一种稳定高效的NURBS建模MOM-PO法

提出一种稳定高效的物理光学方法结合矩量法的混合方法,用于快速分析非均匀有理B样条曲面建模电大平台附近天线的受扰方向图．采用修改阻抗矩阵的方法实现了矩量法区域和物理光学区域的混合作用,避免了迭代方法的收敛不确定性．采用驻相法计算物理光学区域感应电流的积分．引入矩量法区域分组及插值驻相点技术来减少优化函数的调用次数,提高算法效率．数值结果与传统的三角形物理光学方法结合矩量法方法得到的结果相比吻合良好,但计算效率比传统方法的效率大幅度提高．     

适用于裁剪NURBS曲面RCS预估的改进的物理光学法

分析了驻相法(SPM)计算裁剪非均匀有理B样条(NURBS)曲面上物理光学积分失效的原因; 在此基础上综合驻相法和Gordon算法的优点,提出了SPM-Gordon算法来准确快速计算裁剪NURBS曲面上的物理光学积分．与完全采用高斯积分计算裁剪曲面上物理光学积分的传统方法相比,新算法避免了繁琐耗时的数值积分,计算速度快,所需内存少．数值结果表明,当裁剪曲面被裁去区域与有效域面积之比小于0.5时,在同等精度下,对于采用裁剪曲面建模的大多数目标,SPM-Gordon算法计算RCS所需的时间仅仅为传统方法的10%以下．     

改进的NURBS-PO法分析电大平台附近天线方向图

传统的基于非均匀有理B样条(NURBS)曲面建模的物理光学(PO)方法计算天线受扰方向图时,用球面波代替真实天线的散射场,要求天线必须远离散射体．针对该问题提出了一种改进的NURBS-PO方法,用精确的天线辐射场作为入射场,不存在天线必须放置在远区的局限．此外,采用改进的Ludwig积分计算物理光学电流的曲面积分,避免了传统方法中驻相法(SPM)计算积分的理论复杂性以及通过优化方法搜索驻相点的不可靠性．数值结果与高阶矩量法的计算结果吻合良好,证明了该方法的可行性,也显示了该方法在求解高频问题时计算速度上的优势．     

二维卷积非负矩阵分解的初值确定混合算法

为解决二维卷积非负矩阵分解算法存在初值敏感,且传统随机初始化确定的初始值容易使算法收敛到结果相对不好的局部最优值的问题,通过结合K均值聚类、奇异值分解和主成分分析方法,提出了一种适用于二维卷积非负矩阵分解初始值确定的混合算法.首先,利用K均值聚类方法得到聚类中心作为系数矩阵(H矩阵)的初始值,避开了传统初始化不确定系数矩阵带来的分解结果不唯一问题;其次,考虑到相比一维卷积非负矩阵分解算法,二维卷积非负矩阵分解算法的基矩阵(W矩阵)个数更多,利用奇异值分解和主成分分析方法交替产生基矩阵的初始值,克服了单个算法产生的初始化误差问题.在相同参数环境下将本文算法和现有初始化算法的分解收敛性能进行对比实验,结果表明本文算法相比其他同类算法具有更好的分解性能并具有更好的收敛性.进一步加入噪声进行实验,在白噪声为-1 dB～10 dB的不同信噪比环境下,本文算法均能快速实现信号的分离,对于噪声数据具有很强的鲁棒性.采用混合算法确定初值,更有利于实现二维卷积非负矩阵分解的实时性和高性能.     

基于NURBS建模技术的物理光学方法的遮挡判断

研究了基于非均匀有理B样条曲面建模的物理光学方法中的遮挡判断算法,提出了在凸曲面和凹曲面情况下分别考虑自身遮挡以及相互遮挡的详细算法,使得非均匀有理B样条曲面建模的物理光学方法可应用到复杂电磁目标的分析．在三角形平面片的物理光学方法中结合非均匀有理B样条曲面建模并采用该遮挡判断算法可提高计算速度．     

MoM-PO-MEC混合法及其在组合体散射中的应用

对于携带电小结构的电大目标的散射问题,单纯的矩量法(MoM)或单纯的物理光学法(PO)由于自身固有的缺点,都不能给出有效的结果.而矩量法与物理光学法的混合方法是解决此类问题的有效途径,本文在MoM-PO混合法的基础上,通过引入等效电磁流方法(MEC)来计算PO区域边缘的绕射贡献,提出了一种MoM-PO-MEC混合方法,并将其计算结果与多层快速多极子计算结果进行比较,最终证明了该混合方法的有效性.     

改进型IE-FFT结合物理光学的宽带分析方法

将物理光学方法与改进型积分方程-傅里叶变换方法相结合,通过引入基于Stoer-Bulirsch(SB)算法的自适应有理插值技术,快速分析电大载体平台上天线的宽带辐射特性．首先,提出基于子域快速傅里叶变换(FFT)的改进型单层FFT算法对格林函数插值,通过引入空组概念,加速迭代求解中的矩阵与矢量相乘计算,减少矩阵求解存储量,避免了对插值不准确的近场进行修正．同时,对于电流频率响应,根据SB算法的循环准则,利用阶数可变的有理函数作为替代模型,实现频域插值的快速计算．基于以上的改进,混合算法在频域分析时不仅减少了矩阵方程中未知量的个数,同时大大降低了内存需求和计算时间．数值结果表明,该方法可以快速有效地分析大型载体平台上天线的宽带特性．     

基于逆向参数化的B样条曲面重建算法

目的 解决B样条曲面重建问题中矩形拓扑网自动生成和参数化两大难点问题,提出一种基于逆向参数化的B样条曲面重建算法.方法 首先构建基曲面,在基曲面上根据参数(u,v)进行采样,沿其法线方向进行数据的滤波和精简,求得参数(u,v)对应的精简点,然后对采样求取的精简点集进行B样条曲面拟合,该方法提供了B样条曲面重建的一个新思路.结果 新算法突破了传统密集散乱点云数据的B样条曲面重建基本过程,采用与正向参数化相反的过程进行参数化,解决了B样条曲面重建问题中矩形拓扑网自动生成和参数化的难题;具体试验分析表明新算法不仅在参数化的同时完成了数据滤波和精简,而且在时间和迭代效率方面都具有优势.结论 新算法避免了求取法线的迭代过程,并且可以较容易的实现矩形拓扑网的自动生成,新算法在自主开发的智能测量建模加工一体化装备中得到了应用验证.     

基于三阶拟牛顿方程的对角三阶拟牛顿法

基于三阶拟牛顿方程,结合Zhang H.C.提出的非单调线搜索规则设计了求解大规模无约束优化问题的对角三阶拟牛顿算法。该算法在每次迭代中利用对角矩阵逼近Hessen矩阵的逆,使存储量和计算量明显减少,并且证明了算法的全局收敛性和超线性收敛性。数值试验表明该算法是有效的。     

MoM-PO混合方法在电磁散射问题中的应用

在分析电大尺寸物体的电磁散射特性过程中,高频近似方法和数值方法各有其优势和局限性,因此结合两者的优点来解决电大尺寸物体的电磁散射特性将是一条切实可行的途径。文章结合矩量法(MoM)和物理光学法(PO),提出了MoM-PO混合方法来求解电大尺寸物体的电磁散射问题,极大地提高了计算精度,改善了计算速度,为快速有效地解决电大尺寸物体的电磁散射问题提供了良好的途径。MoM-PO混合方法的数值计算结果与传统的MoM计算结果相一致。     

利用奇异值和虚假度的证据组合方法

针对现有的修正证据源方法多从单一的角度对证据进行评价,存在一定不足的问题,提出了一种基于奇异值和虚假度的证据组合新方法.首先,利用证据的基本概率分配（BPA）矩阵最小奇异值来衡量两两证据之间的冲突,并以此为基础定义了证据的可信度;接着引入证据虚假度对可信度进行修正,进而生成证据权重;再利用分配的权重对各证据BPA进行加权平均;最后通过Dempster组合规则对加权平均后的BPA进行合成.数值算例结果表明,该方法能够有效地对冲突证据进行组合,且具有更快的收敛速度和更好的聚焦效果.     

高分辨率计算集成成像自由视点光场重构方法

针对传统自由视点集成成像计算重构方法重构图像分辨率较低的问题,提出了一种基于光场模型的自由视点计算重构方法.根据视点位置和观看方向,采用光场投影矩阵将微单元图像阵列投影到重构平面上,充分利用微单元图像阵列中的信息,实现了高分辨率的自由视点集成成像计算重构.仿真结果表明,采用文中方法可以实现集成成像系统的自由视点计算重构,且重构图像的分辨率比传统方法重构图像的分辨率有了很大提高.     

电大散射问题的复合场积分方程快速傅里叶变换算法

针对电大散射问题,提出了一种基于快速傅里叶变换的新算法．整个求解区域被分成近区和远区两部分：近区部分采用传统矩量法计算;远区部分将格林函数在背景笛卡尔网格上进行拉格朗日插值,使其阻抗元素可用Toeplitz矩阵描述,并采用快速傅里叶变换加快矩阵向量积．复合场积分方程消除了电场积分方程和磁场积分方程的内谐振问题,保持了矩量法的准确性,且求解矩阵方程的迭代次数减少为电场积分方程的10％．     

带有状态时滞和输入时滞的不确定中立系统的鲁棒H_∞控制

研究了一类带有状态时滞和输入时滞的不确定中立系统的鲁棒H∞控制。通过选择适当的Lyapunov函数,采用积分不等式方法,结合自由矩阵思想,并且利用线性矩阵不等式(LMI)技术,得到了系统鲁棒能稳和鲁棒H∞控制的时滞依赖性条件。最后,通过数值算例验证了此结论的可行性以及有效性。     

多介质导体复合目标的快速电磁散射分析

研究了多个介质-导体组合结构目标的快速电磁散射分析方法。基于矩量法的混合场表面积分方程(JMCFIE)不仅能有效地对具有多区域连接结构的组合目标进行精确电磁建模,而且能够得到一个良好条件数的阻抗矩阵。采用多层快速多极子方法(MLFMA)降低内存需求和计算复杂度,并将多层快速多极子并行化,准确分析了复杂电大尺寸组合目标的电磁散射特性。     

新型多目标优化控制策略及其应用研究

针对优化控制器设计中的保守性问题,提出了一类新型的多目标鲁棒优化控制器的设计方法,通过有效算法求解满足系统鲁棒稳定性和鲁棒性能的优化解.该方法扩展了传统的基于Lyaponov稳定性条件的Gl2控制问题,通过将多目标约束条件转化为一系列线性矩阵不等式 (LMI),使多目标的鲁棒控制问题具有更小的保守性.仿真结果显示,新方法在提高控制系统的鲁棒性能和时域指标误差平方积分(ISE)、时间乘误差平方积分(ITSE)方面的优越性.     

一类双线性矩阵不等式松弛解法的应用

在饱和系统反馈控制律的求解中涉及到求解双线性矩阵不等式问题,介绍了一种求解一类双线性矩阵不等式的松弛解法.通过使用一个标量因子,采用迭代策略,将双线性矩阵不等式的求解转化为线性矩阵不等式的求解问题,降低了控制律求解的计算量.最后,在单机无穷大系统中,通过与传统的自动电压调节器(AVR)+电力系统稳定器(PSS)的控制策略相比,证明了应用该方法获得的控制律是有效的.     

基于RLS算法的并联型APF全局积分滑模变结构控制

针对并联型有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)谐波检测环节的延时和谐波电流跟踪环节的鲁棒性差、跟踪精度不高的问题,建立了系统解耦后的数学模型,提出了基于递归最小二乘(Recursive Least Squares, RLS)算法的并联型APF全局积分滑模变结构控制策略。谐波检测环节采用改进的瞬时无功功率理论的id-iq法,将RLS自适应滤波器替换传统的Butterworth低通滤波器,解决了传统的Butterworth低通滤波器因延时而导致的一个基波周期(20ms)内检测盲区问题。谐波电流跟踪环节采用全局积分滑模变结构控制方法,引入了全局积分滑模面,运用Lyapunov稳定性理论导出的控制律兼顾了全局滑模的快速性和积分滑模的准确性。在解决了谐波检测环节延时的条件下,将全局积分滑模控制策略与传统的PI控制和滞环控制对比,仿真实验结果表明：全局积分滑模控制对指令电流具有更高的跟踪精度,且具有更低的电网侧电流总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion, THD)。     

用H的棱边有限元法计算三维工程涡流问题

推导了在整个求解区域以Ｈ为变量求解三维稳态线性涡流场的公式。在涡流区采用棱单元离散,在非涡流区从节点元出发,利用节点元与棱单元插值函数的关系,推导出棱单元离散的加权余量公式。在推导过程中,自动消除了交界面处表面积分带来的方程组系数矩阵的非对称性,节省了内存。用此公式求解了ＴＥＡＭ ＷＯＲＫＳＨＯＰ ２１．０问题,对计算结果进行了分析。     

适用于低频问题的多层复源点方法

该文将多层复源点（MLCSP）方法用于求解理想导体目标的增量电场积分方程（AEFIE）。AEFIE将待求问题的电流和电荷进行分离,使用合适的频率归一化因子来平衡电场积分方程（EFIE）的磁矢量位和电标量位,使之成为解决低频问题的一种有效手段。为了降低AEFIE-矩量法（MoM）的复杂度,使用复源点（CSP）分别展开AEFIE的磁矢量位和电标量位,并构造了用于MLCSP的聚合矩阵以加速其矩矢相乘。数值算例表明,在求解低频电磁散射问题及电路问题时,该方法计算结果准确,其计算量和计算机内存需求可降低至O（N）量级。