A Synthesis of Feedback and Feedforward Control for Process Improvement Under Stationary and Nonstationary Time Series Disturbance Models

Process adjustment strategy is an important part of the process improvement methods. The feedback control technique is used to compensate for the deviation of the output, and it has been intensively investigated. For continuous improvement and proactive strategies, feedback control has a delay and thus is not the ideal solution. In this article, motivated by a realistic manufacturing example, we propose the periodic shift disturbance models and investigate the feedforward control application from a new disturbance decomposition framework. We combine feedforward control with feedback control for maintaining the stability of the process and delivering products at target values. Then, we evaluate the performance of different control strategies for various disturbance models by using the output mean square error criterion. Sensitivity analysis of these control methods is made on different model parameter spaces, and robustness analysis for both model parameter and model structure misspecifications is presented. Two simulated examples show that the proposed control strategies can significantly reduce the variation of an evolving disturbance process. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于无噪后验错误矢量信号能量的变正则因子仿射投影算法

变正则因子技术是提高仿射投影自适应算法性能的重要方法之一.由于环境噪声的影响,现有的变正则因子自适应算法收敛速度较慢且稳态误差较大,各种测量、评估误差的存在进一步恶化了算法性能.为提高自适应算法的跟踪性能,本文在分析无噪先验错误矢量、无噪后验错误矢量和额外均方错误间关系的基础上,提出通过最小化无噪后验错误矢量信号能量来推导自适应变正则因子表达式的方法.在实践应用中,该方法利用了测量噪声的统计方差特性,并提出一种更加光滑且更加容易控制的指数缩放因子评估方法.系统辨识的仿真结果表明本文方法与传统的变正则因子方法以及变步长方法相比有更快的收敛速度与更低的稳态误差.     

基于Hammerstein模型的非线性信道广义线性盲均衡算法

为了提高非线性信道盲均衡的性能、降低运算复杂度,本文以Hammerstein模型代替传统的Volterra级数模型来模拟非线性信道,利用非线性信道接收信号呈现非圆性的特点,构造了一种新的基于Wiener非线性模型的广义线性盲均衡器,并在常模准则的基础上提出了NCWL-CMA和NCWL-CMA Newton-like两种非线性信道广义线性盲均衡器抽头系数更新算法.理论分析和仿真实验结果表明,与传统盲均衡算法相比,新算法显著地降低了剩余码间干扰,提高了收敛速度.     

基于提升小波变换的红外图像双重滤波算法

为了有效抑制红外图像中的随机噪声,采用一种基于提升小波变换的双重滤波算法来进行处理。该算法对含有噪声的红外图像实现第1次提升小波分解,然后对获得的低频和高频分解系数再次实现提升小波变换,舍弃由低频系数经过第2次提升小波变换后获得的低频系数以及由高频系数经过第2次提升小波变换后获得的高频系数。对剩余的高频系数和低频系数分别采用改进阈值函数模型以及改进非局部均值滤波算法进行处理,在此基础上实现小波系数重构。为了改善滤波后图像视觉效果,再引入直方图均衡化算法进行处理。通过理论分析和实验验证,获得了相关的标准测试图像和红外图像测试结果以及峰值信噪比和结构相似度测试数据。结果表明,该滤算法对于高质量地去除红外图像中的噪声是有帮助的。     

基于灰色关联度的提升小波域图像融合算法

针对多聚焦图像,提出了一种基于提升静态小波变换(Lifting Stationary Wavelet Transform,LSWT)和灰色关联度相结合的图像融合算法.首先将待融合的两幅图像分别进行提升静态小波变换,低频分量采用平均法融合.其次针对低频分量和各个方向的高频分量,分别计算以每个像素为中心的方块的能量和均值.然后按照一定的融合规则,分别得到高频分量融合后的值.最后进行提升小波逆变换,得到融合后的图像.实验结果显示,该方法融合效果较好,优于传统算法.     

融合梯度和色度信息的分块均值漂移目标跟踪

针对在相似颜色干扰场景下传统均值漂移目标跟踪鲁棒性差的缺陷,提出Prewitt梯度和色度信息融合的分块均值漂移跟踪算法。首先,对跟踪框进行分块,并提取当前帧各子块特征;其次,利用Bhattacharyya距离计算参考目标区域与候选区域间各子块对应的相似程度,根据其相似程度分配各子块的权值,并通过融合规则对各子块相应特征进行融合构成新子块特征,在此基础上,将子块特征选择串接方式作为最终目标特征;最后,采用均值偏移原理迭代估计最终目标位置信息。实验结果表明,当场景中存在相似颜色干扰的情况下,相对于经典均值漂移算法,其准确度提高了84%左右。     

基于宽带DRFM的雷达面目标回波模拟技术

针对跳频雷达高度表大地面目标回波信号的模拟,提出了一种基于宽带数字射频存储(DRFM)技术的实现方案。首先介绍了1.2 GHz带宽、3 GHz采样的宽带DRFM组件硬件平台,然后重点叙述了基于DRFM技术的雷达高度表大地面目标回波模拟的算法设计方案,通过采用多路并行处理、多相滤波、正交调制等技术实现了数字下变频、目标回波特征调制、数字上变频等关键算法,最后给出了算法仿真和硬件调试结果,验证了算法的正确性和有效性。该方案已成功应用到某宽带跳频雷达高度表大地面目标回波模拟系统的设计中。     

无线传感器网络中分阶段的无需测距定位算法

为了提高无线传感器网络中基于无需测距算法定位精度,改进质心算法和DV-Hop算法,定位过程分为两个阶段:第一阶段在最佳通信半径与最佳阈值下,用基于阈值的优先质心算法定位部分节点;第二阶段在最佳通信半径与最佳指数值下用DV-Hop算法定位剩余节点。将算法应用在一种锚节点人工部署环境下,并与其他算法对比。MTLAB仿真结果表明,改进的算法在不增加泛洪次数、计算量和网络硬件成本下能提高定位精度,同时实现100%定位。     

基于对数域同态滤波的时延估计算法研究

针对水声信道中窄带信号的多途时延估计问题,本文在对复倒谱时延估计方法进行研究的基础上,提出了一种基于对数域同态滤波的时延估计算法.结合复倒谱与同态滤波思想,将接收的窄带信号首先变换到对数域,然后与本地存储的信号进行谱减法,再对相减后的信号进行滤波以消除残余的信号与噪声成分,最后将其恢复到时域以获取多途时延估计.与传统的匹配滤波/相关处理以及复倒谱分析方法相比,本文算法具有时延估计精度高、噪声抑制能力较强等特点.仿真与湖试数据处理结果证明了该方法的有效性.     

一种可变步长傅里叶分析器的统计特性分析

可变步长最小均方(Variable step-size LMS,VSS-LMS)算法的傅里叶分析器在稳态误差、收敛速度及追踪能力方面具有优异性能,对其进行全面的统计特性分析具有重要意义.本文基于误差服从高斯分布等假设在平均及均方意义下,推导出描述系统动态特性的差分方程组,完成系统的动态数学建模,进而对系统进行稳态性能分析,给出系统稳态误差关于参考信号频率、系统参数和附加噪声的表达式,为系统应用中的参数选取提供有效指导.仿真表明,本文建立的统计模型与仿真结果具有一致性,验证了分析的有效性.