运用迭代FFT算法优化矩形平面稀疏阵列

介绍了一种基于迭代FFT算法的优化方法来实现矩形稀疏阵列的峰值旁瓣电平最优化的设计,给出了该方法的详细优化步骤.如果矩形平面阵列的阵元等间距分布,则阵列因子与阵元激励之间存在二维傅里叶变换关系,对随机初始化的阵元激励作迭代FFT循环,在一定的旁瓣约束条件下,便可以得到最优的阵元分布.仿真结果证明了该方法的快速性、有效性...     

基于改进风驱动优化算法的稀疏阵列旁瓣抑制方法

针对阵列稀疏通常会引起波束方向图旁瓣电平抬高的问题,本文提出了一种基于改进风驱动优化算法和凸优化的稀疏阵列旁瓣抑制方法。该方法首先针对传统的风驱动优化（Wind driven optimization, WDO）算法缺少普遍适用的参数设置方案,提出了一种结合高斯分布的改进风驱动优化算法。将半圆阵方向图的峰值旁瓣电平作为目标函数,采用改进的WDO算法作为全局优化算法来优化阵元位置,同时采用凸优化算法作为局部优化算法来高效求解有效阵元的最优加权系数,确保了阵元位置和权值的理想匹配。仿真结果表明,在稀疏 阵列阵元数一定的情况下,算法可有效降低旁瓣水平,具有更好的全局寻优能力和更快的收敛速度,为稀疏阵列的旁瓣抑制提供了有效的优化设计方法。     

基于遗传算法的圆柱阵列稀疏方法

由于共形阵列所具有的特性,使其正得到日益广泛的应用,但其耗用较多的阵元,方向图具有相对主瓣较高的旁瓣电平。为此,针对基本的共形阵列——圆柱阵列的天线阵元,应用经典遗传算法,以阵元的工作状态为优化参量,对其进行稀疏。减少了阵元数量,仿真结果表明,该方法能有效地降低圆柱阵列的旁瓣电平。     

稀疏同心圆阵旁瓣电平优化设计

稀疏优化后的同心圆阵的旁瓣电平虽然相比于满阵有所降低,但还是很高。为了获得具有更低旁瓣电平的同心圆阵,本文采用锥型波束形成技术,对利用模拟退火粒子群算法得到的稀疏同心圆阵加窗,优化阵列馈电电流的激励振幅。利用改进的三角窗、汉宁窗和布莱克曼窗三种窗函数对稀疏同心圆阵进行优化。仿真结果表明,加窗后,稀疏同心圆阵的旁瓣电平都有明显降低,采用布莱克曼窗得到的阵列的最大旁瓣电平最小,汉宁窗的次之,三角窗的最大。     

水下成像的稀疏阵列乘性处理

针对阵列传感器布阵设计中的冗余问题,提供了一种水下声学成像稀疏阵列的处理方法。采用稀疏阵列乘性处理方法可合成一个收发一体的虚拟阵列且虚拟阵元数目等于实际阵列发射阵元与接收阵元的乘积。依据相位中心近似的原理,对虚拟阵元的布阵位置进行了数学的解析表示,使用几种不同结构的稀疏阵列进行比较。实验结果得出,使用上述方法建立的稀疏阵列性能指标在三维声场、波束、导向矢量、主瓣宽度和峰值旁瓣级等方面与同等数量的收发一体Mills cross稀疏阵列一致。表明了乘性处理方法能有效解决阵元冗余问题,利用上述方法可得到一种优于Mills cross的新型稀疏阵列。     

一种广域稀布雷达低旁瓣波束形成方法

广域稀布雷达具有抗干扰、抗摧毁能力强等优点,但是其方向图会因阵元稀布而存在大量的高旁瓣。提出一种脉组内捷变频联合波束形成方法,通过在雷达的连续脉组内发射不同频率的信号,并将不同频率的信号进行相参合成,在使主瓣电平不变的情况下,得到更低的旁瓣电平。通过与遗传算法相结合,并设定适当的约束和适应度函数,经迭代优化后的布局,可以得到具有更低的旁瓣电平的方向图。仿真结果表明：经该方法优化后,广域稀布线阵旁瓣电平降低至-11.85dB,广域稀布面阵方位向和俯仰向旁瓣电平分别降低至-14.18dB及-14.73dB。该方法可以有效降低广稀疏阵列的旁瓣电平。     

基于改进遗传算法的圆阵列方向图联合优化

为降低圆阵列方向图的峰值旁瓣电平,提出一种基于改进遗传算法的圆阵列方向图优化方法。将阵元位置和阵元权值作为联合优化变量,以最小化波束方向图峰值旁瓣为目标函数,采用遗传算法优化阵元位置和阵元权值,以增加变量的自由度,在采用双重选择机制的基础上,结合差分进化、内插/外推、单点交叉和多点交叉4种方式实现交叉变异。实验结果表明,该方法能降低陷入局部最优点的概率,具有较好的适应度和较快的收敛速度,使峰值旁瓣电平降低至?12.611 dB。     

两级递阶遗传算法优化稀布直线阵列

非均匀稀布直线阵列通常具有较高的旁瓣,为了降低旁瓣,对传统遗传算法进行改进用于阵列优化。为了更好的解决早熟收敛问题,利用两级递阶遗传算法THGA（Two-level Hierarchic Genetic Algorithm）在各阵列电流激励幅度相同的情况下对阵元位置进行了优化,最大旁瓣降低至-15．2498dB。在各阵列电流激励幅度不同的情况下,提出了“微调”“粗调”的思想对激励和阵元位置同时进行优化。仿真结果表明,对于一个孔径为50λ的25个阵元组成的稀布直线阵列,可获得了更低的旁瓣,最大旁辩可降至-22．5955dB。     

共形球面阵建模及其旁瓣控制的研究

运用球面几何知识,根据孔径及最小阵元间距约束,提出了一种基于正二十面体球面三角剖分法的球面阵建模方法。应用遗传算法,针对新模型相对主瓣较高的旁瓣电平问题,以阵元位置标识向量为个体元素,进行孔径、阵元个数、最小间隔一定的稀疏优化处理。仿真结果表明,新模型在结构上实现了阵元的近似球面对称分布,运用遗传算法有效地优化了共形球面阵的旁瓣性能。     

基于MOPSO与凸优化算法的稀布圆阵列方向图优化

为了降低稀布阵列的峰值旁瓣电平并抑制稀布阵列的栅瓣,提出了一种多目标粒子群与凸优化相结合的方向图综合算法。该算法将多目标粒子群优化(Multi-objective particles swarm optimization,MOPSO)作为全局搜索器,凸优化算法作为局部搜索器来搜索最优解,优化的变量不仅是阵元的权值,而且还加入了阵元位置这一参数,从而能够提供更多的自由度来控制稀布阵列的性能。基于30阵元的稀布圆形阵列的仿真结果表明：与单纯使用MOPSO算法相比,本文提出的用MOPSO算法优化阵元位置,凸优化算法优化阵元权值的联合优化算法,得到的栅瓣和峰值旁瓣电平都小于-19.3　dB。     

基于有限元法串馈微带天线阵的设计与优化

研究毫米波段串馈微带天线阵的优化问题,阵列采用1/4阻抗变换器的幅度加权方法实现低副瓣。针对阻抗变换段与传输线之间存在不连续导致各单元相位的差异而影响副瓣电平进一步的降低,应用有限元法优化传输线的长度进行相位补偿,使各单元辐射同相谐振。仿真结果表明,优化后的方向图副瓣≤-22dB,较优化前降低了7dB,增益15.8dB,波束宽度9.6°,实现了微带阵列天线的低副瓣、高增益、窄波束的指标要求。     

Reduced bases for model updating in structural dynamics based on constitutive relation error

This paper deals with the application of a model reduction method to the updating of models of industrial structures with many degrees of freedom. The updating method is based on the concept of constitutive relation error. This is an iterative method in which each iteration consists of a first step in which the most important errors in the model are localized and a second step in which these errors are corrected. The reduction method follows a classical approach in which we introduce a truncated modal basis to which the static responses associated with different excitations are added. The efficiency of the method is illustrated on one example of a finite element model containing 10,000 degrees of freedom. In the first part, we update the mass and stiffness properties of the model based on eigenmodes and eigenfrequencies. In the second part, the damping properties are updated based on the frequency response functions of the structure.     

Dynamic large deflection analysis of structures by a combined finite element-Riccati transfer matrix method on a microcomputer

The combined finite element-Riccati transfer matrix method is applied to the transient analysis of the structures with large displacement under various excitations. The Wilson-θ method is employed for time integration and the modified Newton-Raphson method for equilibrium iteration in each time step. In this paper, Riccati transformation of state vectors is proposed to avoid the propagation of round-offs errors occurring in recursive multiplications of the transfer and point matrices. A program TNONDL-W based on this method on a IBM PC-AT microcomputer is developed. Finally the numerical examples are presented to demonstrate the accuracy as well as the capability of the proposed method for transient analysis of the structures with large displacement under various excitations.     

基于粗糙集和新能量公式的水平集图像分割

为了提高水平集图像分割的质量和减少水平集迭代次数,本文提出了新的能量公式和水平集函数.在粗糙集数据离散化基础上引入了针对图像数据的离散化方法,根据图像离散区域的信息对新能量函数进行直接加权并且对核函数进行间接加权,使用加权的核映射函数将原始离散图像数据映射到高维空间,从而使得该模型可以处理多种类型的图像甚至是一定信噪比的噪声图像.新的能量公式联合由它导出的区域参数能够更好地表达同质区域的灰度信息,从而能够更精确地分割图像.与传统水平集图像分割不同,在迭代过程中新的水平集函数中的水平集元素可以拥有不同的步长,步长越大水平集元素的更新速度越快并且水平集函数能够快速达到收敛状态,实现快速图像分割.人工合成图像和真实图像的分割实验表明本文方法可以获得更好的分割效果.     

基于图像亮度局部约束的总变分图像去噪法

为了解决总变分图像去噪方法易产生虚假边缘这一不足,结合总变分理论和图像亮度局部约束的优点,提出了一种新的图像去噪方法。在总变分图像去噪的数值求解过程中,利用局部均值和局部方差对迭代过程中所获得的结果进行局部约束。实验结果表明,本文方法具有良好的图像去噪能力,在高噪声水平下,其峰值信噪比(Peak signal-noise ratio,PSNR)至少提高了1dB左右,图像视觉效果也有了很大改善。     

A faster modified newton-raphson iteration

The paper describes an accelerated modified Newton-Raphson iteration in which the iterative deflection change is a scalar times the previous iterative change plus a further scalar times the usual unaccelerated change. These scalars are automatically recalculated at each iteration. They are related to inner products involving the iterative deflections and the present and past out-of-balance force vectors. The extra computation for each iteration is negligble, the only penalty being the storage of two extra vectors. The method is based on a secant approach and leads to a significant reduction in the required number of iterations. Examples are presented in which the method is applied to the nonlinear analysis of thin plates and shells. The technique is used in conjunction with the finite element method.     

基于有限元方法的极小曲面造型

讨论极小曲面方程的求解。极小曲面方程是一个高度非线性的二阶椭圆偏微分方程，求解十分困难。该文基于有限元方法，使用一个简单而有效的线性化策略，将问题转化为一系列线性问题，从而大大简化了求解过程。数值结果表明该方法简单有效，能产生合理的结果。