具有零增益约束鲁棒反馈控制器设计方法

对线性多变量控制系统反馈矩阵增益约束元的选择问题，给出了一种鲁棒反馈矩阵零增益约束元选择的设计方法．该方法基于特征结构关于反馈矩阵增益元的灵敏度分析，将灵敏度相对较小的反馈矩阵元的增益取为零，不仅保持了鲁棒特征结构配置的优点，而且使设计的控制器结构简单．仿真结果表明，该方法是可行的．

一种增益约束数字降噪技术的研究

本文针对短波话音通信背景噪音较大的固有问题，目前已采用语音低速编码技术来实现声码数字话音通信，可以基本消除噪音的干扰；对于传统模拟话音通信，采用本文研究的增益约束数字降噪技术，也可以有效抑制噪音的干扰，提高语音通信质量和人听觉的舒适度。

基于ST-EKF与滤波增益约束的加速度计微g级标定

提高加速度计组件的标定精度是实现高精度导航、高精度测姿的重要途径。针对加速度计组件通过线性误差模型标定后难以达到微g级精度的情况,建立了包含二次项误差和振摆误差在内的加速度计组件误差模型,并提出了一种基于状态变换Kalman滤波与滤波增益约束的系统级标定算法。该算法借鉴Schmidt-Kalman滤波器与可观测性约束Kalman滤波器原理,可减小滤波状态协方差矩阵计算误差和滤波增益计算误差,从而提高弱可观误差状态的估计精度。与传统系统级标定算法的对比实验表明,所提出的新算法能够更加精确估计出包含二次项误差与振摆误差在内的加速计组件的各项误差,新算法使在大水平姿态倾角下的重力模值测量残差的均方差从线性误差模型的24.12μg、线性/二次项误差模型的13.38μg减少到6.71μg。4500s大水平姿态变化下的纯惯导实验结果表明:与仅用线性误差模型的系统级标定结果相比,系统级标定新算法使惯导系统的东向、北向导航最大位置误差分别从192.40m、96.72m减小到74.64m、65.44m。所提出的系统级标定新算法具备更好的标定精度,从而使得导航精度得到提高。

考虑状态约束的容积卡尔曼滤波估计算法

针对传统非线性滤波未考虑状态约束的局限,提出一种考虑状态约束的容积卡尔曼滤波算法。将状态约束转化为增益约束,结合最小方差估计给出最小约束代价函数;同时,采用相径容积规则近似计算系统状态的后验均值和协方差,给出等式状态约束下的容积卡尔曼滤波递推公式。最后,对路径约束条件下的导航定位系统进行仿真,结果表明算法定位精度优于常规容积卡尔曼滤波算法,较好地解决了非线性系统存在等式状态约束时、常规容积卡尔曼滤波算法不满足约束条件且估计精度差的问题,验证了算法的有效性。

恒增益旁瓣对消技术

在旁瓣对消系统中,当辅助天线数目大于干扰源数目时,期望信号也被当成一个干扰源而被系统对消掉。一般采用在辅助通道添加阻塞矩阵的方法来解决此问题。然而当期望信号方向与干扰信号方向接近时,采用阻塞矩阵方法会导致合成方向图有较大旁瓣抬升。提出一种新方法,对辅助天线的输出进行线性约束,使辅助天线在期望信号方向形成零陷,从而有效消除辅助通道的期望信号成分,并且具有较好的旁瓣保形能力。通过仿真可以看出,该方法能在保持期望信号方向最大增益的同时,在干扰方向形成非常理想的零陷。

基于二阶锥规划的稳健高增益波束形成

针对最优波束形成对基阵的轻微误差非常敏感这一缺点,提出了运用二阶锥规划方法实现白噪声阵增益约束来提高优化波束形成稳健性的方法.白噪声阵增益约束波束形成能够提高优化波束形成对误差的稳健性.本文将白噪声阵增益约束波束形成转化为二阶锥规划(second-order cone programming)形式,通过内点方法(interior point)来求出其数值解.计算机仿真结果验证了该方法的正确性.

前后向平均匹配场处理

为了提高匹配场被动定位的稳健性，提出了一种基于白噪声增益约束的前后向平均匹配场处理器。算法不仅使用了白噪声增益约束了权向量，而且针对垂直线列阵在空间上均匀分布的特点，在估计协方差矩阵时使用了前后向平均算法，因此提高了目标检测和定位的性能。同时由于前后向平均算法在估计协方差矩阵时能够把复数运算转化为实数运算，大量减小了运算量。为了验证算法的性能，使用仿真数据和海试数据进行了处理分析。结果表明，和前向平均匹配场处理器相比，该算法的输出信干比提高了约1？5～5 dB，峰值背景比提高了约1～4 dB。

基于改进噪声估计的MMSE-LSA语音增强算法

为解决在非平稳环境下,对数谱最小均方误差估计(MMSE-LSA)算法噪声估计误差较大、语音增强性能受限的问题,提出一种基于改进噪声估计的MMSE-LSA语音增强算法。利用对数能量与谱熵来构建新的语音特征参数能熵比,通过建立能熵比与语音存在概率的正比关系模型,得到语音存在概率估计,再利用平滑后的语音存在概率来更新噪声估计;加入地板阈值来约束MMSE-LSA的谱增益函数,缓解谱增益欠估计引起的语音失真。多种噪声仿真和真实广播信号实验结果表明,算法能较好地跟踪噪声变化,减少语音失真和噪声残留,提高语音信噪比和可懂度。