数字信号处理专业基础课程实践教学探索

针对数字信号处理课程理论性强,可适用专业多,不同专业实践内容设置应差别化,青年教员实践教学水平有待提升等问题,提出了该专业基础课程的实践教学探索方法.通过强调针对不同专业的背景课题库设置,学员和教员不同要求的实践任务设置,以研促教和数学概念物理化,提升教员的实践教学能力,增强数学信号处理这门专业基础课的整体教学效果.     

未来计算机能看听触味嗅

让我们设想这样一个世界:计算机能够看、听、触、味、嗅.这曾经是科幻小说中的情节,但这样的世界在未来5年将极有可能成为现实.早在2011年初,IBM计算机系统Watson与美国老牌益智节目《Jeopardy!》史上最强的两位答题高手KenJennings和Brad Rutter一较高下,并最终以优异的表现打败了人类选手,即预示了能够理解人类并做出反应的计算机的强大潜力.Watson具有一个能够与人类回答问题的能力相匹敌的计算系统、拥有足够的速度、精确度和置信度,并且是一个能够使用自然语言回答问题的计算机系统. IBM认为,在下一个计算时代,硬件和软件将获得人脑所具备的、令人震惊的新能力,即学习、适应和感知的能力.这将从根本上改善人们生活、工作和人际交往的方式.IBM将这样一个时代称为认知系统时代.     

非奇异快速终端滑模液位跟踪控制

针对传统终端滑模控制中控制输入奇异和收敛时间长的问题,提出了一种非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制方法.该方法由NFTSM滑模面和控制律组成.在此框架下,首先通过在非奇异终端滑模面中引入指数函数和符号函数来设计NFTSM滑模面,其中指数函数用来加快状态远离平衡点时的收敛速度,符号函数用来提升系统稳定性.然后,基于NFTSM滑模面来设计由等效控制输入和切换控制输入构成的NFTSM控制律,该控制律具有能同时实现控制输入非奇异和系统状态有限时间内快速收敛的优势.最后,根据给出的耦合双容水箱模型数学描述,将NFTSM方法应用于耦合双容水箱液位控制中,设计了NFTSM液位跟踪控制器.仿真证明,在存在外扰且参数摄动25%条件下,该控制系统仍能精确跟踪给定液位,表明了NFTSM控制方法的有效性和鲁棒性.     

宽带移动卫星通信低成本组合姿态确定算法

针对现有低成本微机械惯性器件无法满足宽带移动卫星通信系统在机动状态下天线指向精度的问题,提出了微机械惯性测量单元与闭环跟踪信息相结合的姿态确定算法.该算法在航向上引入闭环跟踪的指向偏差角,经PI控制器反向校正航向陀螺的漂移误差,并利用跟踪指向信息的低频分量和陀螺的高频分量估计航向角.在横滚和俯仰上,首先以改进欧拉角作为状态向量,根据陀螺角速率信息和加速度计的重力场信息分别建立状态方程和测量方程;然后依据航向角速率和俯仰角偏差对载体运动状态进行判别,并在载体机动下调整方差矩阵以依赖陀螺进行姿态估计,克服机动加速度的扰动.实验结果表明,该算法与自适应卡尔曼滤波器相比,在载体机动状态下精度更高,其航向估计精度在±0.8°,倾角在±0.5°内,满足动中通姿态稳定精度要求.