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基于集员共轭梯度的约束自适应波束成形算法

系统工程与电子技术 2019年第1期41卷 27-34页

作者：张君牧舒勤四川大学电气信息学院四川成都610065

针对传统波束成形计算复杂度过大的问题,提出一种基于集员共轭梯度的约束自适应波束成形算法。运用共轭梯度算法原理,在期望信号功率保留的约束条件下使输出方差最小,得到权重向量,避免计算输入信号的协方差逆矩阵,有效达到收敛。集员... 详细信息

针对传统波束成形计算复杂度过大的问题,提出一种基于集员共轭梯度的约束自适应波束成形算法。运用共轭梯度算法原理,在期望信号功率保留的约束条件下使输出方差最小,得到权重向量,避免计算输入信号的协方差逆矩阵,有效达到收敛。集员方法运用时变边界约束条件,实行数据选择性更新,减少计算复杂度。该算法运用集员方法和共轭梯度,避免重复计算,得到有效的权重向量,保证良好的收敛性能。又对算法进行计算复杂度和收敛性能分析。仿真结果表明,与其他传统算法相比,该算法在保证良好的收敛性能的同时,大大减少了计算复杂度。

关键词：共轭梯度集员自适应算法波束成形

基于超平行空间集员滤波的非线性系统状态估计方法

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控制与决策 2022年第9期37卷 2287-2295页

作者：王子赟李旭王艳纪志成江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心江苏无锡214122

针对噪声有界但未知条件下的非线性系统状态估计问题,提出基于超平行空间集员滤波算法.利用Stirling矩阵将模型进行一阶展开,基于凸差规划完成线性化误差定界,采用超平行空间表示误差边界和状态可行集,求解下一时刻预测状态可行集超平行... 详细信息

针对噪声有界但未知条件下的非线性系统状态估计问题,提出基于超平行空间集员滤波算法.利用Stirling矩阵将模型进行一阶展开,基于凸差规划完成线性化误差定界,采用超平行空间表示误差边界和状态可行集,求解下一时刻预测状态可行集超平行体.在更新步将观测值分解为多个带,融入观测值的线性化误差并将带依次与超平行体相交,得到该时刻超平行空间描述下的状态可行集更新情况.所提出算法能够避免在求解线性化误差过程中外包误差集合带来的体积扩充,降低非线性集员滤波算法的保守性,仿真示例验证了所提出算法的可行性和有效性.

关键词：超平行空间集员滤波非线性系统状态估计

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一种基于凸多面体的集员滤波故障诊断方法

控制与决策 2018年第1期33卷 150-156页

作者：沈艳霞尹天骄江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心江苏无锡214000

针对含有未知但有界噪声的线性系统,利用基于凸多面体的集员滤波算法进行故障诊断策略研究;针对不同故障类型设计集员滤波器,通过求解基于无故障模型的集员滤波器状态可行集进行故障检测.采用模型去伪的思路进行故障隔离,即在故障发生... 详细信息

针对含有未知但有界噪声的线性系统,利用基于凸多面体的集员滤波算法进行故障诊断策略研究;针对不同故障类型设计集员滤波器,通过求解基于无故障模型的集员滤波器状态可行集进行故障检测.采用模型去伪的思路进行故障隔离,即在故障发生后寻找唯一当前状态可行集不为空的集员滤波器,其对应的故障类型即为故障隔离结果.通过实例仿真分析得出,所提出方法可完成对不同类型故障的诊断,具有可行性.

关键词：故障诊断故障隔离集员凸多面体

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集员估计的加权最小二乘支持向量机方法

电机与控制学报 2009年第3期13卷 431-435页

作者：柴伟孙先仿北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京工业大学电子信息与控制工程学院北京100124

针对带有未知但有界误差的参数非线性回归模型,提出了集员估计的加权最小二乘支持向量机方法。采用加权最小二乘支持向量回归的方法建立逼近方程误差向量的加权l∞范数与参数向量之间的复杂函数关系的模型。根据此模型和可行的方程误差... 详细信息

针对带有未知但有界误差的参数非线性回归模型,提出了集员估计的加权最小二乘支持向量机方法。采用加权最小二乘支持向量回归的方法建立逼近方程误差向量的加权l∞范数与参数向量之间的复杂函数关系的模型。根据此模型和可行的方程误差向量的加权l∞范数导出近似参数可行集。为了评估集员估计结果的优劣,给出了反映近似边界接近精确边界程度的指标。仿真结果表明,采用本文方法比采用一般最小二乘支持向量机的方法所得的近似边界更接近精确边界。

关键词：非线性系统参数估计集员支持向量机加权最小二乘

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一种非线性系统集员辨识算法

北京航空航天大学学报 2005年第11期31卷 1237-1240,1244页

作者：柴伟孙先仿北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

针对带有未知有界噪声的非线性动态系统的鲁棒辨识问题,提出了一种新的非线性动态系统的集员辨识算法.利用径向基函数神经网络的逼近能力,根据系统的输入输出数据,选用径向基函数神经网络对未知非线性系统建模.径向基函数神经网络的中... 详细信息

针对带有未知有界噪声的非线性动态系统的鲁棒辨识问题,提出了一种新的非线性动态系统的集员辨识算法.利用径向基函数神经网络的逼近能力,根据系统的输入输出数据,选用径向基函数神经网络对未知非线性系统建模.径向基函数神经网络的中心被确定之后,考虑到建模误差与系统噪声有界,利用径向基函数神经网络为参数线性模型的特点,使用参数线性集员辨识算法辨识径向基函数神经网络的输出权值.由于集员辨识算法所得到的是网络输出权值的集合估计,在系统运行过程中,可以很方便地利用所建模型预测实际系统的输出范围.仿真表明,集员辨识算法辨识网络的输出权值比最小二乘法较少的受未知动态系统噪声分布的影响.

关键词：非线性系统径向基函数网络鲁棒性辨识集员

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改进的全对称多胞形集员状态估计算法

控制理论与应用 2008年第2期25卷 273-277页

作者：柴伟孙先仿北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

针对带有有界的噪声和参数的非线性离散时间系统,提出了一种改进的全对称多胞形集员状态估计算法.在算法的时间更新过程中,采用区间算术的方法计算一个包含系统轨迹的全对称多胞形.在算法的量测更新过程中,则要首先在状态空间中给出一... 详细信息

针对带有有界的噪声和参数的非线性离散时间系统,提出了一种改进的全对称多胞形集员状态估计算法.在算法的时间更新过程中,采用区间算术的方法计算一个包含系统轨迹的全对称多胞形.在算法的量测更新过程中,则要首先在状态空间中给出一个集合作为与量测输出相一致的区域的外界描述,然后计算一个具有最小容积的全对称多胞形作为时间更新全对称多胞形与此集合的交集的外界描述.由于此集合可表示为多个带的交集,所以需要研究全对称多胞形与带的交集的外界描述方法.在提出改进的外界描述方法之前,指出了原始外界描述方法的保守性.改进的外界描述方法给出了新的包含二者交集的全对称多胞形族,然后找到具有最小容积的全对称多胞形作为二者交集的外界描述.此后证明了改进外界描述方法得到的全对称多胞形不会比原始方法大.最后,采用仿真实验来检验不同噪声分布对算法性能的影响.仿真结果表明了改进算法得到的状态估计的均方误差和全对称多胞形的容积比原始算法小,而且当存在重尾分布噪声时此优势更加明显.

关键词：非线性系统不确定系统状态估计集员全对称多胞形

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非线性椭球集员滤波及其在故障诊断中的应用

航空学报 2007年第4期28卷 948-952页

作者：柴伟孙先仿北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

针对带有未知但有界噪声的非线性系统,提出一种椭球集员滤波算法,并将其应用于保证故障检测与隔离。对非线性状态方程和量测方程进行泰勒展开之后,通过区间分析的方法给出线性化余项存在区域的盒子外界描述。假设过程和量测噪声由盒子限... 详细信息

针对带有未知但有界噪声的非线性系统,提出一种椭球集员滤波算法,并将其应用于保证故障检测与隔离。对非线性状态方程和量测方程进行泰勒展开之后,通过区间分析的方法给出线性化余项存在区域的盒子外界描述。假设过程和量测噪声由盒子限界,在算法的时间更新和量测更新过程中,分别计算包含椭球与线段的向量和及椭球与带的交的次最小容积椭球。在椭球集员滤波算法的基础之上,给出传感器故障检测与隔离的方法。由于集员滤波是保证状态估计,因而基于集员滤波算法的故障检测与隔离方法也具有保证性,即如果发出故障警报,则一定有故障发生。一个二维非线性系统的例子说明了该方法的有效性。

关键词：状态估计集员椭球区间分析故障检测与隔离非线性系统

用于稀疏系统辨识的低复杂度集员NLMS算法

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信号处理 2022年第2期38卷 417-425页

作者：孟金易胜宏张红升甘济章雷鹏重庆邮电大学光电工程学院重庆400065

针对现有的稀疏集员(SM,Set-Membership)自适应滤波算法,普遍存在稳态均方偏差(MSD,Mean Square Deviation)的稳定性较低及运算复杂度较高等问题,提出了一种新颖的稀疏集员NLMS(NLMS,Normalized Least Mean Square)算法。该方案提出一... 详细信息

针对现有的稀疏集员(SM,Set-Membership)自适应滤波算法,普遍存在稳态均方偏差(MSD,Mean Square Deviation)的稳定性较低及运算复杂度较高等问题,提出了一种新颖的稀疏集员NLMS(NLMS,Normalized Least Mean Square)算法。该方案提出一种运算复杂度更低的零吸引(ZA,Zero-attracting)惩罚函数,使算法对稀疏信道的估计更为合理。在多种稀疏信道仿真中,与目前的稀疏集员算法相比,所提算法的稳态MSD更低且稳定性更高。最后,将所提算法应用于声波信号的稀疏系统辨识中,比目前的稀疏集员算法更具有优势。

关键词：稀疏信道零吸引惩罚集员系统辨识

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具有状态约束的集员卡尔曼滤波器设计

福州大学学报（自然科学版） 2013年第5期41卷 862-868页

作者：许艳萍王武江加辉闽南师范大学物理与信息工程学院福建漳州363000 福州大学电气工程与自动化学院福建福州350116

针对状态约束问题,提出具有状态约束的集员卡尔曼滤波算法.采用最小迹椭球算法对状态向量的椭球域进行更新,同时分别在预测和滤波的两个阶段用投影的方法把没有约束的状态估计投影到有约束的状态估计表面处理约束问题.将所设计的集员卡... 详细信息

针对状态约束问题,提出具有状态约束的集员卡尔曼滤波算法.采用最小迹椭球算法对状态向量的椭球域进行更新,同时分别在预测和滤波的两个阶段用投影的方法把没有约束的状态估计投影到有约束的状态估计表面处理约束问题.将所设计的集员卡尔曼滤波器应用到三维追踪实例中,实例仿真结果证明了所提方法的可行性和有效性.

关键词：状态约束集员卡尔曼滤波器