The RCH Method for Computing Minimal Polynomials of Polynomial Matrices

In this paper,a randomized Cayley-Hamilton theorem based method(abbreviated by RCH method) for computing the minimal polynomial of a polynomial matrix is presented.It determines the coefficient polynomials term by term from lower to higher degree.By using a random vector and randomly shifting,it requires no condition on the input matrix and works with probability one.In the case that coefficients of entries of the given polynomial matrix are all integers and that the algorithm is performed in exact computation,by using the modular technique,a parallelized version of the RCH method is also given.Comparisons with other algorithms in both theoretical complexity analysis and computational tests are given to show its effectiveness.     

线性方程组符号求解Bareiss算法的改进与实现

使用改进后的Bareiss消去法,在求解具有符号系数的线性方程组时可以避免普通Gauss消去法在计算过程中出现所谓中间系数爆炸的问题,还可以求解系数矩阵不是方阵以及系数矩阵奇异的线性方程组的情况.并且以这一改进算法与syzygy算法为基础,给出了求解多项式系数线性方程组的多项式解的算法.已经在自行开发的自动推理平台软件MMP上实现了这个算法.     

因果图迭代推理算法研究

针对因果图精确推理是NP(nondeterministic polynomial)难的问题,提出了一种迭代推理方法。首先,从图论的角度分析了因果图推理中概率计算的机理,并提出了矩阵解环的方法。在此基础上提出了一种迭代推理算法,该算法只需要进行简单的矩阵运算,大大简化了传统因果图推理复杂的计算过程,可以在多项式时间复杂度内实现推理。其次,分析了算法存在的问题并提出了改进的方向。最后,运用实例分析验证了该算法实现因果图推理的效果。研究表明,该算法能够有效地进行因果图推理,推理效率高,推理结果正确,为因果图提供了一种高效的近似推理方法,对因果图的应用具有重要意义。     

A PRACTICAL METHOD FOR IMPROVING CONSISTENCY OF JUDGEMENT MATRIX IN THE AHP

In this paper, an approach to improving consistency of judgement matrix in the Analytic Hierarchy Process (AHP) is presented, which utilizes the eigenvector to revise a pair of entries of judgement matrix each time. By using this method, any judgement matrix with a large C.R. can be modified to a matrix which can both tally with the consistency requirement and reserve the most information that the original matrix contains. An algorithm to derive a judgement matrix with acceptable consistency (i.e., C.R. < 0.1) and two criteria of evaluating modificatory effectiveness are also given.     

一种新的基于粒子群算法的DOA跟踪方法

针对信号源方向时变情况,分析了样本协方差矩阵的更新,在此基础上提出了一种基于粒子群算法的跟踪方法。该方法直接利用性能优越的最大似然估计器,避免了子空间跟踪类方法需要不断重复的协方差矩阵分解;同时通过锁定目标、大幅度缩小搜索范围和运用群智能搜索,有效降低了算法的计算量。仿真结果表明,与子空间跟踪类算法相比,该方法具备解相干的能力和较好的跟踪精度,并且能够保证算法的实时性。     

单基地MIMO雷达低复杂度求根MUSIC角度估计方法

针对单基地多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达波达方向(direction of arrival,DOA)估计问题,该文提出一种低复杂度的实值求根多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)方法。该方法首先通过降维变换降低接收数据的维数,利用酉变换将复值数据协方差矩阵实值化,然后构造基于酉MUSIC的求根多项式,采用保角映射将复系数多项式映射为实系数多项式,最后通过求解该实系数多项式的根来得到目标的DOA估计。该方法不需要进行谱峰搜索,所涉及的特征值分解和多项式求根运算均只在实数域进行,在大大降低算法运算复杂度的同时可以获得更好的角度估计性能。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于传播算子算法的扰码序列估计方法

针对扰码序列的盲识别问题,提出了一种基于传播算子的估计方法。首先根据扰码长度将加扰数据分段排列得到观测矩阵,并计算观测矩阵的传播算子,得到扰码序列的初步估计,此时扰码序列中仍含有误码;采用最大似然方法估计出含错扰码序列的生成多项式,根据生成多项式完成扰码序列的最终估计,并根据扰码序列之间的相关性,实现扰码序列的盲同步。仿真实验验证了所提算法的有效性,并对算法计算量和误码适应性进行了理论分析。仿真结果表明,所提算法计算量明显少于已有的特征值分解算法。     

GERT网络的矩阵式表达及求解模型

图示评审技术(graphic evaluation and review technique, GERT)解析法一般利用信号流图的拓扑特征(梅森公式)和矩母函数进行求解,但当GERT网络节点较多且结构复杂(回路众多)时,拓扑结构特征的分析十分困难,易出现错判或遗漏情况。针对此问题,将GERT网络用矩阵形式进行表征,分析了以梅森公式为基础的解析法与矩阵变换的关系,设计了两类基于矩阵的GERT求解算法。首先给出GERT网络与信号流图增益矩阵、流图增益矩阵一一对应关系,分析增益矩阵行列式变换与信号流图求解公式的对应关系,设计GERT网络的增益矩阵行列式变换求解算法。另外,研究GERT网络(信号流图)化简操作(消除自环、消除节点)在信号流图增益矩阵上的变换形式,提出了GERT网络解析的矩阵变换方法。最后用两个例子说明矩阵表征及求解模型的简便性和正确性,为GERT解析的计算机操作奠定基础。     

On Rank Factorizations and Factor Prime Factorizations for Multivariate Polynomial Matrices

In this paper, rank factorizations and factor left prime factorizations are studied. The authors prove that any polynomial matrix with full row rank has factor left prime factorizations. And for a class of polynomial matrices, the authors give an algorithm to decide whether they have rank factorizations or factor left prime factorizations and compute these factorizations if they exist.     

最优组合重新参数化

提出了一种最优的曲线重新参数化方法.该方法采用分段有理线性函数作为重新参数化函数来增加自由度.其中一个自由度用于保证连续性条件的满足,其余的自由度用于达到L2范数下的最优参数化.在不改变参数区问和参数域的情况下,得到在任意参数节点集上的C1连续有理参数化的显式表示形式.相对于新的参数,目标函数是线性的,最优值能够通过求解一个二次方程得到.最后用实例验证了新方法的有效性.     

6-3-3并联机构部分工作空间奇异性分析与仿真

建立了6自由度6-3-3并联机构的运动学逆解模型,给出了该机构奇异性判别矩阵。基于其运动学逆解和奇异性判别矩阵行列式数值是否为零,提出了对该机构部分工作空间进行奇异性仿真的方法并使用MATLAB语言开发了该机构部分工作空间奇异性仿真程序。最后给出了四个算例。研究为该并联机构的轨迹规划提供了技术基础。     

基于协方差矩阵的主动学习方法及应用研究

由于工业过程采集的数据中常包含大量的无标签样本,而有标签样本数量少且人工标记成本较高,因此,提出一种基于协方差矩阵的主动学习方法.利用有标签样本建立高斯过程回归模型,并构建无标签样本之间的协方差矩阵,以协方差矩阵行列式的值作为评价指标.在挑选信息量较大的无标签样本的同时,衡量样本间的相似性,避免样本的冗余添加,最终在相...     

降低计算量的改进联合对角化算法

提出两种改进算法解决避免奇异解的联合对角化算法计算量大的问题。一方面,将对角化矩阵行列式按当前更新的列直接展开得到一种改进算法;另一方面,将列交换后的对角化矩阵进行LU分解,由分解得到的上(下)三角矩阵计算行列式,得到了另一种改进算法。由于两种改进算法都减少了一次矩阵求逆,因此降低了原算法的计算量。实验仿真表明,当目标矩阵的个数和维数较大时,两种改进算法的计算量分别为原算法的36.8%和21.5%。     

可能满意度与判断矩阵的一致性检验及改进

对判断矩阵一致性的检验与改进是层次分析法中的重要问题.针对现有检验与调整方法存在的不足,将"可能满意度"的概念引入该领域,提出一种新的优化调整算法.该方法利用判断矩阵的特征值及其Frobenius范数,给出判断矩阵的可能度和满意度的定义与计算公式,分别考察一致性改进程度和相对原始判断矩阵的偏离程度,并将二者合并为一个衡量一致性改善效果的综合指标:判断矩阵的可能满意度.利用该指标,并结合Saaty的一致性比率(CR)标准,可以有效地控制不一致判断矩阵的改进方向和调整力度,在尽可能保留决策者原始判断信息条件下,逐步达到可接受的一致性.最后通过算例说明算法的有效性.     

电磁跟踪系统磁场畸变规律数值模拟及校正方法

电磁跟踪系统参数定位精度易受工作环境中金属物体的影响。为了研究由于金属干扰导致电磁跟踪系统空间磁场的畸变规律,采用基于消息传递模式的网络并行计算系统和区域分割技术实现了并行时域有限差分算法。引入快速傅里叶变换算法,克服了系统激励源频率较低难以模拟的困难。通过对磁场畸变规律的研究,引入误差校正矩阵,通过修正发射矩阵进而校正磁场畸变引起的目标参数定位误差。采用正交多项式拟合的算法求解误差校正矩阵,数值模拟结果验证了校正方法的正确性,可以明显提高磁场畸变时系统参数的定位精度。磁场畸变规律的数值模拟,降低了系统实时数据采集的工作量,提高了系统校正方法检验的快速性。     

块对角可控规范型多输入线性系统及极点配置

基于向量空间的模结构分解和矩阵的有理标准形给出了定常多输入线性系统一类新的块对角可控规范型,其中的系统矩阵相似与一个块对角矩阵,该块对角矩阵类似于矩阵的有理标准形,与现在有的可控规范型比较,更容易反映系统的结构特征,证明步骤给出了求解方法。作为一个应用,讨论了定常多输入线性系统的极点配置问题,得到了反馈增益矩阵的一般表达式,此表达式中含有任意参数,此方法将多输入线性系统极点配置问题转化为个数为系统矩阵循环指数的单输入系统的极点配置问题,进而推导出确定一个反馈增益矩阵的最少元素个数即为系统的阶数。     

基于冗余阵元优化的双基地嵌套MIMO雷达目标DOD和DOA联合估计方法

针对传统双基地嵌套多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达进行目标参数估计时精度差、角度分辨率低和自由度低等问题, 提出了一种基于利用虚拟冗余阵元的重建Toeplitz矩阵算法对目标的波离方向角(direction of departure, DOD)和波达方向角(direction of arrival, DOA)开展参数估计的方法。首先, 将两个嵌套阵列空间分置后分别形成双基地MIMO雷达的接收阵列和发射阵列, 阵列经处理后的虚拟接收信号存在大量冗余虚拟阵元。其次, 将冗余虚拟阵元对应的协方差数值进行平均处理替代原值, 形成新的虚拟接收信号。然后,通过利用两个选择矩阵在虚拟接收阵列和虚拟发射阵列中分别构建空间平滑子阵的方法重构Toeplitz矩阵, 来重组虚拟接收信号。最后, 利用常规子空间类算法对等效虚拟信号开展空间谱估计, 实现DOD和DOA的相互匹配, 所提算法在估计性能和自由度性能方面与其他算法对比效果更好。     

频繁项目集二次挖掘方法研究

针对关联规则数据挖掘中频繁项目集的二次挖掘问题,提出了一种能够解决当最小支持度发生变化而交易数据库不变情况下进行二次挖掘的改进算法(UMSA)。该算法充分利用频繁项目集的特性,通过新的拼接方法来减少候选项目集的生成,在扫描交易数据库确定k维频繁项目集时,采用在交易数据库中剔除无用的交易,达到不断减小交易数据库规模的目的,克服了一些算法中存在的漏采现象,并在一定程度上解决了非确定性问题。通过举例说明该算法的执行过程及其算法的正确性和有效性,并对其性能进行了分析。     

带信誉度的债务问题

综合企业的还债能力和还债积极性等因素,提出一个信誉度的概念,并建立了债务信度网络模型。然后由债务信度网络构造了容量费用网络,利用最小费用循环流问题给出了该模型的一个多项式算法。     

时间滞后系统鲁棒控制方法及在飞控中的应用

给出了一种时间滞后系统的鲁棒控制方法。通过对系统鲁棒稳定性条件不等式的等价变形，得到了该不等式可解的条件并且大大简化了不等式；从而得到了包含复极点的时间滞后系统的鲁棒稳定性判据。针对系统具有多个时间滞后问题，运用系统单个滞后的鲁棒稳定性不等式判据，给出了包含复极点的简明鲁棒稳定性判别式。该方法接近于普通的状态反馈设计，便于工程实现。飞行器控制设计的仿真计算结果表明，采用新方法可以得到满意的设计结果。