工程电磁优化的序贯推断方法

针对工程电磁优化设计问题提出了一种基于统计近似模型和序贯采样技术的序贯推断方法.其中模型部分包括径向基和紧支径向基模型及其推断.序贯采样和优化过程分为粗优化和精优化两个循环过程.这种序贯优化技术相对于传统的直接优化方法有非常明显的优势.它能以较小的有限元采样点构造统计近似模型,并逐次缩减优化区域,进而极大地降低了有限元的计算量.同时序贯方法还可以为优化算法提供先验信息.最后为了说明新方法的有效性,分别以数值模拟和IEEE TEAM Workshop的基准优化问题来进行分析.结果表明:新方法的有限元计算量不足直接优化方法的1/10,且在优化目标的精度上也满足设计的要求.     

通过优化设计确定区域供暖距离

本文应用数学规划方法对热电厂区域供暖系统的最优化设计进行了较为全面的研究,在此基础上提出了确定区域供暖距离的方法.建立的数学模型同时考虑了热源和热网的经济性,并以热电联产与热电分产年计算费用差额最小为目标函数,采用序贯无约束极小化方法(SUMT)编制了OPDH计算机程序.最后应用这一程序对工程实例进行了计算研究,通过分析和讨论阐述了有价值的观点和结论.     

普通圆柱蜗杆传动多目标离散优化设计

建立了以蜗轮齿冠体积、传动效率为目标函数的多目标优化设计数学模型。用序贯惩罚函数法结合离散优化计算求解,获得了适用于工程设计的计算结果。     

基于序贯与能量联合检测的频谱感知技术研究

认知无线电(CR)技术是一种提高频谱资源利用率的有效方法,频谱感知是其实现的前提和关键技术。针对序贯检测在个别情况下所需要的采样点数过多,达不到次级用户(SU)要求的问题,提出了一种序贯与能量联合检测(SEJD)的算法。首先同时用序贯与能量检测两统计量进行采样统计,先使用序贯检测进行判决,若当采样点数超过次级用户的要求,则直接用能量检测算法进行判决,得出判决结果。仿真结果表明:在相同的检测条件前提下,相比于能量检测(ED)算法和截断型序贯检测(truncated SD)算法,所提出的算法在检测概率和最大采样点数上有很大的提升,为确保频谱感知技术在信号检测上的快速性和准确性提供了理论依据。     

薄壁结构抗弯性能多目标优化设计方法研究

薄壁吸能结构的抗弯性能评估是多方面的,并且各个质量特性之间可能会发生相互冲突。因此,薄壁结构弯曲吸能特性的优化设计非常困难。为了解决上述问题,文章提出了一种结合试验设计技术、径向基函数近似建模技术、序列采样策略和多目标粒子群算法的序列近似多目标优化设计方法,进行了薄壁结构的弯曲吸能特性优化设计。优化结果表明,该方法提高了薄壁结构的弯曲吸能特性,比传统的优化方法具有更高的优化设计效率;并且在相同的求解效率下,序列采样策略比常规采样策略具有更高的精度,能大幅提高产品的设计质量。     

基于序贯滤波的水平集图像分割

传统基于边缘的水平集分割模型对非均匀区域分割效果不理想,为了解决这一问题,本文分析了序贯滤波的平滑能力与滤波次数之间的关系,将序贯滤波与水平集分割相结合提出了基于序贯滤波的图像分割模型.为了实现自适应于图像内容的平滑,根据平滑分量分割区域的置信度,设计了图像分割的平滑指标,控制序贯滤波次数,使得不同平滑分量的轮廓曲线收敛于目标边界,改善了传统基于水平集方法对非均匀区域的分割效果.本文分割算法的F测度,精确率和召回率均高于传统模型,在一定程度上提高了非均匀区域的分割效果.     

通用特征基函数法结合MBPE计算目标宽带RCS

通用特征基函数法是分析目标宽带电磁散射特性的有效方法之一,但传统通用特征基函数法在计算目标宽带雷达散射截面时,需要在每个频率点重新构造缩减矩阵,十分耗时。提出一种通用特征基函数法结合模型参数估计技术快速计算目标宽带RCS的有效数值方法。该方法在最高频率点建模,生成通用特征基函数,在应用模型参数估计技术计算目标整个宽带RCS时,每个采样频率点的特征基函数直接复用通用特征基函数,大大节省了每个采样点的计算时间。与传统方法相比,该方法显著提高了计算效率。数值结果证明了该方法的有效性和精确性。     

利用块-脉冲函数辨识线性反馈系统的序贯算法

本文给出了一个利用块-脉冲函数辨识线性反馈系统非参数模型——脉冲响应函数的序贯算法.此算法的优点在于:能方便地考虑非零初始条件;辨识步骤简明,计算量小,手算也很方便.     

基于迭代均值组合近似模型和序贯优化与可靠性评估法的船舶结构优化设计

针对传统可靠性优化方法不能同时保证大型船舶结构计算效率与精度的问题,在船舶结构优化设计中考虑设计变量的不确定性,通过迭代均值组合(ER)近似模型和粒子群算法(PSO)提高序贯优化与可靠性评估(SORA)法的计算效率和精度,建立了改进的可靠性优化设计流程并解决了多用途船舱段的可靠性优化问题.其中:SORA法将可靠性分析与优化过程解耦,并提高了可靠性优化效率;PSO保证了SORA法优化所获全局最优解的计算效率;ER近似模型能够以最少的采样点建立满足精度要求的近似模型,并代替最有可能的失效点(MPP)和优化过程中耗时的有限元计算.多用途船舱段的可靠性优化结果表明:可靠性优化相较于确定性优化更有实际意义;改进的可靠性优化设计流程在保证计算精度的同时能够显著降低计算成本.     

基于视觉注意机制的实时红外小目标预检测

在红外小目标检测中引入视觉注意机制,以计算机量较小的预检测为代价减少了目标检测的区域,在注意机制中采用 非线性采样模型,并利用相邻采样点形成显著性图,实验证明基于注意机制的预检测能有效地提高系统的计算效率,同时也具有一定的抗噪能力,可用于噪声环境中的小目标检测。     

基于Rankine源法的船体线型优化设计

在船舶初步设计阶段,为了快速、准确地获得阻力性能优良的船型方案,将势流兴波阻力理论Rankine源法、黏性理论和最优化技术有机结合,开发了适用于实船的线型优化设计程序.在优化计算过程中,将降低兴波阻力作为主要目标,将排水量限制作为基本约束条件,将反映船型变化的船型修改函数参数作为设计变量,采用非线性规划法中的SUMT(sequential unconstrained minimization technique)内点法进行最优化计算.通过对某高速水面舰船前半体不同区域的优化计算,获得的改良船型降阻效果明显,由此验证了该程序用于船型优化的有效性和可行性.     

近似模型方法在螺旋桨优化设计中的应用

为了提高螺旋桨优化设计的质量和效率,将试验设计方法、近似模型和粒子群算法相结合,建立了基于近似模型的螺旋桨优化设计的方法.首先,以螺旋桨的几何参数为设计变量和以推力系数与效率为目标函数,引入试验设计的方法对整个设计空间采样,采用定常面元法预报程序计算出样本螺旋桨的水动力性能.其次,根据采样得到的样本库建立螺旋桨几何参数和水动力性能之间的克里格近似模型.最后,结合该近似模型和粒子群算法对螺旋桨的多目标优化设计.以P4382桨和Ka0.5导管桨为例,验证近似方法应用于螺旋桨优化设计的可行性.结果表明:近似模型方法能够实现目标桨的推力系数和效率的提高,而且优化速度快.     

采用分组数据的序贯频谱感知方法

针对传统的认知无线电频谱感知方法在低信噪比下感知时间长、系统吞吐量低的问题,提出了一种采用分组数据的混合型序贯检测(MSD)方法。该方法首先将次用户的感知数据进行分组形成超采样,然后由数学理论推导出最大化系统吞吐量的最优虚警概率,并且利用牛顿迭代法搜索最优虚警概率,最后在最优虚警概率下对超采样序列依次进行细检测和粗检测,快速获得检测结果。MSD方法采用分组数据进行频谱感知,能有效缩短感知时长,获得最大系统吞吐量,从而提高频谱利用率。蒙特卡罗仿真结果表明,在低信噪比下MSD方法比传统的序贯检测法和序贯能量检测法的平均归一化吞吐量增加了109%和21%,平均感知开销率减少了75%和49%。     

基于微型多目标遗传算法的布料机臂架结构优化

针对目前用于散料输送的大跨度布料机布料臂架结构重大、设计冗余度严重过剩等问题,采用一种微型多目标遗传算法对布料臂架主梁结构尺寸进行多目标优化.以各节臂架主梁的截面尺寸为优化变量,以增强臂架刚度和轻量化为优化目标,结合微型多目标遗传算法和参数化有限元建模技术,建立了布料臂架的优化设计模型.此方法既能高效率地解决增强臂架刚度和臂架减重等优化问题,又能仅通过一次计算就提供多组方案以满足对布料机性能控制的不同需要.该优化结果已用于该系列布料机的定型设计.     

TD-HSPA~+下行链路基于双流发送的天线选择算法

针对TD-HSPA+下行8天线发送双流系统,提出了一种序贯天线选择算法.首先,根据系统的数学模型推导出特征波束赋形后双流各自的信噪比公式.然后根据此表达式设计出5种天线选择准则,并且通过引入序贯选择代替遍历算法以降低选择算法的计算复杂度.仿真结果表明:最大化发送端等效信道相关阵第二特征值的优化准则是5种准则中性能最优的;采用序贯选择算法性能仅比遍历算法损失0.1 dB,但前者所需的计算量仅为后者的四分之一.     

截尾序贯设计的若干改进方案

考虑检验边界为动点的截尾序贯设计方案,其具有较序贯概率比检验等方法更多的选择,对2类风险也有公式进行计算.在已有序贯检验方案的基础上,利用穷举的方法,改进了部分截尾序贯检验方案.     

基于多特征融合的飞机目标识别

为了提高地面背景图像中目标识别的可靠性,提出一种基于多特征融合的飞机目标识别方法.该方法的基本思想是将基于显著性特征提取的目标识别方法与序贯融合方法相结合.首先用最小错误概率准则来描述目标各个特征的显著性,由此得到按显著性从大到小排列的特征序列,再采用序贯的融合方法计算并更新目标的置信度.当置信度大于等于0.9时识别其为真目标.给出了运用此方法识别机场图像中的飞机目标的实例,证明了该方法的有效性.     

一种多尺度目标的序贯识别新方法

提出了一种基于分级特征模型的多尺度目标序贯识别新方法；研究了不变矩特征的尺度变化规律；建立了多尺度目标不变矩的分级特征模型，进而完成多尺度目标的序贯识别．多尺度舰船目标的模拟实验表明，这种基于不变矩分级特征模型的序贯识别算法，能有效地完成多尺度目标的识别，从而证实了分级特征模型符合多尺度目标特征的变化规律，有利于表达多尺度目标的特征，提高目标的检测、识别概率，减少计算复杂性．     

介质粗糙面上目标后向散射的高效混合算法

以计算介质粗糙面上目标后向散射为目的,提出一种高效的混合计算方法.该方法在单独处理粗糙面与目标方面与传统混合法一致,即使用基尔霍夫近似法(KA)处理粗糙面区域,使用矩量法(MoM)并结合多层快速多极子技术处理目标区域.实验结果表明,所提出的混合法与传统方法不同的是,根据大尺度光滑型介质粗糙面镜向散射最强的特点,在计算耦合场时只在粗糙面上截取一块区域进行计算,从而极大地减少了耦合场计算中所用内存与时间.     

一种多尺度目标的序贯识别新方法

提出了一种基于分级特征模型的多尺度目标序贯识别新方法，研究了不变矩特征的尺度变化规律；建立了多尺度目标不变矩的分级特征模型，进而完成多尺度目标的序贯识别，多尺度舰船目标的模拟实验表明，这种基于不变矩分级特征模型的序贯识别算法，能有效地完成多尺度目标的识别，从而证实了分级特征模型符合多尺度目标特征的变化规律，有利于表达多尺度目标的特征，提高目标的检测，识别概率，减少计算复杂性。