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基于磁偶极子阵列模型的目标定位方法研究
1
作者 周海文 戴忠华 +2 位作者 张志强 徐馥芳 马明祥 《海洋测绘》 北大核心 2025年第4期30-36,共7页
针对近距离情况下的大尺度磁性目标定位问题,提出了一种基于磁偶极子阵列模型的目标定位方法。根据大尺度磁性目标的磁偶极子阵列模型和三轴磁传感器的观测输出,将磁性目标定位构建为多维参数的非线性函数寻优问题;将混沌初始化和随机... 针对近距离情况下的大尺度磁性目标定位问题,提出了一种基于磁偶极子阵列模型的目标定位方法。根据大尺度磁性目标的磁偶极子阵列模型和三轴磁传感器的观测输出,将磁性目标定位构建为多维参数的非线性函数寻优问题;将混沌初始化和随机变异融入经典粒子群算法框架设计了混合策略粒子群算法(hybrid strategy particle swarm optimization,HS-PSO),用于模型预设下的非线性目标函数寻优,并结合非线性目标函数寻优取值与目标模型匹配度之间的关系,构造了目标模型检测量,给出了目标模型参数确定与定位结果选择方法。仿真和目标模型定位试验表明,该方法能够有效实现大尺度磁性目标的高精度定位问题,位置平均相对均误差不大于6.37%、速度平均相对误差不大于0.22%、目标长度平均相对误差不大于13.43%。 展开更多
关键词 大尺度磁性目标 磁偶极子阵列模型 非线性函数寻优 混合策略粒子群算法 模型检测
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Bayesian target tracking based on particle filter 被引量:10
2
作者 邓小龙 谢剑英 郭为忠 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2005年第3期545-549,共5页
For being able to deal with the nonlinear or non-Gaussian problems, particle filters have been studied by many researchers. Based on particle filter, the extended Kalman filter (EKF) proposal function is applied to ... For being able to deal with the nonlinear or non-Gaussian problems, particle filters have been studied by many researchers. Based on particle filter, the extended Kalman filter (EKF) proposal function is applied to Bayesian target tracking. Markov chain Monte Carlo (MCMC) method, the resampling step, ere novel techniques are also introduced into Bayesian target tracking. And the simulation results confirm the improved particle filter with these techniques outperforms the basic one. 展开更多
关键词 nonlinear/non-Gaussian extended Kalman filter particle filter target tracking proposal function.
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基于非线性目标函数的时间卷积网络RUL预测
3
作者 刘斌 许靖 +2 位作者 霍美玲 崔学英 谢秀峰 《太原科技大学学报》 2024年第2期211-216,共6页
机械设备剩余使用寿命(RUL)预测是系统维护策略的重要组成部分。在建立深度学习预测方法的目标函数的过程中,退化模型通常以分段线性函数的形式建立,异常值对预测结果的影响很容易被放大。提出了一种基于分段非线性退化的时间卷积网络... 机械设备剩余使用寿命(RUL)预测是系统维护策略的重要组成部分。在建立深度学习预测方法的目标函数的过程中,退化模型通常以分段线性函数的形式建立,异常值对预测结果的影响很容易被放大。提出了一种基于分段非线性退化的时间卷积网络回归模型。非线性函数能较好地描述传感器的退化趋势,减少线性模型预测引起的系统偏差。在美国航天局公布的涡扇发动机(C-MAPSS)数据集上验证了该模型的有效性,实验表明该模型比目标函数为分段线性函数的模型具有更低的误差,优于现有的一些预测方法。 展开更多
关键词 剩余使用寿命预测 深度学习 非线性目标函数 时间卷积网络
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基于Lyapunov-MPC方法的非合作目标近距离抵近控制
4
作者 杜兴瑞 孟云鹤 陆璐 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期85-94,共10页
针对航天器近距离视线抵近同时存在轨道与姿态机动的非合作目标特定方位控制问题,提出了一种基于控制Lyapunov函数(CLF)的模型预测控制方法 (LMPC)。首先,根据视线坐标系下的轨道动力学方程,建立了满足视线指向要求的航天器相对轨道动... 针对航天器近距离视线抵近同时存在轨道与姿态机动的非合作目标特定方位控制问题,提出了一种基于控制Lyapunov函数(CLF)的模型预测控制方法 (LMPC)。首先,根据视线坐标系下的轨道动力学方程,建立了满足视线指向要求的航天器相对轨道动力学模型,并推导了期望轨道的解析表达式。其次,利用MPC方法设计控制器进行在线优化控制,并通过纳入基于李雅普洛夫方法的非线性反步控制的显式特征,构建收缩约束式,以确保闭环稳定性。接着,对基于LMPC的控制方法的递归可行性和闭环稳定性进行了证明。最后,仿真结果证明了所设计的LMPC轨迹跟踪方法的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 非合作目标 近距离视线抵近 非线性动力学系统 控制LYAPUNOV函数 模型预测控制
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阶梯水平井轨迹优化设计 被引量:8
5
作者 闫铁 刘维凯 +2 位作者 邹野 毕雪亮 毕春林 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期8-10,共3页
阶梯水平井轨迹优化以设计井深或者摩阻为目标函数,这些都是基于纯技术层面上的,对经济和钻井安全考虑较少。根据其特点,提出了阶梯水平井井眼轨迹的最优化设计方法,以安全、有用和费用最低为井眼轨迹的设计原则,根据阶梯水平井井眼轨... 阶梯水平井轨迹优化以设计井深或者摩阻为目标函数,这些都是基于纯技术层面上的,对经济和钻井安全考虑较少。根据其特点,提出了阶梯水平井井眼轨迹的最优化设计方法,以安全、有用和费用最低为井眼轨迹的设计原则,根据阶梯水平井井眼轨迹的设计原理,应用数学优化理论,建立了追求费用最低的最优井身轨迹的目标函数,这是一个非线性有约束的目标函数,利用外罚函数法可以对其求解,进而求得最优井身轨迹。现场试验表明,提出的阶梯水平井井眼轨迹最优化设计方法是正确的、可靠的,可以满足现场要求。 展开更多
关键词 阶梯水平井 井眼轨迹 优化 非线性 目标函数
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基于多尺度自适应注意力网络的剩余寿命预测 被引量:4
6
作者 刘斌 许靖 +4 位作者 霍美玲 崔学英 谢秀峰 杨栋辉 王嘉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期160-170,共11页
剩余寿命预测是复杂设备系统智能维护决策的关键和前提。不同指标数据间的潜在关系给预测的精度带来了挑战,参数的选择也增加了模型预测的困难。采用多尺度自适应注意力网络训练方法,别从纵向和横向两个维度融合数据间的特征关系,给出... 剩余寿命预测是复杂设备系统智能维护决策的关键和前提。不同指标数据间的潜在关系给预测的精度带来了挑战,参数的选择也增加了模型预测的困难。采用多尺度自适应注意力网络训练方法,别从纵向和横向两个维度融合数据间的特征关系,给出分段非线性目标函数,提高了预测的精度,降低了预测的均方根误差。使用自适应机制自动选择卷积核大小,提高了网络训练的效率。通过对涡扇发动机数据集进行实证分析验证了该方法在复杂系统剩余寿命预测中的有效性。 展开更多
关键词 剩余寿命预测 多尺度学习 自适应注意力 非线性目标函数 复杂系统
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一种改进的UGPF算法及其在导航问题中的应用 被引量:4
7
作者 周翟和 刘建业 +1 位作者 赖际舟 熊剑 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期727-730,共4页
通过对高斯粒子滤波(GPF)算法的分析与总结,提出了一种基于无味卡尔曼滤波(UKF)方法的改进GPF算法(改进UGPF算法)。该方法主要利用UKF获取更优的重要性抽样函数,同时优化GPF滤波的算法流程结构。最后通过二维目标跟踪过程中位置导航参... 通过对高斯粒子滤波(GPF)算法的分析与总结,提出了一种基于无味卡尔曼滤波(UKF)方法的改进GPF算法(改进UGPF算法)。该方法主要利用UKF获取更优的重要性抽样函数,同时优化GPF滤波的算法流程结构。最后通过二维目标跟踪过程中位置导航参数估计问题,对该算法进行了仿真分析,所得结果验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 高斯粒子滤波 非线性滤波 目标跟踪 重要性密度函数
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改进的非下采样Contourlet变换红外弱小目标检测方法 被引量:17
8
作者 马科 彭真明 +2 位作者 何艳敏 高原 张萍 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2811-2815,共5页
针对存在复杂背景干扰和噪声的红外图像弱小目标检测问题,提出了一种非下采样Contourlet变换(NSCT)的改进的红外弱小目标检测方法。首先对含弱小目标的红外图像进行预处理,然后利用NSCT进行变换,并利用改进的非线性映射函数和能量交叉... 针对存在复杂背景干扰和噪声的红外图像弱小目标检测问题,提出了一种非下采样Contourlet变换(NSCT)的改进的红外弱小目标检测方法。首先对含弱小目标的红外图像进行预处理,然后利用NSCT进行变换,并利用改进的非线性映射函数和能量交叉融合相结合的方法实现了背景杂波的抑制,最后引入Otsu算法进行阈值分割分离出红外弱小目标。通过与同类弱小目标检测算法的对比实验,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 红外图像 非下采样CONTOURLET变换 非线性映射函数 交叉融合 弱小目标检测
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多机器人交替定位中的信标机器人位置规划 被引量:1
9
作者 姚俊武 刘晶晶 王建中 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1317-1320,共4页
研究了一种新的多机器人交替定位方式中的未来信标机器人位置规划方法。在位置规划方法中,首先根据未来信标位置应该满足的条件分别设置目标函数和非线性约束方程,其中目标函数是使三个信标机器人组成的三角形尽量接近等边三角形,非线... 研究了一种新的多机器人交替定位方式中的未来信标机器人位置规划方法。在位置规划方法中,首先根据未来信标位置应该满足的条件分别设置目标函数和非线性约束方程,其中目标函数是使三个信标机器人组成的三角形尽量接近等边三角形,非线性约束则考虑超声波测距模块的测量范围以及机器人队伍的探索方向等因素,然后用约束非线性优化算法计算未来信标位置。仿真实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 交替定位 目标函数 位置规划 非线性约束方程
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基于非线性能量约束的实时红外亚图像目标跟踪 被引量:1
10
作者 傅志中 李晓峰 李在铭 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期24-27,共4页
分析了玫瑰线扫描亚成像空间分布函数 ,提出了一种基于非线性能量约束的亚图像目标识别跟踪技术。该技术用修正的最大类间方差法分割亚图像 ,聚类并去除强背景干扰区域 ,对可能目标区域能量进行统计 ,选择区域能量最大者进行逐帧实时锁... 分析了玫瑰线扫描亚成像空间分布函数 ,提出了一种基于非线性能量约束的亚图像目标识别跟踪技术。该技术用修正的最大类间方差法分割亚图像 ,聚类并去除强背景干扰区域 ,对可能目标区域能量进行统计 ,选择区域能量最大者进行逐帧实时锁定跟踪 ,并对该技术的实时性进行了分析。DSP平台实验结果表明 ,所研究的技术是可行的 ,能够独立、稳定地识别跟踪目标 ,达到了预期的结果。 展开更多
关键词 分布函数 非线性能量约束 红外图像 目标跟踪 复合制导
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基于遗传算法的自动送钻钻压动态优化
11
作者 张奇志 付勃 《石油机械》 北大核心 2012年第4期8-11,17,共5页
针对目标函数的钻压优化和BP神经网络的钻压优化方法存在的不足,建立了动态成本目标函数,并利用遗传算法对动态成本目标函数进行优化,最后应用实例对优化送钻在成本上的优势进行了验证。根据建立的动态成本目标函数和钻井采集的实时数据... 针对目标函数的钻压优化和BP神经网络的钻压优化方法存在的不足,建立了动态成本目标函数,并利用遗传算法对动态成本目标函数进行优化,最后应用实例对优化送钻在成本上的优势进行了验证。根据建立的动态成本目标函数和钻井采集的实时数据,利用非线性回归理论完成待优化的成本目标函数参数的求取。优化结果表明,优化钻压钻井方式有效延长了钻头寿命,缩短了起下钻时间,节省了钻井成本;与恒钻压钻井方式相比,优化钻压钻井方式每米成本上升较慢。 展开更多
关键词 自动送钻 钻压优化 遗传算法 成本目标函数 非线性回归
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EKF、UKF、PF目标跟踪性能的比较 被引量:40
12
作者 万莉 刘焰春 皮亦鸣 《雷达科学与技术》 2007年第1期13-16,共4页
雷达系统的非线性目标跟踪已被人们广泛重视。扩展卡尔曼滤波器(EKF)是将卡尔曼滤波器(KF)局部线性化,其算法简单、计算量小,适用于弱非线性、高斯环境下。不敏卡尔曼滤波器(UKF)是用一系列确定样本来逼近状态的后验概率密度,在高斯环境... 雷达系统的非线性目标跟踪已被人们广泛重视。扩展卡尔曼滤波器(EKF)是将卡尔曼滤波器(KF)局部线性化,其算法简单、计算量小,适用于弱非线性、高斯环境下。不敏卡尔曼滤波器(UKF)是用一系列确定样本来逼近状态的后验概率密度,在高斯环境中,对任何非线性系统都有较好的跟踪性能。粒子滤波器(PF)是用随机样本来近似状态后验概率密度函数,适用于任何非线性非高斯系统。文中通过仿真实验,对三者的性能进行了仿真比较,结果证明在复杂的非高斯非线性环境中,粒子滤波器的性能明显优于另外两种滤波器,但计算复杂,耗时长。 展开更多
关键词 目标跟踪 后验概率密度函数 非线性滤波 粒子滤波 扩展卡尔曼滤波 不敏卡尔曼滤波
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抗“飞点”的UKF-GMPCPHD滤波算法 被引量:1
13
作者 黄伟平 徐毓 甘少武 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期34-39,共6页
为实现被动测角目标状态和数目的实时估计,在高斯混合粒子(Gaussian mixture particle,GMP)的势化概率假设密度(cardinalized probability hypothesis density,CPHD)滤波框架下,提出了基于抗"飞点"无迹卡尔曼滤波器(unscented... 为实现被动测角目标状态和数目的实时估计,在高斯混合粒子(Gaussian mixture particle,GMP)的势化概率假设密度(cardinalized probability hypothesis density,CPHD)滤波框架下,提出了基于抗"飞点"无迹卡尔曼滤波器(unscented Kalman filter,UKF)的GMPCPHD滤波算法,即抗"飞点"的UKF-GMPCPHD滤波算法。在该算法中,粒子滤波的重要性采样函数由抗"飞点"UKF产生,粒子的预测与更新采用拟蒙特卡罗(quasi-MonteCarlo,QMC)方式,目标状态的概率假设密度(probability hypothesis density,PHD)和势分布用一组高斯粒子滤波器(Gaussian particle filtering,GPF)近似。通过该算法与GMPCPHD、UKF-GMPPHD滤波算法的对比仿真,验证了该算法良好的跟踪性能。 展开更多
关键词 非线性跟踪 目标数目 势化概率假设密度 门限函数 拟蒙特卡罗
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保守系统中非线性振动问题的数值解法
14
作者 陈宜周 《动力学与控制学报》 2004年第4期9-13,共5页
用目标函数方法寻求保守系统中非线性振动问题的解.以摆的运动作为例子,对相关的微分方程在初位移不为零而初速度为零条件下在时间上进行积分.此时,速度为时间的函数,把此函数称为目标函数. 因为摆从右侧到左侧再回到右侧完成一个周期,... 用目标函数方法寻求保守系统中非线性振动问题的解.以摆的运动作为例子,对相关的微分方程在初位移不为零而初速度为零条件下在时间上进行积分.此时,速度为时间的函数,把此函数称为目标函数. 因为摆从右侧到左侧再回到右侧完成一个周期,从而此目标函数的第2个零点便是运动的周期.此外,在数值积分过程中,同时得到了位移函数.此法依赖于常微分方程的数值解法和找函数零点的对分法.某些其它非线性常微分方程的解也得到研究.最后,给出了一些例子和数值结果. 展开更多
关键词 目标函数法 非线性振动 数值解法 保守系统
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非完整移动机器人路径跟踪的快速非线性模型预测控制方法 被引量:10
15
作者 占红武 厉晟 胥芳 《高技术通讯》 CAS 2021年第4期405-416,共12页
本文用快速非线性模型预测控制方法进行了非完整移动机器人路径跟踪问题的研究。采用虚拟目标跟踪法建立非完整移动机器人路径跟踪问题的非线性系统,转化为以Bolza形式的最优控制问题模型。通过一种障碍函数法处理不等式约束将其整合至... 本文用快速非线性模型预测控制方法进行了非完整移动机器人路径跟踪问题的研究。采用虚拟目标跟踪法建立非完整移动机器人路径跟踪问题的非线性系统,转化为以Bolza形式的最优控制问题模型。通过一种障碍函数法处理不等式约束将其整合至性能指标函数中,基于拉格朗日乘数法建立最优化必要条件的线性方程组,以连续/广义极小残余算法(C/GMRES)为计算核心求解线性方程组并引入多重打靶法增加数值精度,同时提出一种优化求解方法降低算法计算负载。仿真对比结果表明,所提控制方法在满足实时性与保证控制精度的条件下具有更高的计算效率。最后通过实验结果证明所提出的控制方法在非完整移动机器人路径跟踪过程中的有效性。 展开更多
关键词 非线性模型预测控制(NMPC) 路径跟踪 虚拟目标跟踪 障碍函数 连续/广义极小残余算法(C/GMRES) 多重打靶法
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基于Lyapunov方法的非合作目标接近与视线跟踪 被引量:3
16
作者 高登巍 罗建军 马卫华 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期577-583,共7页
研究了接近和跟踪同时存在姿态翻滚和轨道机动的非合作目标轨道姿态6-DOF联合控制问题。综合视线坐标系下相对运动动力学模型和追踪航天器姿态动力学模型,建立姿轨联合动力学模型。由于系统模型存在很强的非线性,所以对系统模型先进行... 研究了接近和跟踪同时存在姿态翻滚和轨道机动的非合作目标轨道姿态6-DOF联合控制问题。综合视线坐标系下相对运动动力学模型和追踪航天器姿态动力学模型,建立姿轨联合动力学模型。由于系统模型存在很强的非线性,所以对系统模型先进行预处理,将其转化成利于控制器设计的形式,采用Lyapunov最小-最大方法对同时存在姿态翻滚和轨道机动的非合作目标设计了自主接近和随动跟踪控制律。通过仿真验证了模型和控制方法的有效性。 展开更多
关键词 姿轨联合控制 计算机仿真 LYAPUNOV函数 数学模型 非线性动力学系统 目标 六自由度 跟踪(位置) 轨迹 视线坐标系 非合作 视线
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一种有效的非线性电路及其特性的透明建模方法
17
作者 陈和娟 房义军 《电子器件》 CAS 北大核心 2022年第2期338-345,共8页
为了对任意非线性电路及其特性生成具有更开放函数形式的和可解释的符号模型,基于规范形式函数和多目标基因编程搜索算法提出了一种自动生成无需预先定义模板的符号模型建模方法。首先采用SPICE仿真数据对任意非线性电路及其特性进行建... 为了对任意非线性电路及其特性生成具有更开放函数形式的和可解释的符号模型,基于规范形式函数和多目标基因编程搜索算法提出了一种自动生成无需预先定义模板的符号模型建模方法。首先采用SPICE仿真数据对任意非线性电路及其特性进行建模,得到具有规范形式的函数。然后采用基于基因编程的多目标搜索算法返回一组可能的模型,实现对模型复杂性和误差的权衡,最终实现符号模型的可解释性和准确性。仿真实验结果表明,本文提出的建模方法不仅具有可解释性,而且在建模复杂性和预测误差性能等方面,都优于目前采用的主流建模技术。 展开更多
关键词 非线性电路 符号建模 帕累托最优 规范形式函数 多目标搜索 复杂性 预测误差
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一类非线性二层多目标规划问题的主要目标法 被引量:3
18
作者 吴慧 吕一兵 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期109-115,共7页
研究了一类非线性二层多目标规划问题的求解方法.首先利用下层问题的K-T最优性条件,将其转化为带互补约束的多目标优化问题,其次将互补条件作为罚项,构造相应的罚问题,然后利用主要目标法求解该罚问题,最后以相关实例给出了算法的具体... 研究了一类非线性二层多目标规划问题的求解方法.首先利用下层问题的K-T最优性条件,将其转化为带互补约束的多目标优化问题,其次将互补条件作为罚项,构造相应的罚问题,然后利用主要目标法求解该罚问题,最后以相关实例给出了算法的具体实现过程.计算结果表明所设计的主要目标法对该类二层多目标规划问题是可行的. 展开更多
关键词 非线性二层多目标规划 最优性条件 罚函数 主要目标法
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PID控制器参数优化方法研究
19
作者 蔡慧 闫杰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第SA期1250-1252,共3页
文中以PID参数的优化设计为目标,把PID参数设计问题转化为非线性优化设计问题,把一种方便的搜索方法用于非线性最小平方方法的实现,并同Simulink仿真技术相结合,找出符合控制系统品质指标的一组调节参数。
关键词 PID控制 参数优化 目标函数 非线性优化
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保险公司资产的最优投资
20
作者 王红 王永茂 +1 位作者 管巍 吕会茹 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第11期1539-1542,共4页
针对给定初始准备金前提下,如何对保险公司的资产进行合理的投资.利用随机控制中HJB方程的相关理论,将总收益满足的随机微分方程转化为二阶非线性常微分方程.求解得到目标值函数的最优值表达式,最终确定出能够给保险公司投资债券行业带... 针对给定初始准备金前提下,如何对保险公司的资产进行合理的投资.利用随机控制中HJB方程的相关理论,将总收益满足的随机微分方程转化为二阶非线性常微分方程.求解得到目标值函数的最优值表达式,最终确定出能够给保险公司投资债券行业带来最大收益的投资策略.研究结果表明:保险公司的最优投资策略不仅取决于债券市场的风险大小,还取决于保费收益率、索赔到达的强度以及债券风险收益率等. 展开更多
关键词 随机控制 HJB方程 总收益 随机微分方程 二阶非线性常微分方程 目标值函数 债券市场 最优投资决策
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