基于正交最小二乘估计的非线性时间序列的预测

在对非线性时间序列的短期预测中经常采用局部线性化的预测算法 ,原有的算法使用普通最小二乘法 (LS)估计近似线性模型的参数。对于存在噪声的数据 ,该算法的数值稳定性较差。本文在对非线性空间进行局部线性化的基础上 ,采用正交最小二乘方法 (OLS)对线性模型同时进行结构选择与参数辨识 ,改善了数值的病态特性 ,增强了算法的稳定性     

用于战术导弹气动参数辨识的输入设计研究

为了研究h=8 km,Ma=2条件附近导弹飞行试验中输入设计对气动参数辨识精度的影响,验证气动力模型的有效性,以方波信号为基础设计了3种开环舵偏指令。通过开环飞行弹道仿真试验,采用递推最小二乘法,对多项式非线性气动力模型中的气动参数进行了辨识。气动参数辨识结果表明,单级方波,偶极方波,"211"多级方波3种输入用于气动参数辨识是可行的,辨识精度是可接受的,辨识所用的纵向三自由度气动力模型是有效的。     

基于NFxPEM算法的调制气流声源的非线性补偿

针对调制气流声源存在较强的谐波畸变,将声源系统等效为Hammerstein非线性模型,利用该模型下的预失真技术对声源进行非线性补偿研究。根据辨识的Hammerstein模型中静态非线性部分带有直流分量的特点,给出了考虑直流分量补偿的预失真算法,并用数值仿真验证了算法的准确性和直流分量补偿的必要性。在非线性补偿实验中,根据单频信号辨识得到Hammerstein模型参数,采用NFxPEM算法求得对应的预失真Wiener模型参数和预失真波形。实验结果表明, 与直接发射相比,补偿发射后声波的功率谱中谐波能量有所下降,而基频能量有小幅度的上升,说明了研究思路的正确性。     

比例规则后件的T-S模糊模型辨识方法

模糊划分应满足测量准则,这一点常被忽略。采用余弦平方函数作为隶属函数,解决了曲线型隶属函数在模糊化分后满足测量准则问题。T-S模糊模型后件由线性函数构成,以局部线性化方式实现全局非线性,通过分段性逼近辨识曲线,常用于系统辨识中,但其辨识参数多是其主要问题。比例规则后件的T-S模糊系统具有万能逼近特性,且构成参数少,用于非线性系统的辨识中,可以减少辨识参数,提高辨识速度。给出其在系统辨识中应用的方法,并通过仿真实例说明本方法的有效性。     

基于NFxPEM算法的调制气流声源的非线性补偿研究

针对调制气流声源存在较强的谐波畸变,将声源系统等效为Hammerstein非线性模型,利用该模型下的预失真技术对声源进行非线性补偿研究。根据辨识的Hammerstein模型中静态非线性部分带有直流分量的特点,给出了考虑直流分量补偿的预失真算法,并用数值仿真验证了算法的准确性和直流分量补偿的必要性。在非线性补偿实验中,根据单频信号辨识得到Hammerstein模型参数,采用NFxPEM算法求得对应的预失真Wiener模型参数和预失真波形。实验结果表明,与直接发射相比,补偿发射后声波的功率谱中谐波能量有所下降,而基频能量有小幅度的上升,说明了研究思路的正确性。     

声矢量阵降维平行因子模型及方位估计方法

针对原有的声矢量阵三阶PARAFAC(平行因子)模型维数高、参数求解过程运算量大的缺点,建立了一种降维的PARAFAC模型。将声矢量阵看作空间共点的声压传感器子阵和振速传感器子阵,计算各子阵输出数据的自协方差,并构造了三阶张量,最后证明该张量满足三阶PARAFAC模型并利用交替迭代算法估计声源参数。仿真和实测数据表明:该方法可以用于多目标方位估计且估计精度优于超分辨率的ESPRIT算法。     

基于参数自适应辨识的被动定向算法

推导了匀速运动目标球坐标系下的定向跟踪模型;状态建模的不完备性引起了模型噪声方差阵带有未知径距参数,因而需要解决参数在线辨识问题.从滤波残差正交性原理出发,推导出参数自适应辨识滤波器(PIBF),计算机仿真验证了该算法的有效性并且对目标机动有一定的鲁棒性.     

基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法

由于卫星轨道测量数据中含有非线性误差,使用传统的最小二乘多项式拟合方法对其进行预处理必然会降低定轨精度.在半参数回归模型的基础上,应用小波阈值去噪算法估计并消除观测数据中存在的非线性误差,提出了基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法,以提高数据预处理的精度.对某卫星USB跟踪数据应用该方法进行了仿真,仿真结果表明:该方法可以分离出观测数据中的白噪声和非线性误差,从而可以在观测数据中消除非线性误差的影响,提高数据预处理的精度.     

粒子群算法的弹道参数辨识方法

提出一种基于粒子群算法的航空武器气动参数辨识算法,该算法采用粒子群算法计算航空武器气动参数分段函数的分段边界点马赫数值,在此基础上采用实数编码遗传算法计算分段函数的多项式系数.采用该算法进行某型炸弹阻力系数辨识计算,计算结果表明:该算法可行,且计算的阻力系数精度高.计算结果已成功应用于某型航电火控系统的设计中.     

一种新的线性最优滤波器的设计与研究

针对一类未知机动目标设计了一种线性最优滤波器.该滤波器采用有限记忆模型作为滤波模型,模型参数用动态最小二乘方法辨识得到.由此得到的滤波器称为基于辨识有限记忆模型的线性最优滤波器.有限记忆模型克服了时间多项式模型(如CV模型、CA模型、Singer模型等)对目标物理特性的依赖性,它从目标运动轨迹入手对目标运动特性进行描述,更适合于战场未知目标的跟踪滤波.通过原理分析和Monte Carlo仿真实验验证了该滤波方法的有效性,并且和Kalman滤波方法进行了比较.     

高超声速流动计算中LU-SGS隐式算法的应用研究

在高超声速条件下,对原始LU-SGS格式及其改进方法的收敛速度做了深入地比较分析,目的是进一步更好地将LU-SGS算法用于工程上复杂外形的计算模拟当中。二维圆柱,三维钝锥及空天飞机算例的结果表明：(i)对于高超声速粘性流动的计算,粘性项应进行隐式处理;(ii)BLU-SGS方法给出的内迭代方式的收敛性优于DP-LUR方法所给出的内迭代方式;(iii)LU-SGS算法中雅克比系数矩阵的计算方式对计算量及收敛性影响较大,若采用精确的矩阵形式则在流动无分离情况下能取得快速收敛的效果,而在含有流动分离的情况因受稳定性的影响精确的矩阵形式的收敛表现不及对角近似形式。     

多子带雷达信号融合噪声抑制方法

全极点模型对信号构建线性模型,通过对模型进行定阶和计算可以得到估计信号的各个参数,从而实现信号预测。子带融合之前需要进行相干处理,可以通过相干函数等方式解决。root-MUSIC算法在低信噪比环境中极点选择并不稳健,会导致模型在阶数上判断错误。为解决全极点模型方法中子带融合在信噪比低时模型阶数估计不准的问题,提出一种噪声抑制方法。对信号Hankel矩阵的主对角奇异值矩阵加权处理,以消除噪声分量,并利用整体前向预测矩阵得到整体频段极点值与极点幅值,由此估计出低信噪比时的多子带融合信号。结果表明所提方法在仿真环境下,在信噪比-20 dB至10 dB时,相较于传统极点模型方案具有更好的估计结果。     

利用阵列协方差矩阵稀疏性的到达角估计方法

为了解决传统基于阵列协方差矩阵稀疏性到达角估计方法计算复杂度高的问题,提出基于直接二维稀疏重构思想的高效到达角估计方法。该方法利用阵列输出数据的协方差矩阵构造二维稀疏表示模型,对协方差矩阵进行特征值分解以实现噪声功率估计,从而降低噪声对到达角估计的影响。在求解稀疏表示模型时,直接对该二维稀疏重构问题进行求解,避免了矩阵矢量化操作。仿真实验结果表明,该方法运行效率大大提高,并且在低快拍数、低信噪比和稀疏阵元等条件下估计性能优于传统方法。     

线性系统测试矩阵优化

研究了工程中常见的线性系统循环指数为1(即其约当标准形不同的约当块不出现重根)的情况下测试矩阵优化的方法.通过将系统矩阵变换为约当标准型,能够简单地判定测试矩阵能否保持系统可观测.采用该方法可以在保持系统可观测的情况下,简单而直观地获取系统测试代价最小的测试策略.例子表明,该算法在工程上易于应用.     

基于混合遗传算法优化的制导炸弹BP网络PID控制器

经典的PID控制方法虽然其物理意义明确、参数调整简便,但是面对现代的过程控制对象所具有的非线性、时变和多种不确定干扰等特性,使得基于精确线性数学模型的设计思路很难直接获得满意的动静态控制效果.在BP神经网络控制的基础上,采用混合遗传算法优化BP反向传播权系数值,推导了算法过程,设计了基于混合遗传算法优化的制导炸弹BP网络PID控制器.最后,以某制导炸弹纵向通道设计为例,仿真结果表明控制器能使得制导炸弹准确命中目标,并且具有较好的鲁棒性能.     

基于数据压缩的LSP参数高效量化算法

文中为解决超长帧编码系统中联合帧数过多导致LSP参数量化性能下降这个问题,将多项式拟合引入超长帧编码系统中,利用多项式拟合压缩LSP参数矩阵,以降低量化时实际联合的帧数。再用分裂矩阵量化器进行量化。仿真结果表明,在120 bps的参数量化速率下,此算法的量化性能优于矩阵量化算法(MQ),平均谱失真比MQ算法降低了0.0719 dB,平均分段信噪比提高了0.1971 dB。     

Equitable bandwidth allocation in content distribution networks

Applications for content distribution over networks, such as Video‐on‐Demand (VOD), are expected to grow significantly over time. Effective bandwidth allocation schemes that can be repeatedly executed must be deployed since new programs are often installed at various servers while other are deleted. We present a model for bandwidth allocation in a content distribution network that consists of multiple trees, where the root of each tree has a server that broadcasts multiple programs throughout the tree. Each network link has limited capacity and may be used by one or more of these trees. The model is formulated as an equitable resource allocation problem with a lexicographic maximin objective function that attempts to provide equitable service performance for all requested programs at the various nodes. The constraints include link capacity constraints and tree‐like ordering constraints imposed on each of the programs. We present an algorithm that provides an equitable solution in polynomial time for certain performance functions. At each iteration, the algorithm solves single‐link maximin optimization problems while relaxing the ordering constraints. The algorithm selects a bottleneck link, fixes various variables at their lexicographic optimal solution while enforcing the ordering constraints, and proceeds with the next iteration. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2010     

复杂线型小水线面双体船兴波阻力数值计算方法研究

将分段幂多项式拟合方法与线性兴波阻力理论相结合,提出一种针对复杂线型小水线面双体船的兴波阻力数值计算方法,该方法应用于常规小水线面双体船的兴波阻力计算,表明该方法能在常规的幂多项式拟合方法的基础上进一步提高计算精度,同时也验证了该方法的正确性,将该方法的计算结果与复杂线型小水线面双体船剩余阻力的试验结果相比,两者吻合较好,证明了该方法用于复杂线型小水线面双体船的兴波阻力计算是可行的。     

全隐LU-SGS算法在高超声速热化学非平衡流刚性问题中的应用

在高超声速热化学非平衡流动计算中,当地气体能量松弛时间、化学反应特征时间与流动时间推进步长量级差异过大会带来严重数值刚性问题,且在高雷诺数条件下,壁面、拐角等强干扰区网格加密使得该问题加剧,导致初始最大CFL数极小,收敛速度缓慢.原始LU-SGS算法仅考虑化学反应源项和对流项的隐式处理,通过推导黏性项Jacobian矩...     

多自由度系统及结构非线性自由振动的摄动谐波平衡法

本文在谐波平衡法的基础上,引入摄动的思想,得出了解多自由度系统及结构的非线性自由振动的新方法。其解的形式为小参数和谐波的级数形式,因此,其解不会遗漏任何项,方程为线性的代数方程;利用线性变换,将系数矩阵变换为对角阵,一旦求出线性模态,就可得其解,比线性化迭代法优越得多。算例表明,本文方法对于小振幅有较高的精度,对于较大振幅其结果也是令人满意的。