基于最小二乘法的冗余信息数据融合算法实现

为了有效融合多传感器冗余系统量测信息,使状态的估计值更接近于状态的真实值,实现高精度和高可靠性的状态估计,采取了基于最优加权的最小二乘算法、有限窗加权的最小二乘算法和自学习加权最小二乘算法,分别对多传感器实测数据进行融合处理,融合后数据的方差大幅度降低,估计精度显著提高。并与传统的最小二乘算法进行了仿真对比,结果表明,这3种方法较最小二乘算法融合精度更高,其中,自学习加权的最小二乘融合算法既考虑了历史数据的作用,又考虑了环境噪声和新的采样值的影响,增强了对噪声检测的敏感性,估计效果较好。     

基于KRLS的非均匀采样非线性系统辨识

利用提升技术可将非均匀采样非线性系统离散化为一个多输入单输出传递函数模型,从而将系统输出表示为非均匀刷新非线性输入和输出回归项的线性参数模型,进一步基于非线性输入的估计或过参数化方法进行辨识.然而,当非线性环节结构未知或不能被可测非均匀输入参数化表示时,上述辨识方法将不再适用.为了解决这个问题,利用核方法将原始非线性数据投影到高维特征空间中使其线性可分,再对投影后的数据应用递推最小二乘算法进行辨识,提出基于核递推最小二乘的非均匀采样非线性系统辨识方法.此外,针对系统含有有色噪声干扰的情况,参考递推增广最小二乘算法的思想,利用估计残差代替不可测噪声,提出核递推增广最小二乘算法.最后,通过仿真例子验证所提算法的有效性.     

基于Householder变换的贪婪正交最小二乘辨识算法

针对含有未知时滞的多输入受控自回归系统模型的时滞与参数辨识问题,基于Householder变换探讨一种贪婪正交最小二乘辨识算法.首先,由于各输入通道的时滞未知,通过设置输入数据回归长度对系统模型进行过参数化,得到一个含有稀疏参数向量的高维辨识模型;其次,为了避免最小二乘算法中对高维协方差矩阵的求逆运算,利用Householder变换对信息矩阵进行正交分解,推导基于Householder变换的正交最小二乘算法;然后,为了提高辨识效率,降低辨识成本,推导基于Householder变换的贪婪准则,进而得到基于Householder变换的贪婪正交最小二乘辨识算法,该算法能够在少量采样数据的条件下获得稀疏参数向量的估计值;最后,根据估计的稀疏参数向量的结构得到系统时滞估计.仿真结果表明了所提出算法的有效性.     

基于加权最小二乘的卡尔曼滤波算法

为了将卡尔曼滤波(KF)应用于非线性系统中,利用了离散采样点将非线性模型线性化.通过加权最小二乘原理.得到近似的线性化模型,再将KF算法应用于这个线性模型中.结果表明,加权最小二乘与KF结合的方法在非线性模型中的计算结果同扩展卡尔曼滤波(EKF)算法接近,且不需要EKF那样求偏导就能很容易地应用到非线性系统中.这种方法实现容易,预测可靠,具有实际应用的价值.     

基于递推最小二乘的荧光补偿参数辨识方法

研究流式细胞仪样本检测数据的荧光光谱重叠补偿问题.针对全矩阵补偿算法中补偿矩阵参数的获取,提出了一种使用多变量系统的递推最小二乘算法辨识补偿矩阵参数的方法.在全矩阵补偿方法的基础上,用单染色荧光光谱线性和对多染色荧光实际测量光谱进行近似,并使用多变量系统的递推最小二乘算法辨识系统参数获得补偿矩阵的元素.仿真结果表明,利用多变量系统的递推最小二乘算法进行荧光补偿与一般最小二乘算法相比,补偿结果的CV值相对误差在2％以内,进而验证了所采用的算法的有效性与可行性.     

损失数据线性参数系统的递推最小二乘辨识方法

针对损失数据线性参数系统的参数辨识问题, 借助辅助模型辨识思想推导出其变递推间隔辅助模型递 推最小二乘算法.为了提高该算法的计算效率, 利用分解技术得到变递推间隔分解递推最小二乘算法 估计系统参数.此外, 在变递推间隔分解递推最小二乘算法中引入遗忘因子, 从而提高参数估计精度和收敛速度.仿真结果表明, 所提出的算法能有效估计系统参数.     

非持续激励条件下系统辨识递推最小二乘最小范数算法

系统辨识中广泛应用的最小二乘算法需要输入向量序列满足持续激励性条件(PE条件); 但在大多情况下这是难以满足的. 本文提出了一种不依赖于PE条件的递推最小二乘、最小范数辨识算法. 首先分析了最小二乘算法解空间的结构, 并运用罚函数方法, 将参数辨识问题转化为无约束优化问题. 然后, 提出了将步长、罚因子等过程控制参数统一的迭代－递推形式的辨识算法, 证明了算法在给定的控制参数约束下收敛于唯一的最小二乘、最小范数解向量. 仿真实验表明在非PE条件下算法的有效性.     

基于多新息最小二乘算法的非线性系统辨识

针对最小二乘算法辨识性能较差问题,将最小二乘算法中的单新息通过利用p组数据拓展到多新息向量,提出了多新息最小二乘算法。与最小二乘相比,所提出的算法不仅利用了当前的系统信息,而且利用了过去的系统信息,进一步提高了参数辨识的精度和收敛速度。在所提出的算法中,为了减少冗余的参数辨识和算法计算量,利用关键性分离技术构造整体辨识模型。设计了辅助模型来替代系统中未知的中间变量,提高了参数估计的精度。对比仿真结果表明,所提出的算法具有比递归最小二乘算法更高的辨识精度和收敛速度。     

基于奇异值分解的非均匀采样非线性系统的模糊模型辨识

针对复杂、不确定、非均匀采样数据的非线性系统,提出一种基于矩阵奇异值分解(SVD)的模型结构辨识和参数估计的建模方法.首先,利用矩阵奇异值(SVD)分解算法分析各局部模型与奇异值、积累贡献率的关系,确定模糊模型的规则数,从而实现模型的结构优化;然后,为了克服递推最小二乘出现的误差积累、传递现象,采用奇异值分解的递推最小二乘估计模型的结论参数;最后,通过仿真实例验证所提出算法的有效性.     

非均匀采样多率ARMAX系统RELS算法性能分析

针对一类有色噪声干扰的非均匀采样多率ARMAX系统的辩识问题,基于增广参数维数理论,将系统模型参数化,将信息向量中含有的不可测噪声项用其估计残差代替,推导了非均匀采样ARMAX系统的递推增广最小二乘(RELS)算法;利用鞅收敛定理对该算法的收敛性进行了理论分析,结果表明该算法在噪声方差有界和广义持续激励的条件下能够收敛到真参数.仿真例子验证了该算法具有良好的收敛速度与估计精度.     

基于势函数与压缩感知的欠定盲源分离

传统的基于K均值聚类算法及最小路径法的欠定盲源分离两步法存在K值难以确定,对初始值敏感,噪声和奇异点难以排除以及相对缺乏理论依据等诸多不足,针对以上问题,提出了基于势函数及压缩感知理论的新型两步算法。该算法首先利用多峰值粒子群寻优算法改进的势函数法来估计混合矩阵,然后利用估计矩阵来构建传感矩阵,并将基于正交匹配追踪的压缩感知算法引入欠定盲源分离过程中,最终实现源信号的重构。仿真实验结果表明,混合矩阵最高估计精度达到99.13%,重构信号干扰比均高于10dB,很好的满足了重构精度的要求,验证了本文算法的有效性。所提算法对一维混合信号的欠定盲源分离具有良好的普适性和较高的准确率。     

基于相关法的高精度超声波流量计的设计

基于相关法的超声波流量检测方法,能有效利用超声波脉冲的整体信息进行时差测量,具有精度高,抗干扰能力强等优点.同时相关法对测量过程中计算量需求大,对超声波脉冲的可配置性要求高,所需的硬件平台设计具有一定难度.作者设计并实现了一款基于相关法的超声波流量检测系统,利用高精度浮点DSP为数字核心,配合相应的模拟电路,实现高速计算、可配置、高频采样率的超声波流量检测过程,对小口径小流量的管道液体检测达到了纳秒级的精度.     

基于信号稀疏特性和核函数的非线性盲信号分离算法

文章结合核函数,把基于信号稀疏特性的线性盲分离方法应用于非线性混叠情况而给出了一种非线性混叠信号盲分离算法。该算法首先将混叠信号映射到高维核特征空间,其次,在核特征空间中构造一组正交基,通过这组正交基将高维核特征空间的信号映射到这组正交基张成的参数空间中,从而把非线性混叠信号盲分离问题转化为参数空间的线性混叠信号盲分离问题。最后,在参数空间中,应用基于信号稀疏特性的线性盲分离方法对信号进行分离。该算法收敛精度较高,稳定性好。仿真结果表明该算法是有效的,具有良好的分离性能。     

基于新型RBF网络的雷达信号分选识别方法

提出了一种基于径向基函数 (RBF)网络的雷达信号分选识别方法 .这种RBF网络分选系统采用改进免疫算法设计RBF网络的隐层参数 ,可以达到较高的优化效率 ,使系统结构趋于全局最优 .在复杂雷达信号环境下的仿真实验表明 ,这种基于RBF网络的雷达分选识别系统能够有效利用输入信号资源 ,达到了较高的分选精度.     

高精度电容式MEMS加速度计系统设计

在传统Σ-Δ架构基础上,引入了低精度高速模/数转换器(ADC),将前置放大器输出的模拟电压信号转换为数字信号,有利于简化电容式微电子机械系统(MEMS)加速度计系统模拟接口电路设计.在嵌入ADC的MEMS加速度系统中,采用过采样平均数字算法对信号进行估计,有效降低系统对前置放大器噪声性能的需求,利于实现低功耗和高精度的设计目标.仿真结果表明:与未采用过采样平均技术相比,当前置放大器输出等效噪声大于1μV/Hz时,系统的信噪比(SNR)提高了约10dB.     

基于混合粒子滤波的温控传感器故障诊断方法

标准粒子滤波算法的精度不高、鲁棒性差,难以满足电厂温度传感器故障诊断的要求。针对该问题,提出一种新的适用于温度传感器故障检测的智能粒子滤波算法。该算法采用人工鱼群的全局收敛性找到满意的解域,利用粒子群算法引导粒子向高斯然区域移动,提高滤波精度。实验结果证明,该算法精度高、鲁棒性强,可以有效地应用于电厂温控系统故障的诊断。     

基于改进CORDIC算法的正余弦编码器信号细分技术

为了获取更精确的电机位置等实时反馈信息,提高数控系统等闭环控制系统的反馈精度,主要设计了基于改进坐标旋转数字计算(CORDIC)算法的正余弦编码器高分辨率信号处理方法.首先通过信号调理电路对编码器信号进行差分放大和整形滤波等处理;然后四倍频计数得到粗码信息,并通过基于改进CORDIC算法的电子学细分方法获得精插补位置信息;最后,将粗码和精码信息整合,得到高分辨率和高精度的电机角位置信息.实验结果显示,与算法优化改进前相比,该方法信号测量误差明显减少,精度较高.     

一种基于二维MUSIC算法的测向系统

空间谱估计测向具有高精度、高分辨率等优异性能,它基于多信道接收机和阵列信号处理技术,可以分别得到空间中同频多个信号的方位,并且相对干涉仪等其它方法具有较高的测向精度。针对空间谱估计中的经典算法-MUSIC算法,介绍了一种基于二维MUSIC算法的空间谱测向系统,并对整个系统的硬件单元及工作流程进行了描述,最后给出了系统的实测数据。     

一种基于滑动DFT的机载ILS信号检测方法的研究

仪表着陆系统是国际民航组织确定的标准着陆系统.针对目前机载ILS接收设备对基带信号的处理使用模拟电路,精确度低,处理不灵活、数据无法实时共享等问题,设计以DSP处理器为核心的数字ILS基带信号处理、发生系统.对实时性极强的滑动DFT算法进行分析与实现,以DDS芯片为基础,自行设计高精度ILS测试信号源.实验证明滑动DFT算法提高了ILS机载设备的精确度,并且具有很好的实时性,同时也验证了测试信号源的高精确度.     

基于多尺度小波分析的激光探测系统消噪

根据激光测距探测系统中噪声的特点，分析了去噪阈值的选取，详细地讨论了小波的多尺度浮动阈值方法，它能较好地满足在强噪声下检测微弱信号的要求，并将这种方法应用于激光探测系统去噪，做到滤除噪声的同时有效地保留信号的细节，收到了较好的效果。