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改进低秩矩阵逼近算法的非同步测量声源定位

机械工程学报 2023年第16期59卷 137-146页

作者：宁方立姚克强韦娟西北工业大学机电学院西安710072 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

非同步测量声源定位可以提高定位的频率范围和空间分辨率。然而,在低信噪比的环境下现有矩阵补全算法的非同步测量声源定位结果精度较差。提出改进低秩矩阵逼近矩阵补全算法:首先,对不完整的互谱矩阵进行矩阵补全;其次,应用参数化非凸... 详细信息

非同步测量声源定位可以提高定位的频率范围和空间分辨率。然而,在低信噪比的环境下现有矩阵补全算法的非同步测量声源定位结果精度较差。提出改进低秩矩阵逼近矩阵补全算法:首先,对不完整的互谱矩阵进行矩阵补全;其次,应用参数化非凸惩罚函数的去噪方法对互谱矩阵进行去噪处理。最终通过常规波束形成算法实现非同步测量声源定位。将改进低秩矩阵逼近算法与核范数最小化补全算法、主成分分析算法在不同频率与低信噪比下进行非同步测量声源定位数值仿真与试验对比。仿真与试验结果表明:①不同低信噪比下,改进低秩矩阵逼近算法较核范数最小化补全算法、主成分分析算法的补全误差均要小。②相比于核范数最小化补全算法、主成分分析算法的声源定位结果,改进的低秩矩阵逼近算法可以有效缩小主瓣宽度、抑制旁瓣,提高声源定位的分辨率,能够适用于信噪比较低的复杂工业环境。

关键词：非同步测量矩阵补全声源定位低秩矩阵逼近

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考虑摄动影响的空间站伴随卫星群轨道设计

西安电子科技大学学报 2006年第4期33卷 588-592页

作者：韦娟宁方立西安电子科技大学综合业务网理论与关键技术国家重点实验室陕西西安710071 西北工业大学机电学院陕西西安710072

以运动学方法为基础,考虑摄动对长期相对运行轨道的影响,推导了空间站伴随卫星长期运行的条件表达式,该方法利用不同天体力学特性,将相对运动参数与轨道要素直接联系起来,得到了摄动力和相对轨道要素之间的关系.地球扁率的影响可通过二... 详细信息

以运动学方法为基础,考虑摄动对长期相对运行轨道的影响,推导了空间站伴随卫星长期运行的条件表达式,该方法利用不同天体力学特性,将相对运动参数与轨道要素直接联系起来,得到了摄动力和相对轨道要素之间的关系.地球扁率的影响可通过二者轨道要素的取值约束部分消除,而大气阻力的影响因二者弹道系数的较大差异难以从理论上进行消除,必须利用推力装置或者回收释放的方法进行轨道修正.

关键词：摄动空间站伴随卫星群轨道设计

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基于l_p范数的压缩感知图像重建算法研究

物理学报 2013年第17期62卷 282-289页

作者：宁方立何碧静韦娟西北工业大学机电学院西安710072 西安电子科技大学通信工程学院综合业务网理论与关键技术国家重点实验室西安710071

图像重建是光学成像、光声成像、声纳成像、核磁共振成像、天体成像等物理成像领域中的关键技术之一.近年来提出的压缩感知理论指出:对稀疏或者可压缩信号进行少量非自适应线性投影,投影信号含有足够的信息,从而能对信号进行高概率重建... 详细信息

图像重建是光学成像、光声成像、声纳成像、核磁共振成像、天体成像等物理成像领域中的关键技术之一.近年来提出的压缩感知理论指出:对稀疏或者可压缩信号进行少量非自适应线性投影,投影信号含有足够的信息,从而能对信号进行高概率重建.压缩感知已被应用于多种物理成像系统.将罚函数法和修正Hesse阵序列二次规划方法相结合,并采用了分块压缩感知思想,提出一种基于lp范数的压缩感知图像重建算法.以cameraman,barbara和mandrill图像为例,采用该算法进行图像重建.首先,在不同采样率下对图像重建.即便采样率低至0.3时,也能获得高达32.23 dB的信噪比,重建图像清晰可辨.验证了该算法的正确性.其次,将该算法与正交匹配追踪算法进行对比,在采样率达到0.5以上时,能够获得高信噪比的重建图像,成像时间也大为减少,特别是采样率为0.7时,成像时间减少88%.最后,与现有基于lp范数的压缩感知图像重建算法进行对比,计算结果表明在成像质量有所提高的基础上,成像时间大为缩短.

关键词：图像重建压缩感知罚函数修正Hesse阵序列二次规划

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基于神经网络的声场景数据声谱图提取方法

系统工程与电子技术 2021年第12期43卷 3462-3469页

作者：韦娟丁智恺宁方立西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 西北工业大学机电学院陕西西安710072

在复杂环境声场景识别任务中,梅尔频谱作为输入的深度卷积神经网络有良好的识别能力,然而梅尔滤波器组依据人耳生理特征设计,对于声场景识别并非最优滤波器组。针对此问题提出声谱图提取神经网络取代传统梅尔频谱提取过程,通过训练该网... 详细信息

在复杂环境声场景识别任务中,梅尔频谱作为输入的深度卷积神经网络有良好的识别能力,然而梅尔滤波器组依据人耳生理特征设计,对于声场景识别并非最优滤波器组。针对此问题提出声谱图提取神经网络取代传统梅尔频谱提取过程,通过训练该网络使声谱图自动适应声场景数据集。声谱图提取神经网络连接ResNet50作为声场景识别架构,在DCASE2019声场景数据集上进行训练与测试,实验结果表明该架构比传统模型有更高的识别率,能够有效调整频率曲线、滤波器幅值以及滤波器形状。

关键词：声场景分类深度卷积神经网络声谱图提取神经网络梅尔频谱

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非平稳噪声下稀疏表示的DOA估计算法

北京邮电大学学报 2020年第1期43卷 116-121页

作者：韦娟曹凯军宁方立西安电子科技大学通信工程学院西安710071 西北工业大学机电学院西安710072 东莞市三航军民融合创新研究院东莞523808

为提高非平稳噪声下远场非相干窄带信号波达方向(DOA)的估计精度,提出了一种基于稀疏重构的DOA估计算法.采用类协方差差分算法构造差分矩阵,抑制非平稳噪声的影响;基于类旋转不变子空间参数估计算法基本原理构造稀疏表示模型与权函数;... 详细信息

为提高非平稳噪声下远场非相干窄带信号波达方向(DOA)的估计精度,提出了一种基于稀疏重构的DOA估计算法.采用类协方差差分算法构造差分矩阵,抑制非平稳噪声的影响;基于类旋转不变子空间参数估计算法基本原理构造稀疏表示模型与权函数;利用加权l1范数对模型求解,实现DOA估计.仿真结果表明,与传统的协方差差分算法、噪声协方差矩阵估计算法、秩迹最小化算法以及稀疏重构算法相比,所提算法不仅能较好地抑制非平稳噪声的影响,而且在低信噪比、低快拍数情况下具有较强的稳健性和较高的估计精度.

关键词：非平稳噪声波达方向估计稀疏重构加权l1范数

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结构体动态响应问题的概率分析方法研究

机械科学与技术 1999年第1期18卷 89-90,96页

作者：宁方立吴立言韦娟西北工业大学西安710072

将可靠性分析三参数法与摄动概率有限元法相结合，提出了一套求解结构体动态响应概率分布的方法。

关键词：动力学概率分析摄动结构体动态响应可靠性

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基于智能功率模块的无刷直流电机控制器

西北工业大学学报 2006年第2期24卷 161-164页

作者：韦敏宁方立韦娟西安石油大学陕西西安710065 西北工业大学陕西西安710072 西安电子科技大学陕西西安710071

IRAM S10UP60A是IR公司新近推出的一款智能功率模块,文中介绍了基于该功率模块的无刷直流电机闭环速度调节控制系统的原理和构成特点,并进行了试制、调试及实验,可以看出其优越的控制性能。系统具有体积小,结构简单,调速性能好,抗干扰性... 详细信息

IRAM S10UP60A是IR公司新近推出的一款智能功率模块,文中介绍了基于该功率模块的无刷直流电机闭环速度调节控制系统的原理和构成特点,并进行了试制、调试及实验,可以看出其优越的控制性能。系统具有体积小,结构简单,调速性能好,抗干扰性强,可靠性高,性能价格比高等优点,适合于小功率无刷直流电机的控制。

关键词：无刷直流电机 IRAMS10UP60A 控制

基于互质阵虚拟阵列空间平滑的相干信号DOA估计方法

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系统工程与电子技术 2022年第4期44卷 1069-1077页

作者：韦娟严世安宁方立西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 西北工业大学机电学院陕西西安710072

针对相干信号波达方向(direction of arrival,DOA)以空间平滑方法为基础的算法中阵列孔径损失严重以及低信噪比环境下算法估计性能较差等问题,提出一种无需信源数先验信息的互质阵列相干信号DOA估计方法。首先,对互质阵列得到的协方差... 详细信息

针对相干信号波达方向(direction of arrival,DOA)以空间平滑方法为基础的算法中阵列孔径损失严重以及低信噪比环境下算法估计性能较差等问题,提出一种无需信源数先验信息的互质阵列相干信号DOA估计方法。首先,对互质阵列得到的协方差矩阵矢量化,在虚拟阵元空洞位置内插天线零元,重构协方差矩阵为Toeplitz矩阵,拓展阵列孔径。然后,对重构阵列进行前后向空间平滑处理,消除信号相干性,提高算法估计性能。最后,将前后向平滑矩阵类比均匀对称阵列的协方差矩阵,设计代价函数转化为凸优化问题,通过谱峰搜索进行DOA估计。理论分析及仿真结果表明,该方法无需入射信号信源数,计算复杂度低,且在低信噪比环境下相干信号DOA估计数、估计分辨率以及估计精度都得到了明显改善。

关键词：互质阵列波达方向估计相干信号空间平滑

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高细对称结构正交耦合振动响应的试验研究

应用力学学报 2011年第6期28卷 640-643,676页

作者：马小飞韦娟芳西安空间无线电技术研究所西安710000

高细对称结构是指具有较大的高度/直径比,且横向和纵向完全对称的结构形式。由于其典型的对称电磁场特性,在星载天线上得到了一定的应用。有研究发现:高细对称工程结构在振动试验过程中往往表现出正交耦合响应较大的现象,这些现象相当... 详细信息

高细对称结构是指具有较大的高度/直径比,且横向和纵向完全对称的结构形式。由于其典型的对称电磁场特性,在星载天线上得到了一定的应用。有研究发现:高细对称工程结构在振动试验过程中往往表现出正交耦合响应较大的现象,这些现象相当于产品单方向振动激励时在两个互相正交方向同时进行了振动载荷,从而造成了产品的过试验问题。但是,工程实物模型相对较为复杂,无法通过仿真直观地揭示这种特殊现象的本质。本文针对在实践工程高细对称结构中发现的正交耦合振动响应现象,对这类工程结构进行了简化(将某一类星载天线简化为板梁弯曲结构)。在此基础上提出了试验验证模型,并完成了正弦激励载荷下的振动响应试验。通过分析试验数据对比了对称结构和非对称结构的振动耦合响应异同,剖析了各种产生正交耦合振动响应的原因;指出正交耦合振动响应是高细对称结构的一种固有特性,采用非对称设计可以减小正交耦合响应;最后提出了一种针对这种高细对称结构进行准确仿真计算的方法。

关键词：高细对称结构正交耦合振动响应