A robust queueing network analyzer based on indices of dispersion

We develop a robust queueing network analyzer algorithm to approximate the steady-state performance of a single-class open queueing network of single-server queues with Markovian routing. The algorithm allows nonrenewal external arrival processes, general service-time distributions and customer feedback. The algorithm is based on a decomposition approximation, where each flow is partially characterized by its rate and a continuous function that measures the stochastic variability over time. This function is a scaled version of the variance-time curve, called the index of dispersion for counts (IDC). The required IDC functions for the external arrival processes can be calculated from the model primitives or estimated from data. Approximations for the IDC functions of the internal flows are calculated by solving a set of linear equations. The theoretical basis is provided by heavy-traffic limits for the flows established in our previous papers. A robust queueing technique is used to generate approximations of the mean steady-state performance at each queue from the IDC of the total arrival flow and the service specification at that queue. The algorithm's effectiveness is supported by extensive simulation studies.     

穿浪双体船纵向运动模糊PID控制

针对穿浪双体船高速情况下的纵摇和垂荡运动影响乘船舒适性的问题,分析了穿浪双体船的运动规律,给出了其纵向运动控制模型,并根据控制模型的多输入多输出系统特点,分别针对纵摇和升沉两个通道设计了独立的PID控制器。在此基础上,进一步将模糊控制理论应用于PID参数的整定,给出了具体的设计方法,并根据人工经验设计了详细的参数整定规则。经仿真分析表明:模糊逻辑的引入使得PID控制器具备了自适应功能,能够取得更好的减摇效果。     

Huber加权的频率稳定度非相关差分抗差估计方法

计算原子钟频率稳定度时,钟差观测异常会导致Allan方差出现较大的估计偏差。建立Allan方差的差分估计模型,根据钟差的差分序列统计特性分析了相关差分估计的噪声识别与白化等计算复杂度问题;针对上述难点提出一种基于Huber权函数的非相关差分抗差估计方法,建立一种非相关差分序列的构造方法,有效避免了复杂的噪声识别及白化计算;给出Allan方差的非相关差分抗差估计的推导,并对抗差过程引入的误差累积给出了一种抵消方法;给出完整的抗差估计方案,并利用实测数据进行了实验验证。实验结果表明本方法对相位单点跳变、相位阶跃跳变具有显著的抗差能力,抗差估计可使异常引入的相对偏差由近200%降至10%以内。     

基于单应轨迹的视频实时稳像算法

针对视频稳像中实时任务的需求特点,提出一种基于单应轨迹的视频稳像算法。估计序列图像帧间的单应变换,并将该变换作用于图像窗口的4个角点,从而对每帧图像产生4个短的单应轨迹以代表视频短时间内的运动。利用关联卡尔曼滤波器以一种连续方式对不同帧的单应轨迹进行平滑。对图像合成采用包括性和相似约束以提高结果视频的可观性质量。该算法以在线方式工作,消除了缓存输入图像帧导致的延迟,具备不依赖于复杂的3D重建和长距离特征跟踪的优点,并有效避免了单应模型表达视频运动模型的误差积累问题。实验表明该算法能够有效对包含2D和较复杂3D场景的视频进行稳像,并且能够达到实时处理速度。     

舰船舵减横摇广义预测约束控制

依据舵减摇状态空间模型,推导舵减横摇广义预测控制律,在舵角舵速约束的条件下,采用二次型规划计算控制量进行减横摇控制.对某一船舶在典型航行工况下进行了系统仿真,仿真结果表明,该方法不但可取得35%～45%的减摇效果,而且对横摇角速度与横摇角加速度也有40%左右的减小效果.     

激光焦点控制磁力驱动的控制特性实验对比分析

为了满足激光焦点控制系统的位置和速度响应要求,设计了一种轴向放置、轴向磁化的环形永磁体自复位的3自由度激光焦点磁力驱动微动平台。根据该微动平台的结构进行力学分析并建立动力学方程,在此基础上进行微动平台的比例、积分、微分控制实验和鲁棒控制实验。通过两种不同控制策略的对比分析,结果表明,两种控制策略都能实现微动平台的稳定驱动,但是在比例、积分、微分控制策略下,响应速度更好,在鲁棒控制策略下,抗干扰能力更好。     

低轨微小卫星姿态控制方案

针对轨道高度低于500km微小卫星姿态控制问题,从充分利用环境力矩的角度出发,提出一种主动磁控+气动稳定力矩的姿态控制方案.该方案较好地解决了局部稳定控制律的全局稳定问题.仿真结果表明:特征距离d∝是影响该控制方案的主要因素.d∝值越大,对控制越有利,但随着d∝值的增大,卫星总体设计难度也会加大,因此实际中应选择合适的...     

基于LMI的磁轴承-转子系统鲁棒增益调度控制器设计

针对陀螺效应明显的磁轴承-转子系统转速变化引起的模型变化而带来的控制问题,提出基于LMI的鲁棒增益调度方法设计控制器.通过建立系统依转速变化的LPV模型,设计了鲁棒增益调度控制器,使转子在全转速范围内保证了鲁棒稳定性和性能.为降低控制器设计的保守性,可缩小转速区间设计控制器使控制性能得到提高.与基于LTI模型设计的鲁棒...     

应用抗差无迹卡尔曼滤波的再入弹道处理技术

针对现有无迹卡尔曼滤波在再入弹道处理中可能出现的异常观测、观测随机误差模型不准确以及动力学模型不合理等问题,在无迹卡尔曼滤波中引入自适应与抗差估计理论,研究适用于再入弹道处理的自适应抗差滤波方法。该方法可以自适应地估计测量噪声等价协方差阵和状态噪声等价协方差阵,并可实现异常值的分离和维纳模型方差的自适应调整。数值仿真结果表明:该方法计算简单,并能有效减弱测量误差和动力学模型误差对弹道处理精度的影响。     

非线性自适应统计滤波器在声测量信号处理中的应用

从α-stable分布特征出发,阐述了处理非高斯噪声的LMP、顺序统计、群组等非线性统计滤波器自适应算法;实例验算表明了在α-stable分布下,非线性统计自适应器性能优于传统的线性自适应滤波器,且收敛速度更快.