Ocean Data Assimilation with Background Error Covariance Derived from OGCM Outputs

The background error covariance plays an important role in modern data assimilation and analysis systems by determining the spatial spreading of information in the data. A novel method based on model output is proposed to estimate background error covariance for use in Optimum Interpolation. At every model level, anisotropic correlation scales are obtained that give a more detailed description of the spatial correlation structure. Furthermore, the impact of the background field itself is included in the background error covariance. The methodology of the estimation is presented and the structure of the covariance is examined. The results of 20-year assimilation experiments are compared with observations from TOGA-TAO (The Tropical Ocean-Global Atmosphere-Tropical Atmosphere Ocean) array and other analysis data.

电动可变配气系统输出协方差控制策略

提出一种针对连续可变气门正时(VVT)的新型电动可变配气系统且基于模型的闭环控制,以提高系统调节速度和控制精度.首先,使用基于新息的自适应卡尔曼滤波参数辨识对电机系统参数进行辨识,利用辨识的参数建立了可变配气系统的控制模型.其次,设计了基于模型的电动可变配气系统控制算法,即输出协方差约束(OCC)算法.最后,验证了该算法的效果,在仿真中对比了OCC算法与比例-积分-微分(PID)算法、线性二次型跟踪(LQT)算法,在台架试验中对比了OCC控制器与PID控制器的控制效果,结果表明:对不同转速下目标相位调节进行仿真,PID算法在转速为1 000、3 000和4 000 r/min下稳态误差均大于OCC算法,LQT算法在转速为3 000 r/min和4 000 r/min下调节速度小于OCC算法,且在变转速下OCC算法相位保持更好,相位偏差更小,说明OCC算法相比PID算法和LQT算法具有更好的转速适应能力.台架试验中,在相位角向上调节时,OCC算法比PID算法响应时间降低了42.8%;在相位角向下调节时,OCC算法比PID算法响应时间降低了75.0%.

协方差矩阵的权微扰算法

本文给出了一种获得协方差矩阵的算法，只需依据自适应阵的输出功率，使用权微扰的方法，就可得到阵列的协方差矩阵。

Delta算子系统动态输出反馈D-稳定鲁棒协方差控制

研究Delta算子描述的线性不确定系统基于动态输出反馈的D-稳定鲁棒协方差控制问题.设计动态输出反馈控制器,使Delta算子不确定系统鲁棒D-稳定,且稳态输出协方差矩阵具有给定上界.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出D-稳定鲁棒协方差控制器存在的充分条件.在此基础上,提出相应控制器的设计算法.数值算例表明了该设计方法的可行性.

多输入多输出雷达发射阵列误差联合校正方法

针对多输入多输出雷达发射阵列提出了一种同时校正阵元位置误差、幅相误差和阵元互耦的新方法.该方法首先通过多次旋转天线阵列进行采样,获得来自多个方位的实验数据,然后对数据的协方差矩阵进行特征分解,得到实际阵列流型的估计值并构造代价函数,最后通过迭代算法估计所有的误差参数,并对误差进行校正.计算机仿真及实际天线阵列的校正实验均验证了该方法的有效性.

机载相干MIMO雷达杂波自由度估计研究

针对任意发射波形合成结构影响下的机载相干MIMO雷达杂波自由度的估计问题。论文提出了一种机载相干MIMO雷达杂波自由度估计的构造法,该方法利用发射波形合成结构直接构造等效矩阵代替杂波协方差矩阵进行求秩。通过递推分解等效矩阵,提出并证明了一种杂波自由度快速估计准则,建立了机载相干MIMO雷达发射波形合成结构、阵列稀布构型与杂波自由度之间的定量关系。研究表明:该方法和准则能够准确预测任意发射波形合成结构下的机载MIMO雷达的杂波特征谱结构。该理论既保证了降秩STAP算法性能的最优又具有较小的计算量,并为最优发射波形合成方案和MIMO STAP算法的设计提供了依据。

随机离散线性系统的满意鲁棒控制

将随机线性离散系统不同环节中出现的结构不确定性 ,描述成由不相关扰动参数矩阵决定的新形式。利用线性矩阵不等式 (LMI)方法 ,设计满意鲁棒控制器使闭环系统同时满足期望的扇形区域极点配置指标和稳态输出协方差指标。满意控制器设计可以完全转化为线性矩阵不等式的求解问题 ,不需要人工干预选择参数。用一个例子说明了该文方法的有效性。

参数不确定振动系统的一种鲁棒主动控制设计

本文讨论具有参数不确定的线性振动系统 ,在随机白噪声激扰作用下的主动控制设计问题。以给定的闭环系统稳态输出方差为约束 ,所需主动控制力的一种代价表示为优化目标 ,将状态反馈二次稳定的主动控制器设计问题 ,转化成一个基于LMIs约束的凸优化问题求解。最后以一个算例说明本文方法。

绩效考核政治对下属伦理产出的影响机制研究

借助社会互动框架探讨绩效考核政治对第三方下属和焦点下属伦理产出的影响机制。首先,借助归因理论将绩效考核政治分为普遍型、聚焦型、权宜型和随机型4种类型,建构绩效考核政治对下属伦理产出影响的分析框架;其次,从第三方视角分析绩效考核政治对第三方下属伦理产出的影响,考察了绩效考核政治影响第三方下属伦理产出的边界条件;再次,基于社会网络机制研究绩效考核政治对焦点下属伦理产出的影响,并重点分析第三方下属行为反应在其中的作用。最后,进一步分析研究的理论意义、管理启示和未来研究方向。

离散随机系统输出反馈协方差配置

由于协方差配置理论可以比传统的控制设计方法更直接地将闭环系统的状态协方差配置到指定值，因此该理论成为近年来人们研究的一个热点。然而，在已有的基于输出反馈的离散系统协方差控制文献中均未考虑测量噪声的影响。为此，该文研究含测量噪声的线性离散随机系统的输出反馈协方差控制问题，即设计输出反馈控制器，使闭环系统达到预先给定的稳态状态协方差。基于矩阵分解技巧和广义逆理论，文中导出了期望控制器存在的充要条件及其解析表达式。示例说明了该文设计方法的直接性和有效性。

SISO系统输出无偏协方差控制器设计

迄今所介绍的协方差控制器只适用于干扰为零均值的高斯白噪声过程，一旦噪声均值不为零或系统存在常值扰动，系统输出一般将会有偏。该文用状态反馈ＰＩ控制器实现了单输入单输出（ＳＩＳＯ）线性随机系统输出无偏协方差协方差配置，给出了控制器存在的充要条件及其解的一般形式。

航天器拦截的输出协方差配置控制

本文通过对航天器拦截问题的分析，确定出系统输出在一定的方差约束下，系统反馈控制的设计目标。通过对［１］中提出的状态协方差控制理论的改造，给出了实现这一设计目标的方法。

功率谱密度函数的构建及在重力场元计算中的应用

应用输入输出法逼近局部重力场的关键在于构建有效反映局部重力场特征的功率谱密度函数模型、利用"间接法",基于Moritz协方差模型、Tscherning/Rapp协方差模型和Moritz两分量模型分别构建对应的功率谱密度函数模型,并采用非线性最小二乘法在EGM2008模型的基础上拟合了模型系数。拟合结果表明:在2倍相关长度的相关距离内,Moritz两分量模型求得的理论协方差值与经验协方差值的符合度最好。设计了以EGM2008模型重力异常为基础数据,计算大地水准面高的仿真实验。结果表明:三种模型中,Moritz两分量模型的计算结果精度最高,同传统Stokes方法的计算结果精度相当,与拟合的理论协方差曲线图所反映的结果一致。

基于Cholesky分解的MIMO-OFDM系统同信道干扰抑制方法

在多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中,通过联合估计信道矩阵和干扰协方差矩阵(ICM)的方法来抑制同信道干扰.首先,利用最小二乘法和残差估计方法获取信道矩阵和ICM的初始估计值;然后,基于Cholesky分解方法对ICM的估计值进行改善,并利用改善后的ICM估计值对信道矩阵估计值进行更新.该方法充分利用了时域和频域中的所有可用信息,提高了信道估计精度,较好地抑制了同信道干扰.仿真结果表明:与其他可实现的非迭代方法相比,该方法所得的信道频率响应估计均方误差性能增益高于2 d B;信干噪比(SINR)越大,比特误码率性能的改善程度越好,并且随着天线数的增多,性能增益也增大.

离散系统动态协方差配置中的有限拍控制

大量的随机控制系统的性能指标可直接刻划为系统稳态状态协方差的形式。在离散系统的动态协方差控制器设计过程中存在着相当的自由度，该文利用这些自由度使系统达到期望的有限拍特性，即设计动态控制器，使闭环系统的状态协方差在有限拍内配置到指定值。文中表明，只要使系统的闭环矩阵具有期望的特征结构且其最大奇异值满足一定的约束条件就可达到设计目的。文中研究了使闭环矩阵具有期望的特征结构的条件，并给出了满足要求的控制器的存在条件及解析表达式。

随机系统中满意PID调节器的设计

应用满意控制思想,研究了扇形区域极点和稳态输出方差约束下P ID调节器的设计问题.将P ID调节器设计问题转化为局部状态反馈问题,再通过适当变换将P ID调节器参数设计转化为求解一组线性矩阵不等式的可行解问题,从而可通过M ATLAB中的LM I工具箱方便地求解.算例说明了所提出方法的有效性.

具有干扰和协方差反馈的多天线系统信道容量

研究了带有同信道干扰和协方差矩阵反馈的多输入多输出多天线系统遍历信道容量最优化问题.首先利用大数定理,对同信道干扰成分进行等效,通过梯度映射算法得出一种多天线系统遍历信道容量的最优估计算法,最后,仿真观察该最优估计算法的性能与性质.结果表明:该算法的性能在大干扰功率与信道相关性较强情况下接近最优的独立注水算法.

部分信道状态信息下简化的MIMO功率分配算法

针对当发端只有部分信道状态信息(Partial CSI)-信道统计信息时,最优的发送功率分配算法计算复杂度高这一问题,利用詹森(Jensen)不等式和注水法得到了一种简单的、低计算复杂度的功率分配算法.实验结果表明,对于收天线数不小于发天线数的MIMO系统,该算法对应的平均互信息和最优功率分配算法对应的信道容量吻合较好,可作为一种简便的功率分配算法应用于实际中.

基于LMI的随机系统PID相容性研究

针对具有随机白噪声输入的随机系统,分析了PID控制下期望指标的相容性问题。以状态空间和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)为工具,首先把PID控制问题转化为局部状态反馈问题,得到了PID可稳定的LMI判据,进而当判定系统可稳时,给出了求取闭环系统最大衰减度指标、与衰减度指标相容的稳态输出方差相容区间的算法以及PID参数的求解方法,且文中算法都可以通过MATLAB软件的LMI工具箱自动求解。最后通过实例说明该方法的有效性。

基于子矩阵波束形成输出直流响应加权的目标检测方法

针对同一单频带内未知目标检测中强、弱目标不能同时被检测问题,依据不同子矩阵波束形成输出直流响应值不同,提出一种基于子矩阵波束形成输出直流响应加权的目标检测方法。首先,利用特征分析技术对线列阵接收数据协方差矩阵进行特征分解;然后,对各特征向量进行共轭相乘得到相应子矩阵,并对子矩阵进行波束形成,利用各子矩阵波束形成输出直流响应值的差异形成加权因子;最后,利用该加权因子对各子矩阵波束形成输出结果进行加权统计得到最终合成结果,提升弱目标子矩阵波束形成输出结果在最终合成结果的比重,实现对同一单频带内未知目标的有效检测。理论分析、数值仿真和实测数据处理结果均证明了,在仿真条件下,相比常规波束形成和常规子空间重构法,所提方法使弱目标子矩阵波束形成输出结果在最终合成结果的比重由0.09%变为45.36%,降低了背景噪声和强目标对未知目标检测的影响,减小了目标间输出直流响应值的差异,改善了对同一单频带内未知目标的检测性能。