基于相位补偿的舰船升沉位移测量方法

为了解决舰船升沉信息测量过程中传统升沉数字滤波器存在输出信号相对于实际信号相位超前的问题,提出了一种基于相位估计与补偿的自适应滤波算法。分析了传统升沉数字滤波器输出相位超前的原因,采用加权傅里叶线性组合频率估计算法实时估计输入信号的频率,并设计自适应FIR滤波器对传统升沉数字滤波器的输出进行相位补偿。将自适应FIR滤波器与传统升沉数字滤波器的估算结果进行模拟实验对比。实验结果表明自适应FIR滤波器输出的升沉位移精度达到厘米级,有效提高了舰船升沉信息测量的准确性和实时性。     

一种基于惯性测量与自适应滤波的舰船升沉计算方法

针对舰船作业过程中升沉运动精确测量的应用需求,提出了基于惯性导航系统的升沉运动测量方案。针对海况变化条件下,传统固定滤波参数数字滤波器自适应性不足,以及存在相位偏移和幅值误差等问题,提出了一种结合互补方法的自适应数字高通滤波器。该滤波器基于先验知识与实时海况监测结果,可自适应调整滤波器参数。首先通过一滑动监测窗口对海况进行实时监测,并对滤波器参数进行实时自适应调整;随后对加速度测量值进行2次积分与3次自适应高通滤波,滤除低频误差,保留有效高频升沉运动。不同海况条件下的仿真与试验验证了测量与滤波方案的可行性。试验结果表明:新滤波方法相比传统方法,能根据海况实时自适应调整滤波参数,升沉运动相位误差和幅值误差减小,仿真实验中幅值误差缩减约10倍,模拟试验中幅值误差缩减约2倍,测量精度精确到厘米级。     

基于TH神经网络的自适应滤波在船舶姿态测量信号处理中的应用研究

自适应滤波是提高滤波性能的主要方法之一。自适应滤波要求实时跟踪输入信号的变化,实时地计算滤波器的权系数。这就大大增加了运算量,因此很难用基于数字计算的方法给出所希望的实时解。神经网络所具有的高度运算能力为解决这一问题展示了光明前景。中利用根据线性规划神经网络导出的TH网络,就船舶姿态测量信号进行滤波计算,仿真结果表明基于TH神经网络的自适应滤波是有效的。     

舰船波浪中航行时的变形分析及其IMU实时测量方法

大型舰船在水面上航行过程由于波浪的作用会产生一定的变形,该变形会降低舰船上姿态信息的精度,影响舰载武器系统的作战效能,针对这一问题,首先对舰船的变形进行理论分析,计算舰船所承受的波浪载荷,将波浪载荷加载到舰船的有限元模型,经计算得到的甲板各节点的角位移及线位移信息,以此来分析舰船的变形。在舰船的关键战位点安装由陀螺仪和加速度计组成的惯性测量单元(IMU),将IMU的输出信息与舰船主惯导的输出信息进行匹配,设计舰船变形估计的卡尔曼滤波器,实时估计IMU安装处的甲板变形角,为舰载武器装备提供准确的局部姿态信息,实验结果证明了所提方法的有效性。     

基于自适应时频峰值滤波的光纤陀螺去噪算法

为减小光纤陀螺输出信号噪声、提高惯导系统精度,提出了光纤陀螺信号自适应时频峰值滤波算法。对光纤陀螺信号进行初始变换并调制,采用伪Wigner-Ville分布对调制信号进行时频分析,给出了一种自适应的伪Wigner-Ville分布最优窗长获取准则,通过局部峰值搜索实现编码信号的瞬时频率估计进而还原出有用信号,实现了光纤陀螺噪声的去除。详细对比了小波方法与自适应时频峰值滤波算法并分析了两者的去噪效果。仿真结果和实际数据验证表明:自适应时频峰值滤波算法能有效减小光纤陀螺输出噪声,信噪比比小波滤波改善1³ dB;特别对于高动态信号,该算法滤波后的信号能够有效地跟踪原始信号。     

载波平滑伪距紧组合导航系统鲁棒自适应滤波算法

传统惯性/卫星紧组合导航系统采用载波相位平滑伪距可以有效提高伪距观测量精度,但平滑伪距后观测量噪声不符合白噪声特性而导致卡尔曼滤波器容易发散;同时由于周跳的存在会更加严重影响滤波器的稳定性。针对上述问题,分析了平滑伪距噪声特性并建立了噪声模型,在此基础上设计了鲁棒自适应滤波算法对观测噪声进行实时估计和补偿,结合抗差估计理论进行滤波以减小观测量噪声水平和模型不确定对滤波器带来的影响。理论分析和仿真结果表明,在复杂环境下,基于载波相位平滑伪距的鲁棒自适应紧组合导航系统定位精度提高了一倍以上。     

基于Matlab的数字滤波器设计及其在捷联惯导系统中的应用

通过对某型直升机惯性导航系统输出的角速度和加速度信号的频谱分析，提出了采用Matlab设计IIR低通滤波器，并对原信号进行了滤波处理。实践证明，所设计的数字滤波器在不增加硬件的条件下，占用很少的计算机资源，实现了信号的实时滤波计算。     

基于激光陀螺自适应补偿的船体变形测量方法

基于长期变形、动态挠曲变形以及陀螺随机零偏的状态方程,构建了激光陀螺测量的惯性姿态匹配最优滤波器,可以实时地估计出船体变形角。针对实时估计的长期变形角具有偏置误差的问题,推导了惯性姿态匹配的误差方程,指出动态挠曲变形角与船体惯性姿态角之间具有长时间的交叉相关耦合作用导致了长期变形角估计具有偏置误差,并提出了对输入到最优滤波器的激光陀螺角增量进行自适应补偿的方法来抑制偏置误差。实验结果表明,补偿后俯仰角、横滚角和艏挠角的偏置误差均方根均小于5″,较补偿前降低均方根误差约为5″,该自适应补偿方法可有效地抑制偏置误差,提高惯性姿态匹配方法在船体变形测量应用中的有效性。     

基于等效输入的光纤陀螺带宽自主测试方法

针对光纤陀螺频带测试角震动台输入频率低的问题,通过在光纤陀螺反馈阶梯波上叠加正弦信号用于等效外部输入角速度,对陀螺解调输出信号按照幅值进行判断得到陀螺带宽。分析了输入等效正弦波幅值满足条件;针对正弦信号在相位调制器上调制产生的相位差随频率变化的缺点对相位差幅值进行补偿;提出了利用直接数字合成技术生成正弦波信号和极值搜索算法检测信号幅值的带宽检测方案,利用陀螺自身硬件基础实现自主检测。通过建立数字闭环光纤陀螺模型,利用Simulink进行了仿真分析。结果表明该检测算法能实现陀螺频带宽度的全频率范围测量,不受外部输入信号测试频率限制,能够用于光纤陀螺带宽测试。     

北斗/INS深耦合接收机基带滤波器设计

随着北斗导航系统的组网,北斗/INS深耦合接收机的研制具有重要价值。传统的接收机基带滤波环路通常为相互独立的载波环路滤波器与码环路滤波器,码环路无法充分利用载波环路的信息,因此码环的动态性能受到限制。设计了载波/码组合滤波器,将载波环与码环的测量信息在一个滤波器内进行耦合,实时估计码相位、载波相位、多普勒频移与其变化率。通过北斗B3频点实际静态数据和GNSS模拟器采集的卫星-用户视线方向40g高动态数据进行离线跟踪测试,载波/码组合滤波环路可跟踪40g高动态信号,且静态数据的跟踪精度相比传统滤波环路提高27%。上述算法成功应用于基于Xilinx平台的卫星信号处理设备在线跟踪。提出的组合滤波器结构简单,测试有效,为北斗/INS深耦合接收机的工程实现提供参考。     

Quasi-optimal complexity of adaptive finite element method for linear elasticity problems in two dimensions

This paper introduces an adaptive finite element method (AFEM) using the newest vertex bisection and marking exclusively according to the error estimator without special treatment of oscillation. By the combination of the global lower bound and the localized upper bound of the posteriori error estimator, perturbation of oscillation, and cardinality of the marked element set, it is proved that the AFEM is quasi-optimal for linear elasticity problems in two dimensions, and this conclusion is verified by the numerical examples.     

An adaptive genetic algorithm for solving bilevel linear programming problem

Bilevel linear programming,which consists of the objective functions of the upper level and lower level,is a useful tool for modeling decentralized decision problems. Various methods are proposed for solving this problem.Of all the algorithms,the ge- netic algorithm is an alternative to conventional approaches to find the solution of the bilevel linear programming.In this paper,we describe an adaptive genetic algorithm for solving the bilevel linear programming problem to overcome the difficulty of determining the probabilities of crossover and mutation.In addition,some techniques are adopted not only to deal with the difficulty that most of the chromosomes may be infeasible in solving constrained optimization problem with genetic algorithm but also to improve the efficiency of the algorithm.The performance of this proposed algorithm is illustrated by the examples from references.     

An efficient and energy stable scheme for a phase‐field model for the moving contact line problem

In this paper, we propose for the first time a linearly coupled, energy stable scheme for the Navier–Stokes–Cahn–Hilliard system with generalized Navier boundary condition. We rigorously prove the unconditional energy stability for the proposed time discretization as well as for a fully discrete finite element scheme. Using numerical tests, we verify the accuracy, confirm the decreasing property of the discrete energy, and demonstrate the effectiveness of our method through numerical simulations in both 2‐D and 3‐D. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

六面体单元柔性桁架结构模型与逆模型的辨识

介绍了用自适应LMS滤波器离线辨识六面体单元柔性结构模型和逆模型的方法。文中论述了自适应滤波理论和自适应逆控制之间的关系，讨论了LMS算法，并以实验法测得的六面体单元柔性结构随机振动数据为基础对其模型和逆模型进行了辨识，为进一步开展该结构的自适应逆控制研究奠定了基础。     

用微元六面体推导流体力学基本方程时参考点的选择

用微元六面体证明流体力学基本方程是流体力学教学的基本内容,也是学生需要培养的思维方式.有些流体力学教科书中在用微元六面体推导流体力学方程时,由于参考点的选取不恰当,对推导过程的解释有的不清晰,有的有错误,不利于学生准确理解和掌握这个基本方法.本文对微元上物理量的分布进行了探讨与分析,指出参考点的选取对于正确推导流体力学方程的意义,并分析了为什么参考点选错了也能推导出正确结论的原因.     

Symmetry classes for elasticity tensors

Harmonic and Cartan decompositions are used to prove that there are eight symmetry classes of elasticity tensors. Recent results in apparent contradiction with this conclusion are discussed in a short history of the problem.Research supported by GNFM of CNR (Italy)     

Neural network-based adaptive control of a class of uncertain nonlinear systems

I.ProblemF0muIationandAssumptionsConsiderthenonlinearsystemfwhereeeR-isthestate,andavailableformeasurement,'.ERistheinput,geRistheoutput.hisasmoothfunctiononR-withh(0)=O,andthevectorfieldsI',g"aresmo0thonR-withg'(x)*O,VxeR--andI'(O)-O.ForcIarity0fexpositi…     

二元自适应壁风洞实验技术研究

介绍了在柔壁自适应壁风洞中，进行大堵塞比翼型低、跨音速实验消除洞壁干扰的研究，叙述了西北工业大学低、跨音速柔壁自适应壁风洞实验的迭代方案和高亚音速一步调整方案，以及所进行的实验和计算验证。结果表明，本文提出的洞壁调整方案可以有效地消除二维柔壁自适应风洞中大堵塞比翼型实验的洞壁干扰。     

Adaptive control of anti-aircraft missile launcher mounted on a mobile base

This paper presents the problem of control of anti-aircraft missile launcher mounted on a moving carrier-vehicle. Direct excitations on the vehicle from the road cause adverse vibrations of the launcher. In order to increase the precision of the guiding system in the conditions of self-propelled movement of the setup on a bumpy road, the adaptive control algorithm was proposed. Some research results of computer simulation are presented in a graphical form.     

The representation problem of constrained linear elasticity

The title problem is given the following explicit solution: = _D S|D, where the elasticity tensor in the constrained case is the restriction to the constraint subspace D of a corresponding unconstrained elasticity tensor S, followed by composition with the orthogonal projection _D on D.