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遗传算法 21

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基于子空间的离散时滞系统辨识 Article

Qiang LIU,Jia-chen MA

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第6期页码 566-575 doi: 10.1631/FITEE.1500358

摘要：本文研究了具有未知时延的线性随机时滞系统的辨识问题。时滞系统被表达为具有单一时延的时滞差分方程。首先利用状态增广方法将时滞系统转化为一个等价的线性时不变系统，然后采用传统的子空间辨识方法来估计增广系统矩阵。本文提出了一种ACS算法，从而得到时滞系统的状态空间模型。最后，基于ACS算法得到的相似变换，重新得到卡尔曼状态序列。采用最小二乘法，利用卡尔曼状态序列和输入输出数据，得出相同状态空间下的时滞系统矩阵。仿真结果表明了这种算法的有效性。

关键词：辨识问题；时滞系统；子空间辨识方法；ACS算法；最小二乘法

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南水北调中线工程渠道糙率的系统辨识

杨开林,汪易森

《中国工程科学》 2012年第14卷第11期页码 17-23

摘要：

提出了分析调水工程渠道沿程糙率的系统辨识新方法。依据水力学原理，建立了渠道沿程糙率与粗糙高度ks和水力半径R的函数关系，然后通过数学变换提出了适合最小二乘法进行系统辨识的线性模型。并以南水北调中线工程原型观测资料为基础，考虑渠道断面形状、底坡、渠长变化的影响，应用系统辨识的方法消除水力测量随机误差的干扰,得到了通用的渠道沿程糙率计算公式。

关键词：渠道糙率系统辨识最小二乘法

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时滞系统的辨识及NARMA模型的修正

王冬青

《中国工程科学》 2006年第8卷第2期页码 39-43

摘要：

对现有神经网络对非线性时滞系统的时滞辨识方法进行了补充说明和分析，同时指出现有的NARMA模型修正方法对时滞系统的不当之处。以时滞系统神经网络预测控制为例，介绍了NARMA模型的正确修正方法，仿真证明了所提出的修正方法能获得好的控制性能及抗干扰能力。

关键词：辨识 NARMA模型神经网络预测控制

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用考虑置信区间长度影响的最小二乘法拟合S-N曲线

杨晓华,金平,姚卫星

《中国工程科学》 2004年第6卷第4期页码 41-43

摘要：基于试验疲劳寿命分散的物理机制，提出了一个S-N曲线试验数据处理的加权最小二乘法，此方法中每组数据的权重与该组数据的置信区间成反比。计算结果表明用考虑置信区间长度影响的最小二乘法拟合得到的S-N曲线比用一般最小二乘法得到的S-N曲线具有更高的可靠度，给出的寿命预测结果也更安全。

关键词：置信区间疲劳寿命最小二乘法 S-N曲线

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基于最小二乘法的EAST托卡马克光学等离子体边缘重建 None

Hao LUO, Zheng-ping LUO, Chao XU, Wei JIANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第9期页码 1124-1134 doi: 10.1631/FITEE.1700041

摘要：平衡与反演编码（equilibrium and fitting, EFIT）是部分托卡马克中常用的等离子体边缘重建方法。然而，这种磁方法有一些不可避免的缺点。提出一种光学等离子体边缘重建算法，将EFIT编码结果作为标准值学习光学重建模型。在边缘提取方面，传统边缘检测方法不能提取较清晰的等离子体边缘。因此，提出一种基于全局对比度的方法在图像平面提取等离子体边缘。这种方法对光照有很好的鲁棒性。用一个同阶多项式和一个转换矩阵拟合提取等离子体边缘和EFIT重建等离子体边缘。为在没有相机标定的前提下获取转换矩阵，用最小二乘法最小化光学边缘和EFIT重建边缘误差，得到一个数学模型，该数学模型将提取的等离子体边缘从一个图像平面转换到托卡马克极向平面。展示了所提方法和EFIT之间的误差，并讨论不同多项式阶数的实验结果。

关键词：光学等离子体重建；边缘检测；全局对比度；最小二乘法；EAST托卡马克

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基于几何控制法的短线预制拼装箱梁研究

王敏,张永涛,刘景红,刘毅,黄跃

《中国工程科学》 2009年第11卷第11期页码 79-81

摘要：

针对短线预制拼装箱梁几何控制过程中制造及安装阶段的误差控制问题，在分析了误差产生原因的基础上，结合苏通大桥B2标的现场实际情况，介绍以几何控制理论为基础，参数敏感性分析为方法，辅以现代误差分析技术和软件开发技术，实现短线法预制拼装的全过程施工数值化管理与控制。

关键词：几何控制误差分析最小二乘法短线预制拼装

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基于X射线脉冲星相位增量和TDOA的初轨确定方法 Article

Rong JIAO,Lu-ping XU,Hua ZHANG,Cong LI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第6期页码 543-552 doi: 10.1631/FITEE.1500365

摘要：针对航天器需要安装多个探测器及初轨定轨精度低的问题，提出一种使用单探测器分时观测三颗X射线脉冲星来确定初始轨道的方法。首先，从X射线脉冲星导航基本原理出发，得到TDOA观测量。考虑到航天器同时安装多个探测器时体积大功耗高的问题，提出了在航天器上安装一个探测器，轮流分时观测三颗脉冲星，获得相位增量观测量。然后，使用加权最小二乘法将TDOA和相位增量信息融合，提供比传统X射线脉冲星导航更多的信息，从而提高定轨精度。仿真实验表明，与单独TDOA定轨相比，融合算法定轨位置精度提高了30%以上，速度精度提高了20%以上，达到了初轨确定的精度要求。

关键词：初轨确定算法；单X射线脉冲星探测器；相位增量；二体运动方程；加权最小二乘法

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应用完备集合固有时间尺度分解和混合差分进化和粒子群算法优化的最小二乘支持向量机对柴油机进行故障诊断 Article

俊红张,昱刘

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第2期页码 272-286 doi: 10.1631/FITEE.1500337

摘要：针对固有时间尺度分解算法的模态混叠问题和最小二乘支持向量机的参数优化问题，本文提出了一种新的基于完备集合固有时间尺度分解和混合差分进化和粒子群算法优化最小二乘支持向量机的柴油机故障诊断方法。该方法主要包括以下几个步骤：首先，为解决固有时间尺度分解算法的模态混叠问题，提出了一种完备集合固有时间尺度分解算法。然后，提取了前几阶旋转分量的三类典型的时频特征，包括奇异值、旋转分量能量和能量熵、AR模型参数，作为故障特征。最后，提出了混合差分进化和粒子群算法对最小二乘支持向量机的参数进行优化的方法，并通过将故障特征输入训练好的最小二乘支持向量机模型实现故障诊断。仿真和实验结果表明提出的故障诊断方法可以克服固有时间尺度分解的模态混叠问题，而且能够准确的识别柴油机故障。

关键词：柴油机；故障诊断；完备集合固有时间尺度分解；最小二乘支持向量机；混合差分进化和粒子群优化算法

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系统误差条件下基于AOA/TOA/FOA的多目标结构总体最小二乘算法 None

Xin CHEN, Ding WANG, Rui-rui LIU, Jie-xin YIN, Ying WU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第7期页码 917-936 doi: 10.1631/FITEE.1700735

摘要：单站无源定位系统避免了多个观测站之间复杂的时间同步和信息交换，在电子战中越来越重要。基于单个运动站定位系统，考虑到来自不同目标的观测具有相同的观测站位置及速度误差，提出一种具有高定位精度和数值稳定性的定位方法。在此基础上，提出一种结构总体最小二乘（STLS）优化模型，并利用逆迭代算法获得固定目标的位置。推导了所提算法的定位性能，并通过一阶误差分析证明了STLS算法的理论性能和约束总体最小二乘算法的理论性能一致，两者都能够达到克拉美罗界精度。仿真结果表明了理论推导的正确性和所提算法的优越性。

关键词：单站；结构总体最小二乘；逆迭代；到达角（AOA）；到达时间（TOA）；到达频率（FOA）；多源

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联合卫星重力、卫星测高及陆地重力异常构建高分辨率地球重力场模型SGG-UGM-2 Article

梁伟, 李建成, 徐新禹, 张胜军, 赵永奇

《工程（英文）》 2020年第6卷第8期页码 860-878 doi: 10.1016/j.eng.2020.05.008

摘要：

本文采用椭球谐分析方法构建了一个新的2190阶地球重力场模型SGG-UGM-2，使用的数据包括卫星重力观测数据[重力场与海洋环流探测卫星（Gravity Field and Steady-State首先，基于椭球谐分析和系数转换方法（ellipsoidal harmonic analysis and coefficient transformation, EHA-CT），推导了适用于点值和均值重力异常的一套严密积分公式和最小二乘计算公式、多代卫星测高数据和EGM2008重力异常数据计算了2190阶2159次的重力场模型SGGUGM-2，其中251阶到2190阶2159次模型系数是用全球地面重力异常数据集（包含海洋重力数据）采用块对角最小二乘方法解算，而2~250阶系数是联合卫星（GRACE和GOCE）和地面重力异常法方程采用严格最小二乘法计算，并采用方差分量估计方法确定不同观测数据的相对权。最后，使用中国和美国区域的全球定位系统（global positioning system, GPS）/水准数据对模型进行了检核。

关键词：重力场模型 GOCE GRACE 卫星测高块对角最小二乘法

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HVAC系统的模糊预测函数控制器设计

吕红丽,贾磊,王雷,高瑞

《中国工程科学》 2006年第8卷第9期页码 65-68

摘要：

针对暖通空调HVAC系统中由于存在高度非线性、时变特征以及扰动和不确定性等因素而难以控制的特点，提出基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型的预测函数控制器设计方法。该方法通过最小二乘辨识算法建立系统的模糊T-S模型，然后基于模糊全局线性化预测模型，采用预测函数控制算法设计系统控制律。仿真实验结果表明该算法是一种跟踪性能好、鲁棒性强的有效控制方法。与常规的PID控制器相比，该方法具有超调量小、调整时间短等优良的动态性能。

关键词： T-S模糊模型预测函数控制最小二乘算法 HVAC系统

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最小二乘支持向量机的扩展及其在时间序列预测中的应用

向小东

《中国工程科学》 2008年第10卷第11期页码 89-92

摘要：

根据时间序列近期数据较远期数据包含有更多未来信息的思想，对最小二乘支持向量机预测方法进行了扩展，得到了更具一般性的最小二乘支持向量机预测模型，给出了扩展后的预测模型具体算法。两个时间序列的预测实例表明，扩展后的预测方法获得了更好的预测效果，提升了最小二乘支持向量机预测方法的价值。

关键词：最小二乘支持向量机扩展时间序列预测

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基于边界分析的森林冠层半球图像中心点定位与分割 Article

Jia-yin SONG,Wen-long SONG,Jian-ping HUANG,Liang-kuan ZHU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第8期页码 741-749 doi: 10.1631/FITEE.1601169

摘要：分析森林半球图像是测定森林冠层结构参数的重要方法之一。本文主要研究半球图像中圆形区域的分割方法，这是分析半球图像的基础。通过直方图、矩形度和傅里叶描述子进行森林半球图像边界的分析，得到边界特性如下：(1)边缘模型包含三种，分别是台阶、斜坡和屋顶边缘模型；(2)边界点离散；(3)边缘存在线性分布离散点。在此基础上我们提出了森林半球图像圆形区域的分割方法，拟合圆形边界线，同时用最小二乘法计算圆心点坐标及半径。该方法与获取图像的硬件设备参数无关，因此为引入参数自动调整的高性能设备获取森林半球图像奠定了基础。

关键词：鱼眼镜头；最小二乘法；图像分割；生态学图像处理；半球图像

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采用线性和非线性拟合方法进行指数模型参数估计 Article

Ping YANG,Chao-peng WU,Yi-lu GUO,Hong-bo LIU,Hui HUANG,Hang-zhou WANG,Shu-yue ZHAN,Bang-yi TAO,Quan-quan MU,Qiang WANG,Hong SONG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第3期页码 434-444 doi: 10.1631/FITEE.1601683

摘要：本文探讨了通过线性和非线性拟合方法估计指数模型中的未知参数。基于多元函数极值定理及泰勒级数展开，从理论上证明了：在实验测量数据中包含噪声的情况下，通过线性拟合方法所得到的参数估计值并不能保证指数模型的残差平方和达到最小。通过数值仿真对线性和非线性拟合方法的结果进行了对比，仿真结果显示：线性方法只能获得未知参数的次优估计，但非线性方法给出更准确的结果。利用水下图像和成像距离数据对水体光谱衰减系数进行了估计，结果证实非线性拟合方法能够对参数估计准确度有明显的提升。

关键词：指数模型；参数估计；线性最小二乘法；非线性拟合

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基于多声源波速结构成像的岩体异常区域超前辨识方法 Article

董陇军, 裴重伟, 谢鑫, 张义涵, 闫先航

《工程（英文）》 2023年第22卷第3期页码 191-200 doi: 10.1016/j.eng.2022.05.016

摘要：

异常区域超前辨识对于预防地下岩土工程灾害具有重要作用。为了满足地下工程高精度探测的需求，本文提出一种层析成像方法以辨识复杂岩体结构中的异常区域，结合了走时层析、阻尼最小二乘法和高斯滤波等技术。该方法克服了空洞区域辨识中速度差限制，减轻了迭代中孤立速度突变所带来的影响。结果表明，在数值和室内实验中DSPM和FSM均能清晰地辨识出异常区域。陕西震奥矿山现场应用结果证明了该方法可利用矿山开采中爆破、微震等多类声源对矿山内部未知结构进行波速场成像。本研究不仅实现了走时层析成像方法在异常区域识别中的应用，而且为地下岩土工程中潜在风险源的探测提供了新的思路。

关键词：地下工程走时层析复杂结构异常区域辨识射线追踪