最小顶点覆盖问题的DNA分子算法

最小顶点覆盖问题是找给定图G中覆盖每条边的最小顶点子集,这个问题即是一个著名的NP 完全问题。给出了基于分子生物技术的图的顶点覆盖问题的DNA算法。算法的关键是数学问题到DNA链的映射,对图中的顶点进行恰当的编码,以便于使用常规的生物操作及生物酶完成解的产生及最终解的分离。依据分子生物学的实验方法,提出的算法是有效和可行的。最后指出了该算法的优点、存在问题及下一步的研究方向。     

利用几何图形构造不含小环的LDPC码

对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的Tanner图和几何图形之间的关系进行分析后,提出了一种规则的(3,k)LDPC码的构造方法,该方法基于三维点阵实现。通过在一个三维的点阵中构造线,并合理地选择斜率来消除点阵中的三角形结构,从而使得所造的码的圈长为8,三维点阵高度的选择通过一个搜索算法实现,该方法简单有效。在AWGN信道上进行仿真,结果表明利用提出的构造方法所构造的LDPC码具有良好的性能。     

图形组态仿真软件系统分隔与模块排序算法研究

介绍了图形组态仿真软件系统分隔与模块排序算法,提出了基于邻接矩阵树搜索的系统分隔算法,这种算法易于编程实现,对于存在环路的仿真系统,不但可以迅速找到环路,还可以记录下环路内部各模块的输入/输出关系.对于模块排序给出了两种算法,一种是根据模块未知输入个数排序的算法,一种是根据各模块与输入模块距离大小排序的算法.根据模块距输入模块距离排序的算法只需要从每个输入模块对仿真系统进行遍历,不需要关注该模块的位置输入个数,因此算法相对要简单.这两种算法确定的模块计算顺序不一定相同.最后通过对一个图形组态仿真系统实例的分析验证了算法的合理性.     

机器人系统的图形仿真

本文中我们按照面向对象的方法定义了一种通用的数据结构，用来描述机器人及其环境；给出了图形消隐算法和碰撞检测算法，实现了机器人的三维动画显示；完成了机器人示教仿真和典型任务仿真的功能。以上功能在单机器人系统和双机器人系统中均得到了实现，并且能奶容易地推广到多机器人系统。我们将根据自己的经验就机器人图形仿真的主要方面作一个较完整的介绍。     

基于动态局部颜色直方图的图像检索

利用了Mean shift聚类方法对图像进行不规则的划分,在此基础上定义了一种动态局部直方图,设计了一个能同时表征图像颜色和位置信息的统计量,并且给出了计算图像相似度的方法.该算法既改进了以往局部直方图利用图像位置信息的检索方法的不足,而且保留了全局直方图方法具有的旋转不变性和缩放不变性.实验结果表明,在准确引入了图像的空间位置信息后,较大的提高了图像检索的精度,检索结果中不再出现和示例图像颜色成分相似而空间分布不同的图像,实验结果较好的验证了算法的有效性和稳健性.     

一种基于遗传算法的最优空间布置方法

空间布置问题是工业生产中的瓶颈问题,因为存在太多的可能组合,容易陷入局部最小解。本文提出一种在空间布置问题中基于遗传算法把空间位置进行编码并通过遗传操作算子进行重定位和改变有限旋转方向策略的全局搜索方法。种群中每一个个体是一种有效的空间分配方案,在遗传算法进化过程中为减少计算时间,提高空间利用率,采用了多种启发式信息如原点策略、边策略、避免重复定位点策略和无悬挂策略等来加速收敛到全局最优解。最后,仿真例子说明了所提方法是工业应用中一种可选方案。     

基于空间连通性的快速曲面重建算法

为提高用标准移动立体法进行等值面提取的速度,提出了一种改进算法。算法利用体元的空间连通关系,实现只访问和处理那些与等值面相交的体元;采用缓存技术记录已处理过体元的顶点信息,避免了重复计算,从而提高了重建的效率。文中还给出了接近于最佳搜索七一近邻速度的空间分块方法,大大提高了散乱数据点的处理效率。应用实例说明,算法的效果良好。     

基于空间模糊化表示的图形相似性测度

根据人的视觉感知的模糊性,提出了一种新的图形相似性测度的计算方法。首先将图形在空间上进行模糊化处理,将一个确定的图形模糊化为二维平面上的一个模糊子集,将两个图形间的相似性测度问题转化为图形元素在图形模糊集中的隶属度问题,从而可以定量地表示相似性的程度。最后给出了用模糊相似性测度实现图像检索的例子。实验表明,该测度算法的结果和人的主观感受是基本一致的。     

LIC纹理的GPU生成及边缘检测后优化处理

对基于GPU GLSL的LIC算法实现的完整框架进行了明确、详细描述,提出了矢量场--纹理颜色分区映射的方法,充分利用顶点处理器和GPU顶点颜色插值的优势,将离散计算矢量场转换为连续的纹理数据场,并给出了LIC算法实现的相关核心片元程序,对基于GPU的LIC与传统方法的性能进行了对比;提出了基于GPU的边缘检测的LIC纹理后优化处理方法,采用冷暖光照模型进行处理,取得了较好的可视化效果.     

基于熵的图像空间特征提取及检索方法

针对图像颜色的空间分布特征,提出了一种新的基于熵的表示方法。该算法采用空间分布熵来描述颜色的空间特征,具有旋转、平移、尺度等不变特性。结合人类的视觉特征及熵的特性,进一步提出利用加权空间分布熵来优化和改进颜色空间分布特征的提取算法。结合图像颜色直方图,给出了两种图像间的相似性度量方法。仿真实验证明,该算法在进行图像检索时具有更好的检索效果。     

基于天基空间目标监视系统的定轨技术研究

天基空间目标监视系统是进行空间目标监视与跟踪的重要发展方向,通过对美国即将运行的空间目标监视跟踪系统(SBSS)的分析,按照其设计思想和运行环境,仿真实现了SBSS对空间目标的定轨功能.设计了SBSS系统覆盖区域的简易算法,可以快速准确判断目标的可观测区域,为星座设计提供必要的支持.针对星上计算机能力有限的特点,提出了基于拉格朗日5点法求状态转移矩阵的定轨算法.仿真试验证明,SBSS系统对空间目标的覆盖区域比地基监视系统显著增加,同时,改进的定轨算法可显著缩短定轨时间、提高定轨精度,其中低轨道空间目标定轨误差10米,高轨道空间目标定轨误差500米左右.     

MINLP问题全局优化算法的研究

提出了一种求解混合整数非线性规划MINLP问题的混合优化算法GASimplex，由遗传算法模块GAsolver和单纯形算法模块SimplexSolver两部分组成。该算法首先确定MINLP模型的整数变量和复杂变量，使得固定这些变量后可以将原问题转化为一线性规划子问题，在此基础上应用GASolver实现对整数变量和复杂变量的优化，而其适应函数则可以通过求解编码对应的线性规划子问题SimplexSolver来得到。这样，一方面由于在遗传算法中引入了局部搜索过程，极大增加了GASimplex整体收敛速度，而且对于非凸的MINLP问题，可以在理论上保证得到解的全局最优性；另一方面，模型约束条件是通过SimplexSolver求解得到，故约束条件的存在—般不会增加遗传算法处理的复杂度，可有效的处理约束的MINLP问题。通过对一MINLP模型仿真分析，证明该算法不仅具有很决的收敛速度，而且能得到全局的次最优解，更适合处理一类复杂的MINLP问题。     

网络控制系统中自适应DMC算法的仿真研究

针对网络控制系统(NCS)提出了自适应动态矩阵控制(DMC)算法。其基本思想是使用一个离散的延迟模型来预测对象的未来输出。给出了算法的推导过程和估计网络引入延迟的方法,基于TrueTime工具箱对比了不同网络条件下自适应DMC算法和传统DMC算法的性能。仿真结果表明自适应DMC算法能够适应网络条件的变化,为NCS提供更好的控制品质。     

GPS信号空时处理后码跟踪误差的补偿方法

全球卫星定位系统（global position system, GPS）接收机使用空时自适应处理能够增益信号并抑制干扰,但空时自适应处理结构影响GPS信号的定位精度。首先推导空时自适应处理后,GPS信号与参考信号的相关波形,分析了空时处理对码跟踪的影响。然后在码跟踪过程中改进本地参考信号以补偿相关波形的误差,减少空时自适应处理后的码跟踪精度损失。仿真和实测结果验证了算法的有效性。     

空时编码阵波束域超分辨角度估计方法

空时编码阵(space time coding array,STCA)雷达通过在相邻阵元间引入时间延迟,在发射单一波形的条件下可实现全向空域的有效覆盖,工程上易于实现。针对STCA雷达体制,提出了一种基于发射维空间自由度的波束域超分辨角度估计方法。通过分析STCA多维模糊函数,设计了接收端的角度时间二维匹配滤波器,因而在接收端等效形成发射多波束,获得发射维空间自由度,进而设计相应的波束域搜索导向矢量,基于波束域多重信号分类 (multiple signal classification, MUSIC)算法实现了STCA等效发射端的超分辨角度估计。仿真结果验证所提方法的有效性。     

一种用于维修仿真的虚拟人行走规划方法

提出了一种基于自由空间法和环境离散化表示的虚拟人行走规划方法。该方法首先将虚拟环境离散化成为环境图;然后,用启发式A搜索算法获取从初始位置到目标位置的最优路径,引导虚拟人对环境进行漫游;最后,设计实现了一个典型工作环境下的仿真演示实例,仿真和试验结果表明了所提算法的可行性与实用性。     

最小二乘支持向量机的预优共轭梯度法

针对Suyken等人提出的最小二乘支持向量机的共轭梯度法在输入样本的个数较大时,需要求解高阶线性方程组这一缺陷,提出了一种新算法。该算法利用分块矩阵的思想将该高阶线性方程组系数矩阵降阶,为了提高收敛速度,克服数值的不稳定性,采用条件预优共轭梯度法求解低阶的线性方程组。通过仿真试验证明用本文方法训练最小二乘支持向量机比共轭梯度法的训练速度提高了将近一倍。     

Capacity analysis of high-rank line-of-sight MIMO channels

Matrix perturbation theory is utilized to investigate high-rank line of sight multiple input multiple output channels in a microwave relay system. The upper and lower bounds of channel capacity are derived based on space time block codes technique and singular values decomposition. A useful constraint for designing LOS MIMO channels is developed by the use of the condition number of the MIMO channel matrix. The theoretical analysis of channel capacity is confirmed by the simulation. The results show that the proposed method is able to give a physical explanation of the high-rank LOS MIMO channel matrix characteristics.     

基于蚁群算法的水下潜器三维空间路径规划

路径规划是水下潜器智能控制的关键技术之一,其任务是在已知障碍物的环境中按照某一最优指标寻找一条从起始点到目标点的无碰路径。使用蚁群算法对水下潜器三维空间路径规划问题进行了研究,以ACS算法为基础设计了路径优化搜索算法,详细讨论了信息素表示方法、路径点选取原则、启发式函数设计和信息素更新规则,给出了算法的具体流程,仿真实验结果表明,该算法能够方便有效的实现三维空间中的路径规划。     

高阶非线性控制系统相平面的图解实现

非线性控制系统在实际中的存在非常普遍，分析方法有多种。而非线性系统的相平面法既能提供稳态性能信息，又能提供时问响应信息，因而被广泛使用，但相平面法只限于一阶、二阶线性系统的分析。为得到高阶非线性系统的相平面，借助状态空间法，提出一种利用图解方法实现高阶非线性系统相轨迹的作图方法。数值仿真结果表明该算法与解析法相比具有良好的动静态性能、高的控制精度和较强的适应性，同时结果说明了该方法的有效性，算法具有计算简单、易于实现的特点。