基于方差约束与几何不变特性的图像匹配算法

为解决较多图像匹配算法主要通过测量关键点之间的距离来实现特征匹配,忽略了图像的结构信息,使其存在较多的误匹配的问题,本文设计了方差约束耦合几何不变特性的图像匹配算法。借助于Forstner算子计算像素点的兴趣值,以检测图像的特征;计算图像的梯度信息,获取图像的方向值,并切割图像特征的圆形邻域,从而获取扇形子域;以图像的方向值为基础,通过计算扇形子域中的灰度不变矩,输出对应的特征向量;引入区域方差函数,获取图像的结构信息,将其加入至图像特征的匹配过程,以约束欧式距离的测量结果,实现图像特征匹配;最后利用匹配点间的几何不变特性,对匹配特征去伪求真,优化匹配结果。测试数据表明:相对于已有的匹配技术,在对无变换图像、缩放图像以及旋转图像匹配时,所提算法拥有更高的匹配准确度,分别达到了96.56%、95.38%和93.52%。

碳三加氢装置鲁棒最小协方差约束控制及应用

碳三加氢反应器操作条件多变,并且存在级联反应,传统的手动操作配氢容易过加氢或漏炔,导致出口甲基乙炔(MA)和丙二烯(PD)浓度波动较大,还会影响催化剂的选择性和转化率。由于碳三加氢过程具有非线性、操作区域多变的特点,传统的基于线性模型的模型预测控制器在工业过程控制中存在较大的局限性。Hammerstein模型是一种将非线性稳态环节和线性动态环节串联的非线性模型,非常适合描述非线性工业对象且方便控制器设计。提出了一种基于Hammerstein模型的鲁棒最小协方差约束控制方法,Hammerstein模型的非线性稳态部分采用WaveARX神经网络逼近,并根据多操作点稳态输入输出数据进行辨识,通过机理分析辨识得到的操作点附近线性化模型作为线性动态部分,将非线性鲁棒控制问题转化为线性模型鲁棒约束控制和非线性环节求逆问题,基于Hammerstein模型的建模偏差,对模型输出偏差协方差上限进行约束并最小化,采用线性矩阵不等式求解出次优状态反馈控制律,再根据非线性部分的逆模型得到系统的控制输入,仿真及工业应用结果证实了所提方法的可行性和有效性。

状态反馈中圆形极点与状态方差约束的相容性

对一类线性随机系统的状态反馈问题 ,研究了两类约束指标 :状态方差与圆形区域极点的相容性 ,并对具有指定圆形极点及相容状态方差约束的控制问题给出了满意控制设计方法 .用线性矩阵不等式 (L MIs)刻划了圆形极点约束下系统存在反馈控制律的充要条件 ;通过求解 LMIs约束下矩阵迹的极值问题 ,给出了方差约束指标的较好容许范围 ;算例说明本成果简洁、有效 .

具有区域极点和方差约束的Delta算子系统鲁棒H_∞滤波

研究Delta算子不确定系统在误差方差约束和区域极点约束下的鲁棒H∞滤波问题.针对多目标H∞滤波问题,采用代数矩阵不等式方法,提出滤波器的存在条件和显式表达式.所得结果可将连续系统和离散系统的有关结果统一到Delta算子框架.

不确定系统D稳定与方差约束的鲁棒H∞可靠控制

研究了一类不确定系统区域稳定和方差约束的鲁棒H∞可靠控制器的设计方法,其目的是通过设计状态反馈控制器,使闭环系统的极点被配置在给定的圆盘中,同时,当有外生扰动,以及所有可能的不确定及其敏感执行器失效的时候,依然能满足闭环传递函数H∞范数有界和稳态方差的约束.借助于LMI和凸优化技术,给出了控制器存在的充分条件及其解析式.最后,通过一个仿真例子,说明该方法的可行性.

误差方差约束下Delta算子不确定系统的鲁棒H_∞ 滤波(英文)

研究Delta算子不确定系统在稳态估计误差方差约束下的鲁棒H∞ 滤波问题 .目的是设计滤波器 ,使得系统在状态矩阵和输出矩阵均存在不确定性时 ,滤波过程是渐近稳定的 ,每个状态的稳态估计误差的方差不大于事先给定值 ,且从噪声输入到误差输出的传递函数满足给定的H∞ 范数约束 .基于矩阵不等式方法 ,提出了滤波器的存在条件和显式表达式 .所得结果可将连续和离散系统的有关结论统一到Delta算子框架 .

基于方差约束控制的专家系统故障预测技术研究

基于方差约束控制理论和专家系统的相关知识,研究了动态组合系统内部故障的预测问题。首先根据组合系统的运行情况在线提取故障点在各个子系统的状态观测值,定义了故障点的状态观测均值、误差以及误差和参数结构并进行了分析;然后在给出故障判定定理的基础上,利用专家系统加权算法得到的故障点状态误差和约束容许值,设计了故障预测的流程图;最后根据流程图给出一种新的故障预测算法。理论分析结果表明,这种算法与传统的故障诊断方法和已有的故障预测方法相比有比较明显的优势。

离散系统方差约束鲁棒H_2/H_∞滤波的新算法

考虑带有稳态误差方差约束的线性受扰系统的鲁棒H2/H∞滤波问题.引入了广义逆矩阵,提出了一个新的算法.通过直接解两个Riccati方程后,获得滤波器,并且同时满足3个性能要求:滤波过程是渐近稳定的;每个状态的稳态估计误差方差不超过规定的上界;从外部噪声输入到误差状态输出的传递函数的H∞范数满足规定的上界.一个数字例子说明了这种设计方法的有效性.

具有闭环极点和方差约束的不确定离散系统鲁棒控制

对一类具有范数有界不确定性的离散时间系统 ,研究了使得闭环系统的所有极点位于一给定圆盘 ,且稳态状态方差不超过给定上界的状态反馈鲁棒方差控制律设计问题 基于线性矩阵不等式的处理方法 ,导出了鲁棒方差控制律的存在条件 ,并用一组线性矩阵不等式的可行解给出了鲁棒方差控制律的一个参数化表示 进而 ,通过建立和求解一个凸优化问题 。

不确定离散模糊随机系统的鲁棒方差约束输出反馈控制

对一类具有范数有界不确定性的离散T-S模糊随机系统,研究不仅使整个闭环模糊系统全局渐近稳定,而且每个模糊子系统的稳态状态方差满足给定上界性能指标约束的输出反馈鲁棒方差控制律的设计问题。利用线性矩阵不等式(LMI)技术,导出输出反馈鲁棒方差控制律的存在条件,并基于矩阵相似变换给出其可解性条件,同时用一组线性矩阵不等式的可行解,给出输出反馈鲁棒方差控制律的一个参数化表达形式。

具有圆形极点和方差约束的不确定离散系统鲁棒控制

对一类具有不确定参数和扰动的线性离散系统 ,研究了使闭环系统的稳态状态方差小于某个给定的上界 ,同时闭环极点位于一给定圆盘中的状态反馈鲁棒方差控制器设计问题。导出了控制器存在的条件 ,并证明了该条件等价于一个线性矩阵不等式系统的可行解问题 ,进而用这组矩阵系统的可行解给出了一组所求控制器的一个参数化表示。

不确定系统具有圆形极点与方差约束的输出反馈鲁棒控制

对一类具有范数有界不确定性的线性连续随机系统,研究了使闭环系统所有极点位于一给定圆盘,且系统稳态状态方差不超过给定上界性能指标约束的静态输出反馈控制器设计问题。利用矩阵变量变换得到关于静态输出反馈控制律存在且可解的充分条件,给出基于线性矩阵不等式(LMI)组约束下的输出反馈控制器的设计方法。

不确定系统受方差约束和鲁棒R稳定的H_∞动态输出反馈控制

根据满意控制的思想,设计动态输出反馈控制器,使连续不确定系统满足预先给定的H∞指标、线性矩阵不等式(LMI)区域极点配置和方差约束指标,以保证系统具有期望的性能.利用线性矩阵不等式方法,将上述3类指标约束下的动态输出反馈控制器设计问题转化成一组LMI的可行解问题,借助Matlab-LMI工具箱进行有效求解.数值算例说明了所提出设计方法的有效性.

带乘性噪声系统的最优方差约束鲁棒状态估计算法

带乘性噪声系统由于其广泛的适用性,一直成为研究的热点。针对带乘性噪声系统的鲁棒状态估计算法进行研究,利用线性矩阵不等式的方法,讨论状态方程中含有范数有界不确定性参数的带乘性噪声系统的方差约束鲁棒状态估计器存在的条件,并针对此类带乘性噪声系统推导出1套方差约束鲁棒状态估计算法以及最优方差约束鲁棒状态估计算法。仿真结果验证算法的有效性。

基于方差约束控制的复杂控制系统故障诊断方法

将方差约束控制用于研究复杂控制系统故障诊断。首先根据系统运行情况提取故障点在各个子系统的状态观测值,定义了故障点的状态观测均值、误差并求得状态协方差。然后通过熵系数法来确定各影响因素的权重,用欧氏范数法和线性加权法确定系统正常运行的最大允许阈值,一旦实际值超过阈值则报警,采取修正措施。最后通过实例,得到了一种新的基于欧氏范数方差约束控制的故障诊断方法,应用于航天产品漏电故障诊断。结果表明,该方法的故障阈值是由系统本身特性得到,故能够客观、真实地确定阈值的量化模型,克服了传统的专家系统需要训练大量历史数据的弊端,实现了故障在线实时诊断。

估计误差方差约束混合H_2/H_∞滤波

考虑带有稳态误差方差约束的线性系统的混合H_2/H_∞滤波问题。通过解一个线性矩阵不等式(LMI),直接获得滤波器,并且这个滤波器满足下面性能指标:滤波过程是渐近稳定的;在每个状态的稳态估计误差方差不超过规定的上界的同时,最小化系统的H∞范数指标。实例说明了这种设计方法的有效性。

不完全量测的误差方差约束下的容许采样频率

本文主要研究了不完全量测的误差方差约束下的传感器所能容许的采样频率这一问题.分析了不完全量测下的目标跟踪系统的误差方差的稳态特性,给出了不完全量测下误差协方差阵的一些性质.在给定探测概率下,利用线性矩阵不等式(LMI)求解这一问题.工程意义在于,在满足给定滤波器的误差方差约束指标下,可以选择采样间隔较长的传感器,放宽对传感器的采样频率的要求,从而降低测量装置成本.数值算例说明了算法的有效性.

连续模糊随机系统的方差约束控制

对一类基于T-S模糊模型描述的连续随机系统,研究了不仅使整个闭环模糊系统全局渐近稳定,而且每个闭环模糊子系统的稳态状态方差满足给定上界性能指标约束的状态反馈控制器设计问题。首先,基于协方差配置理论,配置了一个公共的正定协方差矩阵,导出使整个闭环模糊系统全局渐近稳定的充分条件;进而利用广义逆理论,给出满足性能指标约束的状态反馈控制器的参数化表达形式。

方差约束因子耦合搜索区域判定模型的图像修复算法

为了解决Criminisi算法在图像修复过程中无法保证修复块的优先级顺序,从而导致修复质量不佳的问题,提出了方差约束因子耦合搜索区域判定模型的图像修复算法.首先,将待修复块分割为两个子块,通过子块的方差构建方差约束因子,并利用方差约束因子改进Criminisi算法中的优先权函数;然后,在二维直角坐标系中对损坏区域进行测量,根据测量结果选取损坏基准值,以构建搜索区域判定模型,确定最优匹配块的搜索范围;最后,引入SSD(Sum of Squared Differences)模型在搜索区域中选取最优匹配块,利用最优匹配块中像素点与待修复块中对应像素点的像素差值构造置信度更新模型,对置信度进行更新,实现图像的修复.实验结果表明,与其他图像修复算法相比,本文算法具有更好的图像修复视觉质量.