩展卡尔曼滤波和改进的自适应扩展卡尔曼滤波对SINS/GPS紧组合模型进行仿真,结果表明改进的自适应的扩展卡尔曼滤波比扩展卡尔曼滤波的定位误差与测速误差更小,滤波的稳定性更好.      

基于平方根UKF的机载单站无源定位算法

介绍了基于多普勒频率变化率和波达角变化率的机载单站无源定位原理,并引入一种新的基于平方根（uKF）算法．通过仿真与扩展卡尔曼滤波（EKF）和不敏卡尔曼滤波（UKF）算法进行了比较．结果表明,新算法比EKF算法精度高,与UKF算法相比,新算法的方根形式增加了数字稳定性和状态协方差的半正定性,同时具有更快的收敛速度．     

Optimal Nonlinear Filter for INS Alignment

IntroductionKalman filtering(KF) is a popular tool for solvingestimation problems,but its optimality heavilydepends on the model linearity.Although KF canbe extended to extended Kalman filtering(EKF)for nonlinear systems,its performance relies onand is limited by the model linearization. Forhighly nonlinear systems,linearization may causevery large model errors that may even result indivergence of the filtering process. Despite themany papers on nonlinear filtering theory,theimplementation…     

UKF在车辆组合定位技术中的应用

用一种新型的无迹卡尔曼滤波算法(UKF)代替传统的扩展卡尔曼滤波算法(EKF),对GPS/DR组合定位系统进行信息融合滤波。通过计算机仿真和分析后,结果表明无迹卡尔曼滤波算法UKF的滤波定位精度明显高于扩展卡尔曼滤波器EKF,而且UKF对由于系统非线性所引起的滤波误差有很好的抑制作用,因此UKF算法对于要求高精度、低成本和高可靠性的GPS/DR组合定位系统来说是一种值得推广的滤波算法,具有一定的应用价值。     

一种限定记忆的自适应扩展Kalman滤波器

为解决扩展卡尔曼滤波器(EKF)鲁棒性差,且无法实时精确跟踪系统突变状态的问题,研究一种基于限定记忆滤波的自适应EKF算法。算法将EKF与限定记忆滤波器相融合,减小旧量测数据对滤波效果的影响,提高估计精度;引入自适应因子与渐消因子,通过实时调节新旧滤波增益阵以及预测状态值,精确地跟踪系统突变状态。仿真实例表明,强跟踪算法与经典EKF算法相比,自适应EKF算法鲁棒性好,滤波精度高,能够有效地跟踪系统突变状态。     

基于平方根UKF的伪卫星动态跟踪定位算法

为了解决传统Kalman滤波在处理非线性系统时的局限性,以及扩展Kalman滤波（EKF）在处理强非线性系统时发散性和精度较差的问题,结合动态导航系统中的目标跟踪定位问题,在不敏Kalman滤波（UKF）算法的基础上,提出了一种基于平方根UKF的动态跟踪定位算法,在递推运算过程中采用协方差矩阵的平方根代替传统算法计算过程中的协方差矩阵。MATLAB仿真结果表明,平方根UKF算法的精度比EKF提升了54.7%,比UKF提升了14.8%。所提出的算法解决了Kalman处理非线性系统的局限性以及传统EKF和UKF算法精度不高的问题,为伪卫星系统的高精度定位研究提供了有力支撑。     

一种用于模式分类的多层感知机模型和学习算法

将Kalman滤波算法与BP算法相结合，提出一种用于模式分类的多层感知机模型和学习算法，并对计算实例进行了计算机模拟实验．实验结果表明，这种算法适用于非线性模式分类，且具有较快的收敛速度.     

基于改进扩展卡尔曼滤波的爬架运行安全姿态估计

为了实时准确的获取爬架运行时的姿态信息,提出了一种基于改进Sage-Husa扩展卡尔曼滤波算法（ISHEKF）的爬架姿态估计方法。首先建立了爬架姿态估计模型,然后在扩展卡尔曼滤波（EKF）对传感器进行融合滤波时,加入Sage-Husa扩展卡尔曼算法（SHEKF）对时变噪声进行调节,再以协方差匹配技术对Sage-Husa进行滤波发散判定,通过在调节因子中引入爬架实时运动速度,改进滤波发散判定依据,从而满足爬架运行时高精度的滤波要求。实验结果表明：静态实验中以横滚角为例,ISHEKF的最大误差较SHEKF减少了21.9%,较EKF最大误差减少了70.8%;动态实验中ISHEKF表现出更好的稳定性和滤波精度,能够准确反映爬架运行的状态变化。