动态灰预测模型的缓冲适应性建模方法

提升对数据特征的适应能力是预测建模的关键问题之一.本文融合缓冲算子方法与灰色滚动预测模型构建适应性灰预测模型,即BARGM模型.该方法将原始序列拆分为连续的数据片段,利用缓冲算子和数据片段上的反馈信息调整变权系数.并用GM(1,1)的衍生模型对调整后的片段数据进行逐步建模和外推;缓冲适应性模型相对传统建模方法具有两个特点,即改变灰模型响应式形式的单一性、具有较强的智能化拓展能力:案例研究采用我国能源相关的温室气体排放数据进行建模测试与对比,建模结果显示拟合精度和预测精度均有明显提升,印证了缓冲适应性建模方法的有效性.     

用遗传程序设计实现复杂函数的自动建模

采用遗传程序设计的方法实现复杂函数的自动建模，程序中用树的分层结构表示复杂函数，并设计了相应的遗传算子(包括杂交算子和变异算子)以及停机条件。实例测试的结果表明采用遗传程序设计的方法得到的模型比传统的方法得到的模型要好，甚至优于专家设计的一些模型。     

基于单调函数的若干实用强化缓冲算子的构造

在灰色系统缓冲算子公理体系下,构造了2类新强化缓冲算子,并将其与谢氏强化缓冲算子进行比较,论证了谢氏强化缓冲算子为新算子的特例,从而大大地拓广了强化缓冲算子的应用范围.对序列前一部分增长(衰减)速度过快,而后一部分增长(衰减)速度过慢的冲击扰动系统数据序列在建模预测过程中常常出现的定量预测结果与定性分析结论不符的问题,提供了多种解决方案,首次将缓冲算子的构造与函数联系起来,从而为缓冲算子的构造开辟了新方向.     

缓冲算子的光滑性

针对人们对缓冲算子提高建模精度原因的认识误区,提出了缓冲算子光滑性的概念,给出了缓冲算子能否提高序列光滑性的判别条件,分别研究了弱化缓冲算子和强化缓冲算子的光滑特性,并以实例加以验证.结果表明,弱化缓冲算子一定可以提高序列光滑性;而强化缓冲算子却在降低序列光滑性的同时提高了预测精度.提高序列的光滑性和消除冲击扰动因素的影响是提高灰建模精度的两个不同方面,对于稳定系统,序列光滑性是影响建模精度的主要因素,而对于冲击扰动系统,影响建模精度的主要因素是系统的冲击扰动.     

新的强化缓冲算子的构造及其应用

在灰色系统理论缓冲算子公理体系下,基于时间序列的平均发展速度构造了一类新的强化缓冲算子,并研究其一些特性和内在联系,有效解决了冲击扰动数据序列在建模预测过程中经常出现的定量预测结果与定性分析结论不符的问题,实例分析结果表明该算子的有效性和实用性.     

基于新弱化算子的GM(1,1)建模精度分析

改进数据序列的光滑度是提高GM(1, 1)预测精度的有效方式之一.在对现有弱化缓冲算子深入分析的基础上,根据缓冲算子公理以及新信息优先利用原理,构建了一类新的弱化缓冲算子, 同时从理论上给予了证明,有效地解决了冲击扰动数据序列在建模预测中常常出现的定量预测结果与定性分析结论不符的问题.数值分析验证了这类新弱化算子的有效性.     

分段逆回归与神经网络组合建模方法

通过将人工神经网络技术和分段逆回归技术相结合，提出一种针对多因素非线性时间序列数据的预测建模方法。这种方法在保证原有函数形式不变的前提下，简化了输入变量，缩小了神经网络的规模，增强了模型的泛化能力。同时利用此方法建立北京市就业人口需求总量的预测模型，证实该方法的预测效果，并且为该方法运用于实际预测建模提供参考。     

基于最小二乘支持向量机的非线性系统建模

探讨了利用支持向量机进行非线性系统建模的方法。首先,利用相空间重构,将非线性时间数据序列映射到高维空间,以便把时间序列中蕴藏的信息充分显露出来。其次,基于最小二乘支持向量机(RLS-SVM)对系统进行建模,仿真结果表明,支持向量机具有良好的非线性建模能力和泛化能力,原始时间数据序列和重建时间数据序列相似,说明提出的算法能够有效的对非线性动态系统的时间序列进行建模。     

递减序列的灰色建模方法

灰色模型的建模思想是通过灰色生成或序列算子的作用弱化系统的随机性,利用离散的生成序列建立连续或离散的动态微分方程,其中GM(1,1)模型是其核心模型。针对递减序列的建模问题,本文给出了两种模型模拟方法,一种是基于简单均值生成的GOM(1,1)模型,一种是基于反向始点零化的GM(1,1)模型,后一种模型还利用平移量考虑了模型模拟精度,并证明了模型的模拟序列没有放大还原误差。两种模型建模方法的共同点是实现了递减序列的同向模拟,消除了GM(1,1)模型拟合递减序列时,由于其累加生成是递增序列而出现异向拟合的不合理建模误差,最后算例也说明了该建模方法的可操作性和有效性。     

基于能量算子的三维空间实体LOD建模方法

为解决当前多层次细节(LOD)建模方法没有将简化和细分相统一,而造成细节层次模型特征表现不够丰富问题.将能量算子用于三维空间实体模型简化与细分,提出了基于能量算子的三维空间实体LOD建模方法.该方法主要包括3个步骤:模型能量算子计算、基于能量算子的模型简化和细分.实验表明,该方法能够生成细节层次较为丰富的模型,并具有良...     

单滑块变质心非对称再入飞行器建模及控制

针对单个滑块控制的非对称再入飞行器,采用“隔离法”的建模思路,将滑块和外部壳体分别作为研究对象,建立了非对称再入飞行器七自由度非线性动力学模型。在此基础上,对单滑块控制的非对称再入飞行器的动力学特性进行了详细的分析,提出了滚转控制方案。在对非线性模型进行合理简化的基础上推导了传递函数,并采用标准系数法对控制系统参数进行了设计。最后,通过数学仿真结果验证了动力学模型的准确性和控制方案的可行性。     

混合自回归滑动平均模型———MARMA

提出一类新的用于非线性时间序列建模的混合自回归滑动平均模型(Mixture autoregressive movingaverage model简记MARMA).该模型条件分布富于变化的特点使得它能够描述非对称、多峰、以及条件异方差等非Gauss特征.研究得到了MARMA模型的平稳性条件和自相关函数.利用BIC(Bayes informationcriterion)准则来选择模型.运用EM(expectation maximization)算法估计模型的参数.将MARMA模型应用于一组金融数据,并和其它模型做比较.结果表明MARMA模型能够更准确地描述该数据的特征.     

机载雷达训练模拟器PPI显示的建模仿真

针对机载雷达PPI显示进行了建模仿真研究,机载雷达PPI主要显示目标、杂波、自检画面、扇区、电子地图、海岸线和各种战术或地面标志符号等。采用VC++语言开发,模块化设计,通过建模仿真,解决了机载雷达模拟器PPI显示实现中的四个难点:自检画面显示、扇区设置、运动目标显示和杂波显示,最终仿真结果证明所建模型拟合度好,能为雷达操作员提供逼真的PPI显示画面,可以达到或接近实战中才能得到的训练效果。     

目标跟踪与碰撞自主体运动仿真建模

提出了基于目标跟踪和碰撞为目的自主运动控制模型，即相对运动物体探测定位、运动特征离散差分表示、运动轨迹预测、碰撞运动策略控制、动态探测视角调整等建模思想，这些思想在跟踪拍照、跟踪摄影、飞行物碰撞等控制研究方面具有重要意义。     

基于反正切函数权值累加生成的DGM(1,1)_(atan)模型及其应用

传统DGM(1,1)模型的累加生成算子没有考虑数据振荡对数据序列发展趋势的影响,模型预测结果往往呈现齐次指数增长的趋势.该局限性使得DGM(1,1)模型不适用于本身存在随机振动特征的序列分析与预测.针对这一问题,本文提出基于原始数据均值像序列的随机波动特征分析方法,设计出均值像反正切函数变权形式的累加生成算子;在此基础上建立了基于均值像反正切函数变权累加的DGM(1,1)atan模型,该模型综合考虑了数据的整体增长趋势与局部波动特征;最后,将模型应用于海域水质监测的数据分析与预测,预测结果验证了模型的有效性及实用性.     

含时变时滞函数的GM(1,1|τ_i)模型及其应用

针对带有时滞效应的小样本数据序列的预测建模问题,现有模型通常假设时滞期为固定值,忽略了时滞值动态变化对模型效果的影响.为了克服这一局限性,本文考虑系统时滞的动态变化效应,将GM(1,1|τ,r)模型的静态时滞参数推广为时变时滞函数,设计出非整数时滞取值区间对应的时变时滞参数表达式.提出以灰关联理论为基础的时变时滞函数的参数优化方法,推导出GM(1,1|τ_i)模型参数估计值以及预测序列的时间响应式.该方法不仅提高了模型对所分析序列的拟合度,还可充分利用时滞参数函数的数学性质,进一步研究时滞因素对系统发展趋势的影响.最后,将GM(1,1|τ_i)模型应用于福建省全省沿海港口货物吞吐量预测,并将建模预测结果与经典的GM(1,1)模型和GM(1,1,τ)模型进行比较.结果表明当原始序列具有时滞效应时,GM(1,1|τ_i)模型具有更高的建模精度,能够反映出更为复杂的系统时滞变化情况,扩展了含时滞参数灰色预测模型的适用范围.     

多视角SAR图像的静态建模与显示仿真

针对SAR图像对于目标姿态角的高度敏感性问题,提出一种多视角SAR图像的静态建模方法,该方法将来自多个视角的图像集成到一个综合的数据结构中,并且进行重新排列组织,使该数据结构与目标散射中心有关而与角度无关。探讨了这种静态建模方法的原理、建模过程,分析了静态模型在SAR图像显示方面的优势。与传统的角度图像集合相比,这种建模方法在显示和分类方面都有其优越性。     

三通道SAR-GMTI地面快速目标检测

地面运动目标速度较大时,会产生距离徙动,在图像域出现严重散焦,不易检测;同时存在PRF模糊现象,其多普勒频谱会发生折叠,不易正确定位。针对上述问题,提出了基于机载三通道SAR-GMTI的地面快速目标检测、定位与成像方法。首先,在距离压缩后的数据域进行相位中心偏置天线(displaced phase center anten-na,DPCA)杂波抑制,组合运用Canny算子、Ratio算子和Hough变换提取快速目标运动轨迹。然后,采用基于解PRF后的二阶Keystone变换方法完成目标的成像、检测及运动参数估计。最后,将快速目标融合到标有慢速运动目标的清晰SAR图像中。外场实测结果验证了该方法的有效性和准确性。     

雷达目标散射中心正向自动化建模方法研究与实现

为进一步优化散射中心参数化模型建模方法, 本文从目标的几何模型出发, 对复杂目标结构按几何面进行分区编号后, 进行散射中心模型的正向自动化建模。自动化方法主要实现了模型长度、位置等参数的自动推算。该方法实现了对目标散射来源、散射机理和散射中心模型参数的全自动判定, 提高了建模效率。首先对几何模型部件分解, 然后采用射线追踪与分集技术, 将目标散射场依照精度要求简化为部分射线贡献叠加, 并研究了散射中心模型参数的自动推算。最后本文计算了一系列散射中心参数化模型, 并与可靠数据对比, 验证了本文自动化建模方法的有效性。