Lorenz混沌系统的参数辨识与控制

把观测器思想用于系统中未知参数的辨识,对Lorenz混沌系统中的未知参数进行了辨识研究,提出未知参数辨识观测器的概念,数值结果表明若未知参数为常数或缓慢变化的信号本文方法都能给出很好的辨识结果.随后,把辨识和控制问题综合起来考虑,提出改进Lorenz混沌的控制方法,数值仿真表明了该方法的有效性 关键词： Lorenz混沌系统 参数辨识 非线性反馈控制     

基于量子粒子群算法的混沌系统同步控制及参数辨识

针对异结构且参数未知混沌系统的同步控制,设计同步控制器并对误差系统的稳定性进行理论分析.通过合理选择优化目标函数,利用量子粒子群算法高效的全局寻优能力,实现混沌系统的未知参数辨识,有效降低同步控制器的开发难度.以Rössler混沌系统与Lorenz混沌系统的异结构同步为研究对象,进行数值仿真实验,结果表明该方法能够实现驱动-响应系统的快速混沌同步及系统未知参数的准确辨识,并验证该方法的可行性和有效性.     

参数未知的分数阶超混沌Lorenz系统的自适应追踪控制与同步

基于分数阶系统稳定性理论,设计了控制器和未知参数的辨识规则,实现了分数阶超混沌Lorenz系统同给定信号的追踪控制与同步.数值仿真证实了所设计的控制器及未知参数辨识规则的有效性.     

基于变分方法的混沌系统参数估计

提出一种基于变分原理的估计混沌系统未知参数的方法,对以x= F(x,θ) 为控制方程的所有混沌系统具有普适性.首先将混沌系统方程引入到目标泛函中;接着利用变分原理导出了混沌系统的伴随方程和待辨识参数泛函梯度的通用公式;然后设计了估计混沌系统未知参数的算法;最后对典型的Lorenz混沌系统和超混沌Chen系统的未知参数进行了估计.数值仿真结果表明该方法是一种非常有效的估计混沌系统未知参数的方法. 关键词： 混沌系统 参数估计 变分方法 伴随方程     

参数未知的分数阶超混沌Lorenz系统的自适应追踪控制与同步

基于分数阶系统稳定性理论,设计了控制器和未知参数的辨识规则,实现了分数阶超混沌Lorenz系统同给定信号的追踪控制与同步.数值仿真证实了所设计的控制器及未知参数辨识规则的有效性. 关键词： 分数阶 超混沌 追踪控制与同步 自适应     

一种基于混沌系统部分序列参数辨识的混沌保密通信方法

本文提出一种混沌保密通信方法,即混沌系统的部分序列用于混沌系统参数辨识其他序列用于通信保密.利用混沌蚁群优化算法对部分序列混沌系统进行参数辨识,以达到了解混沌系统全部信息的目的.在参数辨识过程中引入参数空间和蚁群空间,通过空间变换函数使参数空间与蚁群空间之间相互变换.文中使用Lorenz系统进行数值试验,其结果验证混沌系统部分序列参数辨识及混沌保密通信的可行性.     

基于改进克隆选择算法的统一混沌系统同步控制与参数辨识

提出一种改进的克隆选择算法用于解决混沌系统的参数辨识问题.该算法利用抗体的高频变异和受体编辑两种机制有效平衡算法的全局探索与局部开发，并引入向精英抗体学习策略进一步提高算法的收敛质量.对10个优化问题的实验表明：所提出算法在求解精度、收敛速度以及稳定性方面具有更好的性能.以参数未知统一混沌系统的同步控制为研究对象，合理设计同步控制器，并对同步系统的稳定性进行理论分析.通过对同步比例因子的设置，实现统一混沌系统的完全同步、反同步、投影同步等多种同步方式.仿真实验结果表明该方法能够实现对未知系统参数的精确辨识以及驱动-响应系统的有效同步控制，验证了所提方法的可行性与有效性.     

厄尔尼诺和南方涛动海气耦合模型中参数估计的变分方法

提出一种基于变分原理估计厄尔尼诺和南方涛动海气耦合模型中未知参数的方法. 首先将所研究的非线性海气耦合动力方程引入到目标泛函中; 接着利用变分方法导出伴随方程和待辨识参数泛函梯度的公式; 然后设计了估计未知参数的算法.数值试验结果表明变分方法是一 种能有效估计海气耦合非线性系统未知参数的方法.     

基于线性反馈控制的不确定混沌系统的参数辨识

基于线性反馈控制方法和Lyapunov稳定性理论,研究了参数不确定系统的混沌同步和参数辨识,设计了普遍适用的参数自适应控制律,理论证明设计的控制器可使得两个结构相同但参数不同的混沌系统渐近地达到同步,并且可以辨识出响应系统的未知参数. Lorenz系统和蔡氏电路的数值仿真进一步表明了该方法的有效性. 关键词： 不确定混沌系统 同步 参数辨识 Lyapunov函数     

基于Takagi-Sugeno模糊模型的超混沌系统自适应投影同步及参数辨识

研究了不确定超混沌系统的自适应投影同步问题.基于Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型,设计了一种自适应模糊控制器和参数更新规则.利用Lyapunov稳定性理论,证明了所提方案可以实现不确定超混沌系统的投影同步,并同时辨识出未知的系统参数.通过对超混沌Lorenz系统的数值仿真实验进一步验证了所提方案的有效性. 关键词： Takagi-Sugeno模糊模型 自适应 投影同步 超混沌     

基于二阶离散变分方法的非线性映射参数估计

提出一种估计非线性映射未知参数的二阶离散变分方法.首先针对非线性离散混沌系统, 利用变分方法导出了伴随方程和目标泛函梯度, 以此为基础利用二阶离散变分方法给出了二阶伴随方程和精确计算Hessian矩阵-向量乘积的显式表达式; 其次设计了估计非线性映射未知参数的新算法, 并以此对Hyperhenón映射和二维抛物映射中的未知参数进行了精确的估计. 数值仿真结果表明了该方法的有效性和优点. 关键词： 非线性映射 参数估计 二阶离散变分方法 伴随方程     

一种基于最大似然的混响时间盲估计方法*

混响是室内声学中的重要现象,在室内设计与音频信号处理中都需要测量或估计混响时间。本文改进了一种基于最大似然估计的混响时间盲估计方法,即采用说话人在房间中自然说话时发出的混响语音信号来估计混响时间的方法。该方法首先确定语音衰减段的最优边界,其次计算该衰减段的两个额外参数,据此筛选出符合条件的语音段,最后将满足条件的语音段采用最大似然估计得到混响时间估计值。在五个不同混响时间条件下的仿真表明,与已有方法相比,改进方法估计的混响时间同真实混响时间的偏差更小,方差更低,估计准确性较高。     

The effects of ignored seabed variability in geoacoustic inversion

Geoacoustic inversion using a matched-field inversion algorithm is a well-established technique for estimating the geoacoustic parameters of the seabed. This paper demonstrates how parameter estimation can be affected by unknown or wishfully ignored random range dependence of the true environment when the inversion model is--for practicality--assumed to be range independent. Simulations with controlled statistics were carried out using a simple shallow water model: an isospeed water column over a homogeneous elastic halfspace. The inversion parameters included water depth, compressional speed in the seabed, seabed density, and compressional wave attenuation. On average the environment is range independent: some parameters are constant while other parameters are random with range-independent means and variances. A Parabolic Equation underwater acoustic propagation model is used to calculate the simulated data fields for the range-dependent environment as well as to calculate the model fields for the range-independent inversion model. The Adaptive Simplex Simulated Annealing inversion algorithm is used to estimate the best-fit solution. It is found that ignoring the variability of even a single geoacoustic parameter leads to significant and correlated uncertainty (bias and variance) in the estimation of all inverted parameters. Results are presented for range variation of compressional sound speed and water depth.     

Ternary-material lithium-ion battery SOC estimation under various ambient temperature

Ambient temperature produces great effects on battery state-of-charge (SOC) estimation, due to the unstable estimation algorithm, the weakened traceability of battery model, and variable model parameters at various temperatures, especially lower temperatures. The widely used method based on the equivalent circuit model (ECM) offline in using different algorithm, like current integral, the extended Kalman filter (EKF), or the unscented Kalman filter (UKF), can obtain an accurate SOC estimation at room temperature, but it is difficult to guarantee the high precision at lower temperatures. To address this problem, the battery model is investigated at different temperature, and an offset item is proposed to develop the observer equation in the estimated model. Then, the square root of the Sigma points Kalman filter (SR-UKF) is applied, and on the basis of the individual model parameter-temperature table and the developed model, the high accuracy of SOC estimation is achieved. Additionally, considering the burden of original parameter modification (all model parameters modified) at various temperature which will increase the product cost and computational complexity of the battery management system (BMS), the relationship between individual model parameter and the error of SOC estimation is built, which is helpful for the simplification of parameter modification. The results indicate that the proposed method based on the developed estimated model and the simplified parameter modification can achieve an accurate, stable, and efficient SOC estimation.     

一种新的卫星钟差Kalman滤波噪声协方差估计方法

采用Kalman滤波方法进行钟差参数计算和预报时, 需确定Kalman滤波噪声协方差矩阵. 针对这一问题, 提出了一种新的卫星钟差Kalman滤波噪声协方差估计方法, 通过建立新息的相关函数序列与未知的噪声参数间的线性函数模型, 采用最小二乘法进行噪声参数估计. 采用精密钟差数据进行钟差参数估计和预报分析, 结果表明, 该方法具有较好的收敛性, 并与顾及随机噪声模型的开窗分类因子自适应抗差估计方法进行对比分析, 验证了新方法的正确性和有效性.     

An inverse analysis of a transient 2-D conduction-radiation problem using the lattice Boltzmann method and the finite volume method coupled with the genetic algorithm

This article deals with the simultaneous estimation of parameters in a 2-D transient conduction-radiation heat transfer problem. The homogeneous medium is assumed to be absorbing, emitting and scattering. The boundaries of the enclosure are diffuse gray. Three parameters, viz. the scattering albedo, the conduction-radiation parameter and the boundary emissivity, are simultaneously estimated by the inverse method involving the lattice Boltzmann method (LBM) and the finite volume method (FVM) in conjunction with the genetic algorithm (GA). In the direct method, the FVM is used for computing the radiative information while the LBM is used to solve the energy equation. The temperature field obtained in the direct method is used in the inverse method for simultaneous estimation of unknown parameters using the LBM-FVM and the GA. The LBM-FVM-GA combination has been found to accurately predict the unknown parameters.     

基于改进粒子群优化算法的混沌系统参数估计方法

估计混沌系统的未知参数是混沌控制与同步中必须解决的关键问题.利用群集智能的新进展粒子群优化算法(PSO)的全局搜索能力，从初始粒子群的产生、目标函数的处理的角度改进PSO，将改进的PSO引入混沌系统参数估计和在线估计.仿真试验表明，改进算法具有良好的适应性、较高的收敛可靠性及精度，对信号叠加噪声的情形也具有较高的鲁棒性，是混沌系统参数估计的一种成功算法. 关键词： 混沌系统 参数估计 在线估计 粒子群优化算法     

基于一维标定物和改进进化策略的相机标定

为了解决运动参数光电探测过程中的相机标定问题,制作一种两端及中间各安装一个红外反光标记球的一维标定物.不需要其它复杂标定装置,只要将这种特制的一维标定物在测量空间内多次随意移动并摄取其图像,即可实现标定.算法首先假定主点位于像面中心附近的某个位置,再求出焦距、旋转矩阵、平移向量和比例因子,最后通过评价函数将相机标定转换成寻找两相机最佳主点对的非线性最小化问题.在传统进化策略中引进个体的自我改进系数、个体间距离等概念,提出了求取子代个体间的欧式距离并排序的方法,设计了搜索最佳主点对的改进型进化策略算法.与传统标定方法相比,基于一维标定物的方法克服了多相机场合的遮挡问题,改进进化策略的引入打破了一维标定物需做某种特殊运动的限制,使一维标定物自由运动时相机内、外参数的同时求解成为可能,改进的模拟退火进化策略改善了算法的全局收敛性能并加快了收敛速度.     

基于混合交叉进化算法的混沌系统参数估计

提出一种混合交叉进化算法 来估计混沌系统的未知参数. 首先通过构造一个适当的适应度函数, 将混沌系统的参数估计问题转化为一个多维的优化问题. 在混合交叉进化算法中, 利用佳点集方法初始化种群, 增加了算法的稳定性和全局搜索能力. 在进化过程中, 混合交叉操作既能指导种群个体向最优解子空间靠近, 又能提高算法跳出局部最优的能力, 从而协调了算法的勘探和开采能力. 以几个标准测试函数和典型的Lorenz混沌系统为例进行仿真实验, 结果表明了该方法的有效性.     

水声正交频分复用系统载波偏移与脉冲干扰估计技术

载波频率偏移和脉冲干扰是水声通信系统中常见的干扰形式。为了提高系统的鲁棒性,消除这两种类型干扰的影响,提出利用空载波对载波频率偏移和脉冲干扰进行估计。空载波估计技术采用了分步优化和联合优化估计两种方法。分步优化估计首先利用重采样和空载波进行载波频率偏移估计,补偿后利用空载波对脉冲噪声进行消除。考虑到载波频率偏移和脉冲噪声估计时的相互影响特性,利用二者的联合估计得到优化解。仿真和水池实验结果表明,两种优化算法都取得了良好的效果;同时联合优化估计比分步优化估计得到更大的系统性能增益,在系统误比特率为10-2时,联合优化解得到了3dB左右的系统性能增益。通过对载波频率偏移和脉冲干扰的估计消除,大大提高了水声通信系统的鲁棒性。