变焦遗传算法优化变增益模糊ARX模型研究

针对传统ARX模型对非线性系统模型辨识精度比较低的问题,进行了模糊模型和ARX模型相关优化算法的调查,介绍了遗传算法优化模糊模型的现状,提出采用改进变焦遗传算法优化变增益模糊ARX模型参数的方法以提高模型的辨识精度。改进的变焦遗传算法能在不同前代种群情况下更新不同数量基因,以提高搜索速度;用不同的概率选择交叉位置,可避免早熟现象,并能在较短时间内达到最优或次优解。变增益模糊ARX模型可根据非线性系统的变化改变其增益,使模型的辨识精度提高。利用改进变焦遗传算法的优点,对变增益模糊ARX模型的参数进行优化,并通过两入两出多时滞离散非线性系统进行试验仿真。试验结果证明了改进变焦遗传算法优化变增益模糊ARX模型参数的方法能提高模型辨识精度,表明了提出的优化方法的有效性,为变焦遗传算法与模糊模型的结合提供了一种途径。     

山丘区小流域下垫面数据精度对HEC-HMS水文模拟的影响研究

山丘区小流域下垫面条件复杂多变,DEM分辨率及子流域划分水平对分布式水文模型模拟结果的影响有待深入研究。本文选取小流域应用广泛的HEC-HMS分布式水文模型,在河南省栾川流域设置四种DEM分辨率方案及四种子流域划分方案,分别提取不同方案下的流域水文特征参数进行对比,并分析两种类型的数据精度对纳什系数和峰值模拟的影响。研究结果表明,与大中流域相比,DEM分辨率和子流域划分对山丘区小流域空间参数和水文模拟结果的影响要更为显著。在实际山洪预警预报工作中,为保证模拟结果的稳定性和可靠性,应尽可能选择高精度下垫面数据精度。     

A joint TDOA and FDOA estimation algorithm based on second-order cone programming

ABSTRACT

Considering the low estimation accuracy of the traditional interpolation method, this paper, on the basis of second-order cone programming (SOCP), proposes a novel joint time difference of arrival (TDOA) and frequency difference of arrival (FDOA) estimation interpolation method, which can attain the sub-sample precision. The proposed method uses several discrete samples produced by cross ambiguity function (CAF) to structure the convex optimization models with regard to the interpolation surface. Then, the SOCP is utilized to obtain the interpolation surface which matches the discrete surface of CAF well. Finally, the method achieves the precision superior to the traditional TDOA and FDOA estimation directly through the search for the maximum of the continuous approximate surface. This method decreases the computational load without loss of precision and can efficiently reduce the limitation of finite sampling interval and sampling time in estimation precision. Numerical simulations show that the method in this paper is efficient and outperforms existing interpolation algorithms about estimation precision.     

基于分裂阵配置的旁瓣抑制方法

常规波束形成技术因原理简单、稳健性好,在被动声呐工程实践中被广泛应用,但其测向精度低且多级旁瓣在探测中会产生虚警.采用相位干涉仪先粗测再精测和相位单元化筛选能量的思想,提出基于不同分裂阵配置的方法实现对目标的高精度、低虚警探测.海上试验数据的实际运用结果表明,本文方法可消除旁瓣干扰,噪声背景级相较常规波束形成技术降低至少5dB.该方法可用于被动均匀线列阵,对雷达和主动声呐的空间谱构建也有一定借鉴意义.     

一种少光子高精度多波束激光雷达系统及验证

介绍了一种基于8×8面阵SiPM（Silicon photomultiplier）的少光子高精度多波束三维成像激光雷达系统,并给出了激光测距的理论计算以及系统设计。从64波束线阵激光并行发射出发,采用线阵转面阵光纤的排布技术实现激光发射与探测器接收配准。设计了离轴三反的光学收发系统、超窄带滤波结构以及64通道高速并行读出电路,并搭建了激光雷达样机。实验结果表示,静态21 m测距下,64通道一致性较好,测距精度均达到1 cm,最大距离偏差为6 cm;三维成像中,分辨率达到512×512,成像时间100 ms,能够分辨15 cm不同目标,平面点云厚度为5 cm。     

分布式有源对消及测角误差影响分析

为减小测角误差对有源对消效果的影响,进而降低有源对消对测角系统性能的要求,促进有源对消技术在雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)缩减中的应用,基于平台及单个强散射源RCS 曲线随角度变化的特点,提出了分布式的有源对消方案。推导了包含测角误差的有源辐射场表达式,分析了测角误差对有源对消效果的影响方式,为减小测角误差的影响提供了指导。采用蒙特卡罗方法仿真分析了集中式有源对消和分布式有源对消的性能随测角精度的变化。最后在一定测角精度情况下,分析了不同幅度相位误差对分布式对消的影响。结果表明,分布式对消方案具有较为稳定的对消效果,在测角误差3°的情况下,为达到6dB 的缩减,相位和幅度容差分别达到10°和2 dB。上述结果为有源对消在RCS 缩减的应用中提供了新思路。     

基于电磁感应法的交变磁场测量电路设计

为了测量交变磁场的磁感应强度,设计了基于法拉第电磁感应定律的测量电路.详细阐述了电路工作原理和设计思路,并分析了测量结果.由漆包线绕制的空心传感线圈感测到微弱的感应电动势,然后通过精密运放组成的前置放大电路和精密整流电路,得到有效值电压;经过比较整形电路,得到与感应电动势频率相同的方波信号.最后通过单片机AD采样和频率测量,可计算出交变磁场的磁感应强度.所设计的电路测量的百分误差在5%以内,测量结果准确,稳定性好,有一定的实用价值.     

Improve the Height Measurement Accuracy in Three-dimensional Imaging Altimeter Using Nadir Interferometric Phase

Roll angle is an important parameter for three-dimensional imaging altimeter to measure Sea Surface Height.The height error due to the roll angle error grows linearly across the swath and a slight error of roll angle will results in a large height error within observation range.So a very accurate knowledge of the roll angle error is required.Nadir interferometric phase has a strong correlation with the roll angle,so using the nadir interferometric phase from the interference image can get roll angle more accurately than instrument measurements.It’s possible to meet the centimeter-level accuracy after correcting the roll angle error.Simulation measurement and elevation reconstruction based on the geometric relationship were performed,and the research of correction the roll angle error by nadir interferometric phase was carried out.Both theoretical calculation and numerical simulation show that the measurement accuracy of roll angle can be as high as 0.03 arcsecond when the accuracy of nadir interferometric phase is 10-3rad.In this case,the height measurement accuracy have been averaged across a swath between 10 and 60 km of nadir will decrease to 0.48 cm which is 6.02 cm when the roll accuracy is 0.36 arcsecond.It means that the nadir interferometric phase method can effectively correct the roll error of three-dimensional imaging altimeter.     

基于差异性和准确性的加权调和平均度量的 基因表达数据选择性集成算法

基分类器之间的差异性和单个基分类器自身的准确性是影响集成系统泛化性能的两个重要因素,针对差异性和准确性难以平衡的问题,提出了一种基于差异性和准确性的加权调和平均（D-A-WHA）度量基因表达数据的选择性集成算法。以核超限学习机（KELM）作为基分类器,通过D-A-WHA度量调节基分类器之间的差异性和准确性,最后选择一组准确性较高并且与其他基分类器差异性较大的基分类器组合进行集成。通过在UCI基因数据集上进行仿真实验,实验结果表明,与传统的Bagging、Adaboost等集成算法相比,基于D-A-WHA度量的选择性集成算法分类精度和稳定性都有显著的提高,且能有效应用于癌症基因数据的分类中。     

基于准确率爬坡的动态加权集成分类算法

传统集成分类算法中,一般将集成数目设置为固定值,这可能会导致较低分类准确率。针对这一问题,提出了准确率爬坡集成分类算法（C-ECA）。首先,该算法不再用一些基分类器去替换相同数量的表现最差的基分类器,而是基于准确率对基分类器进行更新,然后确定最佳集成数目。其次,在C-ECA的基础上提出了基于爬坡的动态加权集成分类算法（C-DWECA）。该算法提出了一个加权函数,其在具有不同特征的数据流上训练基分类器时,可以获得基分类器的最佳权值,从而提升集成分类器的性能。最后,为了能更早地检测到概念漂移并提高最终精度,采用了快速霍夫丁漂移检测方法（FHDDM）。实验结果表明C-DWECA的准确率最高可达到97.44%,并且该算法的平均准确率比自适应多样性的在线增强（ADOB）算法提升了40%左右,也优于杠杆装袋（LevBag）、自适应随机森林（ARF）等其他对比算法。