一种摄动粒子滤波故障检测方法

粒子滤波算法在故障检测应用中面临的两个难题是退化问题和难以跟踪突变状态。针对上述问题,将随机摄动再采样方法和强跟踪滤波算法引入粒子滤波,提出了一种摄动粒子滤波故障检测方法,旨在于解决粒子滤波的退化问题并提高算法对突变状态的跟踪能力,从而提高故障检测方法对故障的检测准确度。通过强跟踪滤波更新粒子,来提高算法跟踪突变状态的能力;当出现退化现象时,采用随机摄动再采样方法,对粒子集中的最优粒子迭加一个随机摄动量,用摄动粒子替换粒子集中的退化粒子,解决退化问题。仿真结果显示该算法能及时、准确地检测系统故障。     

基于改进Markov邻域的非线性0-1规划智能算法加速策略

大规模非线性0-1规划问题求解时间较长,通过分析非线性0-1规划问题特点及算法寻优的Markov过程,提出一种基于改进Markov邻域的智能算法加速策略。首先,根据0-1规划问题解特点给出了非线性0-1规划问题的改写模型;随后,基于该模型给出了改进的Markov邻域,并推导和证明了改进邻域下任意两个状态之间的可达概率及其条件;最后,通过进一步分析非线性0-1规划模型并融合所提出的改进邻域,设计了采用Markov过程的智能算法的约束条件和目标函数递推更新策略对算法进行加速。采用不同算例进行多次测试,结果表明,在保持加速算法与原算法寻优效果相当的前提下,该策略对多种智能算法的寻优效率均有不同程度的提升。     

和声搜索粒子滤波视觉跟踪

为了降低粒子滤波精度对精确重要性采样函数的依赖性,提高粒子滤波的视觉跟踪效果,将和声搜索引入到粒子滤波框架中,提出了一种基于和声搜索的粒子滤波视觉跟踪算法.通过记忆考虑、基因变异、随机变异等和声搜索算子结合当前观测信息,改善了粒子滤波视觉跟踪算法的重要性采样函数,增强了重要性采样函数对系统状态转移模型的鲁棒性.同时,对和声搜索参数进行了优化,平衡了视觉跟踪实时性和精确性的要求,并对粒子的权重进行了补偿,使其符合粒子滤波的理论基础贝叶斯估计.实验结果表明:优化的和声搜索参数,比常见参数更适合和声搜索粒子滤波;与基于粒子滤波、和声搜索、Mean-Shift改进的粒子滤波、分布场、多示例学习等视觉跟踪算法相比,和声搜索粒子滤波视觉跟踪算法能够在光线变化、遮挡等复杂场景下获得了更精确的视觉跟踪效果.和声搜索粒子滤波算法较好地结合当前观测与历史信息,获得鲁棒的视觉跟踪性能.     

激光图像可匹配性评价模型

为了解决实际应用中激光实时图像的可匹配性预判的问题,通过优化的主成分分析法对常用的6个激光图像评价参数进行了筛选,最终得了到能够很好评价图像质量的四个关键参数,并应用这四个参数建立了激光强度图像可匹配性评价模型。从验证的结果看,该评价模型的评价结果与激光图像的匹配率具有很好的一致性,这说明了该模型在实际应用中对激光图像的可匹配性的预估具有一定的参考价值。     

基于ARMA-AKF的HRG随机误差建模分析

针对半球谐振陀螺(HRG)随机误差影响惯性测量单元测量精度的问题,提出了一种改进的基于自回归滑动平均(ARMA)模型和自适应滤波(AKF)的随机误差处理方法。该文对预处理的数据进行了自相关和偏相关特性分析,判断随机误差的适用模型,以及利用贝叶斯信息准则(BIC)准则估计ARMA模型的阶数,通过长自回归模型计算残差法获取模型参数,引入加权自适应因子在线调整一步预测误差阵和量测噪声矩阵用于改进滤波方程,并比较了5项主要误差系数值。结果表明,改进的算法能够有效抑制随机误差,为HRG的随机误差建模补偿提供了新方法。     

基于粒子群算法的星敏感器光学误差标定方法

针对星敏感器光学误差两步法标定局部寻优能力强,但标定结果受初值影响大的问题,基于粒子群算法,提出一种改进的星敏感器光学误差参数标定方法。该方法首先利用粒子群算法全局搜索能力强的优点,为光学误差的两步法标定提供一组次优的初值条件,然后将其代入两步法中,得到标定值。仿真结果表明:该方法能够有效解决两步法标定受初值条件影响大的不足,并能够提高标定结果的稳定性。     

基于语义信息和边缘一致性的鲁棒SLAM算法

为解决动态环境中视觉定位精度下降、鲁棒性不足的问题,并改善构建的环境地图,提出一种基于语义信息和边缘一致性的鲁棒同时定位与地图创建(SLAM)算法.首先使用YOLOv3算法获取环境语义信息,得到初步的图像语义动静态分割.而后使用基于图像中边缘的距离变换误差和光度误差的一致性评估,进一步对图像的动静态区域进行细分,并利用连通区域分析和漏洞修补算法修正动态区域.使用图像非动态区域的特征点进行特征匹配,利用非线性优化算法最小化特征点的重投影误差,得到优化的相机位姿.利用特征点共视性和动静态区域面积进行绘图关键帧的选取,从而构建不包含动态物体信息的静态环境地图.公开数据集中高动态环境的实验表明,本文算法能够准确地区分图像中的动静态信息,完成动态环境下的精确定位与地图构建任务.并且本文算法在纯静态环境下不存在定位精度下降的情况.     

基于切换滑模控制的抖振抑制方法

针对一类复合干扰有界的不确定仿射非线性系统,提出一种切换滑模控制方法.首先利用3条滑模面将系统扩展动态空间划分为3个子空间,其中两个子空间组成滑动区,通过设计合适的切换规则和滑模切换增益,可以使滑动区满足到达条件和滑动条件,同时能够减小控制律不连续出现的区域和增益大小.为了增加设计的灵活性,给出一种可行设计方法.仿真实验结果表明,切换滑模控制方法在抑制抖振的同时具有较高的控制精度.     

考虑不完全维护影响的随机退化设备剩余寿命预测

针对寿命周期中存在不完全维护影响的随机退化设备剩余寿命难以预测的问题,提出了一种考虑不完全维护影响的退化建模和剩余寿命预测方法.首先,在Wiener过程理论架下,建立了能够表征不完全维护影响的分阶段退化过程模型,然后从阶段时间服从的逆高斯分布出发,利用逆高斯分布的卷积特性,从理论上推导出存在不完全维护下寿命分布的解析解,并将维护效果的随机性和维护次数的影响传递到寿命分布中.进一步通过时间尺度变换,得到了考虑未来存在不完全维护影响下的剩余寿命分布解析解.通过极大似然估计和最小二乘法对模型未知参数进行了估计.最后将本文方法应用到陀螺仪的实际退化过程中,验证了所提方法的有效性.     

摆动喷管电动伺服系统复合控制方法EI北大核心CSCD

针对飞行器摆动喷管电动伺服系统在低气压高温升条件下的控制问题,提出一种复合控制方法。基于LuGre模型对伺服系统的复杂负载力矩进行建模,利用状态观测器和两个dual观测器推导出负载力矩参数自适应律,以期实现对负载力矩随外界条件变化时的拟合。采用自适应反步终端滑模算法,负载力矩估计值进行虚拟力矩补偿,同时解决控制电压与力矩干扰之间不匹配、电机电压扰动及参数变化的问题,理论分析证明所提控制算法对于匹配及非匹配不确定性都具备鲁棒性,能够保证跟踪误差最终一致有界。最后通过仿真及实验,验证了所提方法的有效性。