雷达特定辐射源识别的直观系统模型

利用Yoyos系统与随机微分几何,对特定辐射源识别问题进行系统建模及数学分析,建立了一种有意义的几何学描述。通过上述模型及分析,指出辐射源个体所辐射信号的瞬时参数中包含具有内蕴性质的指纹特征信息,且由产生信号的辐射源个体的系统低维状态流形决定。提出了一种雷达辐射源指纹特征信息的有效性判据和信号内蕴指纹特征参数。最后通过外场实验数据验证了本文所提出模型及特征的正确性和有效性。     

基于纹理上下文的遥感图像目标识别

基于统计流形理论并结合形状上下文思想,提出了能够描述图像纹理目标的纹理上下文特征,进而实现对遥感图像纹理目标的识别。首先将图像的灰度概率密度函数看作统计流形上的点,用所得到的图像统计流形模型来描述图像的纹理上下文特征;然后使用Fisher信息距离来度量流形上点之间的相似度,并利用匈牙利算法来匹配纹理上下文特征;最后通过计算匹配距离来实现不同图像目标的相似性度量。实验表明,与经典的灰度共生矩阵、局部二值模式和统计流形算法相比,对于具有纹理特征的遥感图像,该方法具有更高的识别率且具有普适性和稳健性。     

STABILIZATION OF NONLINEAR SYSTEMS WITH HOMOGENEOUS STABILITY

1.IntroductionTheconceptsofrelativedegreeandzerodynamicshavebeenproposedbyByrnes,Isidoriandotherstotreatlocalfeedbackstabilizationproblemofnonlinearcolltrolsystems.Oneofthekeypointsforthismethodistousecelltermanifoldtheory.[1]wasoneoftheearliestworksusingcentermanifoldtechniqueinthisarea.Firstofall,wewilldescribethecentermanifoldmethodthroughanexampletoshowhowthecentermanifoldmethodcanbeusedtosolvethestabilizationproblem.Forconvenience,wecitesomebasicresultsfrom[2].Theorem1.1Considerasystemw…     

基于相异度核空间的支持向量机算法

提出基于相异度核空间的混合流形学习与支持向量机(SVMs)算法用于解决高维数据分类问题. 该算法使用SVMs对流形学习降维后的低维嵌入做分类.通过加常数方法构造了衡量数据点相异度的特征空间. 证明了该特征空间不仅能够衡量数据点之间的相异度,还满足Mercer条件对于支持向量机分类核空间的半正定性的要求. 在仿真实验中,采用UCI机器学习数据库上标准分类数据集为样本. 对比构造的相异度核空间与常用核函数如线性核、多项式核、高斯核在支持向量机分类时的 分类精度来验证有效性和优越性.     

考虑文本空间结构的单篇文本特征词排序方法

特征选择是文本挖掘领域中重要的基础性工作,能够为后续文本挖掘任务的顺利实施提供良好的数据处理方法和技术支持,而特征词排序是特征选择的关键环节.结合文本统计信息和结构信息以及流形排序思想,提出了一种新的特征词排序方法.通过构造原始文本中潜在的能够反映文本语义和结构信息的条件共现度词网络作为特征词间的流形结构,并以特征词的词频统计信息作为特征词初始权重,结合流形排序思想以及图学习理论进行特征词间的相似性学习,进而实现对特征词重要性排序.分别在公共语料集和补充语料集上与其它多种特征词排序方法进行数值实验对比,实验结果验证了方法的有效性.该方法拓宽了流形排序思想和图学习理论在文本挖掘领域的应用,也给单篇文本特征词排序提供了新的方法和策略.     

基于特征子空间的三维模型相关反馈检索方法

从三维模型中提取出的高维特征向量一般分布在原始空间的某个非线性低维子空间中,而测地距度量算法可以有效地甄别这种非线性分布.提出一种在相关反馈中,通过更新测地距离来捕捉三维模型特征点的分布特性的检索算法.为了解决相关反馈后期效果提升缓慢的缺陷,作者提出了模型潜力值理论来辅助使用了测地距核函数的支持向量机学习器改善相关反馈机制.     

Head pose estimation method based on pose manifold and tensor decomposition

Pose manifold and tensor decomposition are used to represent the nonlinear changes of multi-view faces for pose estimation, which cannot be well handled by principal component analysis or multilinear analysis methods. A pose manifold generation method is introduced to describe the nonlinearity in pose subspace. And a nonlinear kernel based method is used to build a smooth mapping from the low dimensional pose subspace to the high dimensional face image space. Then the tensor decomposition is applied to the nonlinear mapping coefficients to build an accurate multi-pose face model for pose estimation. More importantly, this paper gives a proper distance measurement on the pose manifold space for the nonlinear mapping and pose estimation. Experiments on the identity unseen face images show that the proposed method increases pose estimation rates by 13.8%and 10.9% against principal component analysis and multilinear analysis based methods respectively. Thus, the proposed method can be used to estimate a wide range of head poses.     

一种基于四阶累积量的相干信号测向算法

利用四阶累积量估计相干信号的来波方向(DoA)需要获得修正阵列的方向矩阵。提出了一种估计修正阵列方向矩阵的改进算法,它减少了计算量,通过模式激励和空间平滑,实现均匀圆阵对来自不同独立信号源的相干信号的DoA估计,并利用虚拟阵列流形的中心对称性,将复矩阵的特征分解转换为实矩阵的特征分解,减少了计算量。相比基于自相关矩阵的算法,所提出方法提高了阵元利用率,有效地抑制了高斯噪声,不需要对模式激励后的数据进行白化处理,仿真结果表明,在低信噪比和多个独立信号源存在的条件下,有更明显的优势。     

燃料电池空气供应系统建模与动态仿真的研究

采用"控制体"的方法建立燃料电池堆空气供应系统的供应管腔、阴极和回流管腔模型,并采用神经网络方法对风机特性测试数据进行拟合,建立风机转速、出口压力和风量的关系模型。运用Simulink仿真工具建立仿真模型,研究风机转速和回流管腔系数对氧气供应的影响,并对电堆电流阶跃变化对氧气供应的影响进行仿真。仿真结果和实验测试数据相符,表明所建模型是有效的,可以指导电堆阴极结构的设计和空气供应系统控制方法的研究。     

嫦娥二号平动点间转移轨道方案研究

针对我国嫦娥二号卫星拓展任务需求,研究了卫星由日地L2点向L1点的转移轨道方案。基于卫星真实星历,考虑各种摄动因素,借助不变流形理论和微分修正方法,设计了嫦娥二号在日地平动点L1和L2之间的转移轨道,提出了便于理解和工程应用的平动点间直接转移方式,研究了真实力模型下平动点Lissajous轨道的不变流形转移方式,对比了两种转移方式的出发速度增量、转移时间与出发时刻的关系。研究表明,嫦娥二号可以通过直接转移方式或者借助不变流形进入日地L1点Lissajous轨道,直接转移方式下有42天出发机会,基于不变流形方式下最短转移时间为210天,对应速度增量5.776 m/s,最小速度增量可达0.024 m/s。研究结果可直接应用于我国嫦娥二号拓展任务的轨道设计与控制,并为我国后续平动点等深空探测任务提供有益借鉴.     

Nonlinear damped oscillators on Riemannian manifolds: Fundamentals

The classical theory of mass-spring-damper-type dynamical systems on the ordinary flat space R~3 may be generalized to higher-dimensional Riemannian manifolds by reformulating the basic underlying physical principles through differential geometry.Nonlinear dynamical systems have been studied in the scientific literature because they arise naturally from the modeling of complex physical structures and because such dynamical systems constitute the basis for several modern applications such as the secure transmission of information.The flows of nonlinear dynamical systems may evolve over time in complex,non-repeating(although deterministic) patterns.The focus of the present paper is on formulating the general equations that describe the dynamics of a point-wise particle sliding on a Riemannian manifold in a coordinate-free manner.The paper shows how the equations particularize in the case of some manifolds of interest in the scientific literature,such as the Stiefel manifold and the manifold of symmetric positive-definite matrices.     

基于MapReduce的大规模数据集流形学习降维研究

信息技术的快速发展导致了数据规模的爆炸式增长，传统的机器学习、数据挖掘算法面临新的 挑战. 流形学习克服了传统线性降维算法的不足，成为十年来降维研究的热点领域. 然而流形学习 算法复杂度高，对于大规模的数据集并不适用. 针对大规模数据集下的流形学习降维问题，提出了 基于MapReduce 的分布式流形学习算法. 该算法采用局部敏感哈希函数将相似点映射到同一个桶中，利用流形具有局部欧氏同胚的性质，在每个桶内采用欧氏距离度量点之间的测地距离，桶之间采用 中心点及边缘点来计算修正的测地距离. 在大规模的人工合成数据集和真实数据集上的实验表明，该算法能有效地估计数据点间的测地距离，适用于处理大规模数据集的降维问题.     

基于ESPRIT算法的柱面共形阵列天线DOA估计

由于共形天线阵列流形的多极化特性(polarization-diversity,PD),信源方位参数与极化状态的“耦合”是实现共形阵列天线波达方向(direction-of-arrival, DOA)估计的主要难点。针对柱面共形阵列天线的特点,建立了柱面共形阵列天线的导向矢量模型;通过合理的阵元排列结构设计,结合ESPRIT (estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)算法参数估计的特点,实现了信源极化状态与方位参数的去耦合,推导了ESPRIT算法多参数估计的参数配对方法,最终提出了柱面共形阵列天线盲极化DOA估计算法。计算机Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。     

基于RBF神经网络的鲁棒滑模观测器设计

针对非线性不确定性系统,提出一种鲁棒滑模观测器。所提出的鲁棒滑模观测器通过滑模与相应的控制策略来实现。设计参数的选取不需要求解大量方程,同时能保证对系统的非线性不确定性具有鲁棒性,系统中不确定性的上界值采用RBF神经网络进行自适应学习。通过设计滑模,可以调整观测器跟踪系统状态的收敛速度,使状态估计达到预期的指标。仿真结果验证了提出方法的有效性。     

基于最大差异延展算法的Web资源描述算法

针对虚拟计算环境下Web资源特性的描述问题,提出资源空间模型,采用流形学习的方法提取Web资源特征.首先根据资源空间模型,有效地将Web资源抽象为高维空间中的数据集;然后,采用流形学习中的最大差异延展算法.此方法不仅能有效地提取Web资源的特征,而且能够挖掘隐含在Web资源内部的本征信息;此时,描述Web资源特征的数据位于低维空间,有利于资源的进一步处理.基于最大差异延展算法的Web资源描述方法有效地解决了Web资源的描述问题.通过仿真实验证明了此方法的有效性.     

SO(3)上的内蕴滑模观测器设计与应用

基于李群的动力学系统建模方法不依赖局部坐标和浸入空间的特性,因而常被用于描述一般力学系统。针对一类基于李群SO(3)描述的力学系统,考虑了实际姿态位形可测但角速度不可测的情况,利用SO(3)上曲率张量、Levi-Civita联络及测地线等内蕴信息,设计了SO(3)上的Super-Twisting内蕴滑模观测器,对实际姿态位形和旋转角速度进行观测,并在其切空间内分析了所设计观测器的收敛性能。最后将所设计的观测器应用在四旋翼平台并进行仿真,仿真结果表明,所设计的观测器具有较好的观测效果和较强的鲁棒性。     

结合Nystrm逼近的图半监督纹理图像分割

针对半监督学习算法在图像分割中的应用,提出了一种基于流形插值的半监督图像分割方法。该方法将分类问题看作一个流形上的函数的插值问题,通过优化某些系数来更好地拟合数据。该算法采用稀疏图可解决大规模矩阵特征值和特征向量的求解。但是,对于图像分割来说,构造稀疏图的运算时间较长,针对这一问题,提出采用Nystrm逼近方法来降低计算复杂度。合成纹理图像分割结果验证了该算法可获得良好的分割质量,结合Nystrm逼近方法在保证分割质量的前提下从很大程度上提高了计算效率。     

基于均匀圆阵伪协方差矩阵的单快拍测向方法

传统的单快拍测向算法只适用于具有Vandermonde形式的阵列流型, 均匀圆阵的阵列流型不具有Vandermonde矩阵结构, 因此大部分基于线阵的伪协方差矩阵的构造方法无法直接适用于均匀圆阵。针对该问题, 从侦察方的角度对波达方向(direction of arrival, DOA)估计算法进行了研究, 改进了伪协方差矩阵的构造方法, 提出了一种基于均匀圆阵的单快拍测向算法。通过与模式空间前后向平滑(mode forward-backward spatial smoothing, MODE-FBSS)算法的对比仿真, 验证了算法的有效性, 证实了所提方法的性能优于MODE-FBSS算法。     

#br# 近场宽带LFM信号被动测向和测距方法

提出了一种采用分数阶傅里叶变换的聚焦波束形成被动定位方法,实现了水声近场宽带线性调频(linear frequency modulated, LFM)信号的被动测向和测距。建立了基于球面波模型的近场宽带LFM信号接收数据模型,应用分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform, FRFT)将LFM信号的时变阵列流形矩阵变换为固定阵列流形矩阵,结合近场声源的聚集波束形成技术,利用多重信号分类算法实现了对多个宽带LFM信号的方位与距离联合估计。数值仿真验证了该方法对水声目标方位和距离估计的有效性,并仿真分析信噪比、声源距离、声源个数等对该算法性能的影响。     

基于流形学习降维的决策分析算法

为了有效地分析高维决策表，提出了基于流形学习降维的决策分析算法（decision analysis algorithm based on manifold learning，DAML）. 算法使用等距映射法（ISOMAP）对原始数据做降维处理，在得到的主坐标数据上进行决策分析. 根据核主成分分析法与ISOMAP方法的关系得到主成分与主坐标的转换关系式，并计算原始数据主成分. 提出了基于等价支持子集的决策算法用于计算主成分属性重要性、属性区分能力及等价支持子集. 在得到等价支持子集的基础上抽取决策规则，根据决策规则预测算法预测未知数据. 选取UCI数据库中标准分类数据集作为仿真实验样本，并对比C4.5决策树算法、K最近邻居算法（KNN）与提出的决策规则预测算法在Iris、Breast cancer、Wine、Spectf heart和Ionosphere数据集上的分类精度来验证算法的有效性.