含未知输入非线性系统的扩展平方根容积卡尔曼滤波算法

针对工程实际应用中存在的未知输入会导致经典的非线性滤波器状态估计精度下降甚至滤波发散的问题,提出了一种基于最小方差无偏估计(minimum variance unbiased estimation, MVUE)准则的扩展平方根容积卡尔曼滤波(extended square-root cubature Kalman filter, ESRCKF)算法。首先,结合上一时刻未知输入估计值对状态一步预测值进行修正,得到含未知输入条件下的状态预测值。其次,设计新息并采用加权最小二乘(weighted least squares, WLS)法获取当前时刻未知输入的无偏估计。最后,通过最小化协方差矩阵的迹,同时采用拉格朗日乘子法和舒尔补引理得到系统状态的最小方差无偏估计。仿真结果表明,相比于现有的非线性滤波算法,ESRCKF算法提高了在处理含未知输入非线性系统时的状态估计精度,并能同时实现系统状态和未知输入的最优估计,验证了该算法的有效性。     

纯方位跟踪中最优轨线的影响因素分析

针对常加速目标跟踪的最优观测者轨迹问题,基于最优控制理论建立最优观测者轨迹的优化模型,然后运用解析法得到全局精度指标下常速率观测者最优航向的必要条件,通过仿真讨论目标加速度、观测者速率、目标与观测者的初始距离、目标航向对最优观测者轨迹的影响。仿真结果表明,当目标从近处以较小加速度作接近观测者的运动时,观测者的最优轨迹较光滑;为对常加速目标进行精确跟踪,观测者应沿最优轨迹作高速率的机动。     

协同仿真技术在行星框架动态优化中的应用研究

行星框架作为行星传动机构的重要零部件,在设计时依然采用传统静强度设计理论,不能充分反映动载荷工况下的动态特征,导致工作过程中发生裂纹、突然断裂的现象,严重影响了行星传动机构的可靠性,给维修和保障带来很大的困难。因此对行星框架进行动态优化设计具有十分重要的意义。以行星轮数目为设计变量,采用基于接口的协同仿真技术作为求解工具,对某任务剖面下的行星框架进行动态结构优化,完善了行星传动设计方法,为设计部门提供有关寿命预测的参考数据。     

基于Unit-Linking PCNN和图像熵的图像分割新方法

基于单位链接脉冲耦合神经网络(Unit-Linking PCNN)模型,在图像方差准则基础上将最大香农熵准则,最小交叉熵准则相结合,再组合图像分块策略与图像加权预处理策略,提出了不同准则和策略组合的8种图像分割方案。分析了各种准则和策略的优势和不足,比较了各种分割方案条件下的图像分割效果,部分方案的分割结果体现了图像的更多的细节。与已有文献结果比较,具有使用神经元模型参数少的特点,与PCNN模型相比,该模型参数对图像分割结果的影响较不敏感。计算机仿真结果表明,该方法具有较好的图像分割效果和实验仿真速度性能,具有较强适用性。     

基于数据手套的逼真虚拟手的实现

在基于头盔、数据手套的虚拟现实系统中虚拟手的实现效果十分重要,传统的虚拟手模型将手掌和各手指分割为多个刚体,当虚拟手运动时在刚体连接处产生重叠或裂缝,严重影响了沉浸感。在此根据虚拟手的运动特点对其进行整体建模,并快捷地对数据手套采集的原始关节数据进行校正,在可编程图形硬件上利用顶点混合算法将校正后的数据作用于虚拟手模型来产生皮肤变形,在满足实时性的同时提供了逼真的视觉效果。最后还通过搭建实验系统验证了所述方法的可行性。     

基于仿真的有线通信网络连接方案优化研究

费用问题是有线通信网络建设过程中的重要问题.针对通信网络费用计算过程中的拓扑结构问题和定性值量化问题,分别研究了"演进法"和"拟合法".其中"演进法"大大减少了拓扑结构选择的计算量,使多节点连接方案计算成为可能;"拟合法"为多层定性值的量化提供了手段.把这两种方法综合到仿真计算过程中,为选择费用最小的网络连接方案提供了支持.     

基于改进粒子滤波的双站无源定位跟踪算法研究

在非线性非高斯状态空间下,粒子滤波器是一种有效的非线性滤波算法,它的关键问题包括粒子权重的计算、粒子重采样和状态估计等.根据粒子滤波算法思想和双站无源定位跟踪的非线性,将粒子滤波算法用于双站无源定位跟踪问题,给出了一种改进的粒子滤波算法,并对其关键问题根据双站无源定位跟踪的特殊性进行了改进.利用matlab进行了仿真实验,与最小二乘算法、扩展卡尔曼滤波算法进行了比较,结果表明所提算法定位跟踪精度优于其他方法.     

一类线性时变多变量系统的广义最小方差控制和性能评价

针对一类具有可确定"时滞"的线性时变多变量控制系统的性能评价方法进行研究.利用特别定义的关联矩阵和正常相乘的方法,计算出LTV MIMO过程广义最小方差控制律的解析解,并由此获得了广义最小方差基准.为避免估计关联矩阵所带来的困难,利用过程数据和关联矩阵阶数建立了LTV MIMO GMV基准上界.理论和仿真研究表明,上述方法能够正确和有效地评价LTV MIMO系统.     

Near-optimal cumulative longitude low-thrust orbit transfer

The indirect method for the continuous low-thrust near minimum cumulative longitude orbit transfer problem is addressed. The movement of the satellite is described by the Gauss equation using the modified equinoctial elements and replacing time as the system independent variable by the cumulative longitude. The maximum principle is adapted to design the optimal control in order to minimize the final cumulative longitude, and the twopoint- boundary-value problem is derived from the orbit transfer problem. The single shooting method is applied in a numerical experiment, and the simulations demonstrate that the orbit transfer mission is fulfilled and the product of the maximal thrust and the minimum cumulative longitude is near constant.     

基于最小生成树与概率松弛结合的谱匹配算法

提出了一种基于最小生成树与概率松弛结合的谱匹配算法。该算法分别对给定的两个待匹配的特征点集构建最小生成树,通过最小生成树构造Laplace矩阵,由奇异值分解该矩阵得到的特征值和特征向量,计算出特征点匹配的初始概率,利用概率松弛迭代法,获得最终匹配结果。用大量的真实序列图像进行比较实验,结果验证了该算法的有效性和准确性。