鲁棒最小方差滤波在惯导初始对准中的应用研究

在运载体机动时，卡尔曼滤波器会导致捷联惯导系统初始对准时产生较大的机动误差。而H∞鲁棒滤波技术将噪声和不确定输入看作是只知道上界的参数，而不是统计特性服从某一分布的随机向量，从而提高了系统的鲁棒性。但由于H∞滤波一般不单独考虑系统不确定项的影响，从而得到的结果较为保守。因此，学者们又提出了离散时间不确定系统的鲁棒最小方差滤波技术。计算机仿真结果表明，用鲁棒H∞滤波器和鲁棒最小方差滤波器代替卡尔曼滤波器对SINS初始对准时的状态变量进行估计校正后，能有效降低SINS初始对准的机动误差，提高系统初始对准的精度。但鲁棒最小方差滤波器比鲁棒H∞滤波器滤波校正效果更好。     

稳定回路性能评估研究

稳定回路由方位稳定回路、纵摇和横摇稳定回路组成。回路的主要控制目的是减小过程的突变。满意的性能对于维持回路控制器质量来说至关重要。在控制性能评估中,最小方差控制是最流行的基准之一。对于SISO过程,由给定的过程时延的信息能容易地估计出最小方差。然而,得到多变量系统的最小方差基准要困难得多,因为解决方法取决于过程交互矩阵。文章介绍一种针对多变量控制系统的性能指标。多变量最小方差控制性能作为很好的评定控制系统性能的基准,提供了可以从常规操作数据中估计的过程方差的绝对下限。将提出的性能度量方法应用于稳定回路中。     

运用广义最小方差控制器实现对舰船航态的综合控制

针对难以得到具有足够精度的舰船模型和精确的舰首海浪的问题，本文提出了系统广义最小方差控制器的设计方法，给出了实现舰船综合控制的具体步骤和系统总结框图，并对不同浪向下的控制效果进行了仿真研究。     

基于SαS分布的水声信号自适应波束形成算法

提出一种水声噪声环境中的自适应波束形成算法。该算法在假设水声信号服从对称α稳定分布(SαS)的前提下,定义零阶阵列响应,根据最小方差无畸变响应波束形成器(MVDR)提出零阶最小方差无畸变响应波束形成器(ZMVDR)。实际水声试验信号数据分析证明了提出的ZMDVR在不需要特征指数α的先验条件下,性能与分数低阶最小方差无畸变响应波束形成器(FrMVDR)相当,并优于MVDR波束形成器。     

最小方差约束粒子群优化的圆弧板曲率检测

为提高船体舭部圆弧板的数据拟合精度、工程测量效率和准确性,在采集三维位置数据的基础上,对数据进行多项式曲面拟合,使用基于最小方差约束的粒子群算法对拟合轴线进行优化。在仅对数据进行多项式曲面拟合后,数据模拟对比发现数据点误差多集中于10%,最大误差可达30%,无法满足实际工程使用。采用基于最小方差约束的粒子群算法对圆弧轴线进行优化,可将最大误差缩减至3%。研究表明:基于最小方差约束的粒子群算法可显著提高数据分析的精度,计算得到的圆弧拟合曲线可满足实际需要。     

双波段红外警戒机动目标的跟踪算法

介绍了卡尔曼滤波在单波段红外警戒机动目标跟踪中的应用,利用最小方差数据融合算法,实现了双波段红外警戒机动目标的搜索与跟踪。     

减摇鳍系统仿真探讨

本文探讨了减摇鳍系统的仿真。它包括不规則海浪、船只横摇、控制器及液压系统等的数字仿真。通过这些仿真所得结果可为减摇鳍最小方差控制器提供设计的依据。     

运用广义最小方差控制器实现对舰船航态的综合控制

针对难以得到具有足够精度的舰船模型和精确的舰首海浪的问题,本文提出了系统广义最小方差控制器的设计方法,给出了实现舰船综合控制的具体步骤和系统总体框图,并对不同浪向下的控制效果进行了仿真研究.     

基于图像传感器的液位测量方法研究

文章利用激光笔与摄像头构建了一种非接触式液位测量装置。依据液面上的入射光斑中心与液面高度之间的函数关系，利用最小二乘法标定液位测量装置的参数，完成液位测量。由于液面的晃动具有周期性，文章通过自相关算法来判断晃动液面的振荡周期，对液面高度构成的振荡曲线进行最小方差拟合，一个周期内拟合函数上下积分值相等的点为液面高度。此算法实现了准确的实时地连续监测液位，可应用在工业液位测量等场合。     

修正的标的资产价格服从跳-扩散过程的期权定价方程

在红利率、无风险利率、无跳跃发生时股票价格波动率均为时间的已知函数和证券市场存在交易成本的假设下,利用最小方差对冲策略,推导出标的资产服从跳-扩散过程的欧式期权定价方程.     

调节权因子的自校正自适应操纵系统

本文在应用自校正自适应原理,设计自适应操舵系统时,充分分析了以广义最小方差为基础的自校正理论,提出了以新型自校正自适应控制律为基础的自适应操舵系统,并且该操舵系统在不改变原硬件实现环节的条件下具有更佳的控制效果。这些都可由计算机仿真及实船海试的结果得到证实。     

基于客户价值的供应商供应能力分配的决策模型

在价值链环境下供应商为大量客户提供战略性产品。如何以最有效限的方式合理配置其供应能力,最大化商业价值,对供应商十分重要。论文从供应商视角设计了用于评估客户价值的层次分析法AHP(Analytic H ierarchy Process)结构,主要从战略伙伴关系、业务和制造战略、供应链管理3个方面考虑确定客户权重,然后构建了两种决策模型用于供应商供应能力的分配:顺序配置模型、最小方差分配模型并进行了比较。实践结果表明了模型的可行性和有效性。     

基于矩阵特征分解的水下声源匹配场定位

水下声源定位问题是水声信号处理领域的重点和难点,基于计算声场和接收声场相关性辨识目标距离、深度的匹配场定位方法具有广泛应用。针对Bartlett处理器宽容性好但分辨率低、最小方差处理器分辨率高但对失配敏感的问题,将空间谱估计中基于矩阵空间特征分解的目标定向算法引入匹配场定位。对水下单声源定位、双声源定位、环境失配处理等条件,对比3种定位算法的性能。仿真数据表明,与Bartlett处理器相比,基于矩阵空间特征分解的定位方法具有更高的目标定位准确度。与最小方差处理器相比,该方法在双声源定位时能够分辨相近声源,尤其对深度辨识更准确。实验数据表明,基于矩阵空间特征分解的处理器能够实现表面强干扰条件下的水下弱目标定位。     

基于多传感器信息融合的移动机器人障碍探测系统

采用单目CCD摄像机获取环境空间的网像信息,融合来自超声波测距传感器系列的深度数据可完成对环境空间的快速理解.设计出基于多传感器信息融合的移动机器人障碍探测系统,分析了多传感信息A/D数据的实时采集方法,采用多传感器数据自适应加权融合算法获取最终测量结果.实验表明该算法具有线性无偏最小方差性,可获取最优的数据融合值.     

船舶操纵自适应控制系统研究

本文研究了系统辨识和自校正控制器的算法及其在自适应操舵系统中的应用,提出了一种改进的扩展最小二乘在线算法。仿真试验表明该系统辨识算法具有收效快、稳定性好、计算量小等特点。本文提出的一种新型自校正控制器算法,其理论推导和仿真结果表明,该算法兼有最小方差和极点配置控制器的优点,适用于任何稳定、非稳定、最小相位、非最小相位被控系统;与一般最小方差、极点配置等算法相比具有跟踪精度高、稳态方差小、适用范围广等优点;且运算量小、设计灵活。作者利用IBM—PC为控制主机,配合专门研制的接口电路组成操舵控制机。根据软件的不同功能分别采用高级语言和汇编语言编程,然后连接运行,既满足了控制的实时性要求,又提供了强有力的人机对话功能。仿真试验表明,与PID自动舵相比,应用本文提出的在线辨识和自适应控制算法的自适应操舵系统能减少偏航、转舵角所引起的附加阻力,并能相应提高航速。     

黄金分割法在船舶航行控制中的应用研究

将舵角变化很小的船舶航行系统看成是一阶Nomoto线性模型,在此基础上通过最小方差控制理论得到了黄金分割自适应控制系数;然后利用雅各布理论说明对于时变离散线性二阶闭环系统,黄金分割法在船舶控制中的鲁棒性;最后通过仿真实验以及PID控制来说明本文所采用的黄金分割法的有效性。本算法能够降低环境参数对船舶航行的干扰,保证船舶的安全行驶。     

一类复杂带乘性噪声广义系统研究

研究状态空间模型描述的带乘性噪声广义系统,在加性噪声同时刻相关情形下的最优状态滤波算法以及观测噪声最优估计问题.在假设系统正则的情况下,针对乘性噪声为一般随机矩阵即各观测通道乘性噪声同时刻相关的情况,通过受限等价变换的方法,给出了线性最小方差意义下的系统状态滤波算法和观测噪声最优滤波算法.数字仿真结果表明了算法的有效性.     

基于数字波束形成技术的空间干扰抑制算法研究

对基于数字波束形成技术的智能天线接收系统中的空间干扰抑制算法进行研究,实现天线系统的最佳接收。运用多重信号分类（MUSIC）算法检测信号和干扰方向,并利用改进的线性最小方差准则算法调整权系数,使接收系统实时跟踪信号和干扰的空间方向,并能进一步加宽波束的干扰零陷,提高系统的空间干扰抑制能力。     

基于MVDR算法的改进型三信道正交相关器

正交相关器能够检测低于噪声电平的信号,但在避免强干扰源产生错误方面仍存在局限性。利用相关检测和最小方差无畸变响应（minimum variance distortionless response）[1]波束形成算法相结合的方法,抑制非期望波达方向的干扰噪声,提高对弱信号检测能力。理论分析和仿真试验结果表明改进后的接收机对强干扰有一定的抑制力。     

广义最小方差控制在船舶转向控制系统中的应用

近年来,在水上航运业的刺激下,船舶的数量不断增加,船舶制造逐渐向着高速化、高承载量方向发展。一方面,船舶的速度与载重不断增加,提高了商品运输的效率;另一方面,大质量、高速化船舶使海上交通更加拥挤,航行事故不断发生。针对这一问题,本文对船舶的转向控制系统进行深入研究,重点介绍了一种广义最小方差控制理论,并将其应用于船舶的转向控制过程,不仅提高了船舶转向控制的精度,还缩短了船舶转向控制的响应时间,具有非常广阔的应用前景。