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基于稳健估计的稀疏网格积分滤波算法及其在捷联惯导系统对准中的应用
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作者 钱晨 高阳 +1 位作者 陈庆伟 郭健 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期568-577,共10页
为有效解决捷联惯性导航系统对准过程中异常量测对状态估计精度的影响,该文提出一种基于稳健估计的稀疏网格积分滤波算法(RESGQF)。该文给出了精度为3级的稀疏网格采样点规则,引入稳健估计算法,构建针对对准系统各状态分量偏差的权重函... 为有效解决捷联惯性导航系统对准过程中异常量测对状态估计精度的影响,该文提出一种基于稳健估计的稀疏网格积分滤波算法(RESGQF)。该文给出了精度为3级的稀疏网格采样点规则,引入稳健估计算法,构建针对对准系统各状态分量偏差的权重函数。基于稀疏网格积分滤波(SGQF)算法框架,利用权重矩阵实时对量测噪声进行更新,从而降低异常量测对系统状态的影响。通过模拟飞行器动机座空中对准过程,对比在复杂噪声环境下不同滤波方法的性能,证明所提算法提升了系统鲁棒性。 展开更多
关键词 稳健估计 稀疏网格积分滤波器 离群值 初始对准 鲁棒性
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基本变量区域重要性测度及其稀疏网格解 被引量:3
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作者 李璐祎 吕震宙 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期568-579,共12页
为了提高现有基本变量对样本均值贡献的区域重要性测度指标的稳定性和收敛性,提出了一个新的衡量基本变量内部各个区域对输出均值影响的重要性测度指标.并将其进一步扩展提出了一个衡量基本变量内部各个区域对输出总方差分解式中一阶方... 为了提高现有基本变量对样本均值贡献的区域重要性测度指标的稳定性和收敛性,提出了一个新的衡量基本变量内部各个区域对输出均值影响的重要性测度指标.并将其进一步扩展提出了一个衡量基本变量内部各个区域对输出总方差分解式中一阶方差影响的区域重要性测度指标.分析了所提指标的性质,并探讨了它们与现有基本变量对样本均值贡献区域重要性测度指标和对样本方差贡献的区域重要性测度指标之间的关系.另外,针对所提指标的特点,还建立了其求解高效的稀疏网格积分法.算例结果表明,所提新的基本变量对输出均值贡献的区域重要性测度指标不仅继承了现有指标的优点,而且比现有指标具有更高的收敛性和稳定性.所提基本变量对一阶方差贡献的区域重要性指标能够在基本变量对样本方差贡献区域重要性测度的基础上,进一步提供基本变量内部各个区域对总方差的一阶分量的影响信息.而所建稀疏网格积分法可以在保证计算精度的同时大幅度提高基本变量区域重要性分析的效率. 展开更多
关键词 基本变量 区域重要性 条件均值 一阶方差 主贡献 稀疏网格积分
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动态系统元器件失效率的矩独立重要性测度分析 被引量:1
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作者 阚丽娟 徐吉辉 赵录峰 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期754-762,共9页
针对不确定性元器件失效率对动态系统失效概率影响程度的度量问题,研究了动态系统元器件失效率的重要性分析方法。分析了不确定性情况下动态系统失效概率的特点;依据Borgonovo的矩独立灵敏度分析思想,提出了两种新的矩独立不确定性重要... 针对不确定性元器件失效率对动态系统失效概率影响程度的度量问题,研究了动态系统元器件失效率的重要性分析方法。分析了不确定性情况下动态系统失效概率的特点;依据Borgonovo的矩独立灵敏度分析思想,提出了两种新的矩独立不确定性重要性测度,给出了基于蒙特卡罗数值仿真的一般求解方法,分别用来分析系统工作时间给定和在区间变化两种情况下元器件失效率不确定对系统失效概率分布函数的贡献程度;建立了重要性测度的高效算法,通过稀疏网格积分技术将多元函数的积分问题转化成一元函数积分的张量积组合,通过Edgeworth级数方法将响应量分布函数的求解问题转化为基于其前四阶矩的失效概率估计,从而有效降低了功能函数的调用次数,提高了重要性测度的求解效率。最后,通过两个算例验证了所提方法的合理性和算法的高效性。 展开更多
关键词 动态系统 失效率 重要性测度 稀疏网格积分 Edgeworth级数
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结构输出响应概率密度估计中分数矩求解方法 被引量:1
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作者 李宝玉 张磊刚 +1 位作者 师娇 余雄庆 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1156-1163,共8页
鉴于概率不确定性背景下基于分数矩极大熵准则的结构可靠性分析方法具有较大的效率与精度优势,综合研究并给出了可以用于极大熵准则中约束条件输出响应分数矩求解的3种分数矩求解方法,包括降维积分(DRI)方法、稀疏网格积分(SGI)方法和... 鉴于概率不确定性背景下基于分数矩极大熵准则的结构可靠性分析方法具有较大的效率与精度优势,综合研究并给出了可以用于极大熵准则中约束条件输出响应分数矩求解的3种分数矩求解方法,包括降维积分(DRI)方法、稀疏网格积分(SGI)方法和无迹变换(UT)方法。阐述了分数矩求解原理及过程,给出了方法的计算效率,并分析了方法的适用性。3种分数矩求解方法在确保计算精度的同时可以很大程度减少结构输入-输出模型的调用次数,大幅提高统计分析效率。通过与Monte Carlo仿真分析法对比,验证了3种分数矩求解方法的正确性与高效性。 展开更多
关键词 极大熵准则 分数矩 降维积分(DRI) 稀疏网格积分(SGI) 无迹变换(UT)
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不完全测量系统鲁棒SGQKF的传递对准滤波器设计和稳定性分析 被引量:2
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作者 陈红梅 刘建娟 +1 位作者 程向红 刘楠嶓 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期171-181,共11页
针对复杂环境下运载体观测信息不完全测量并且存在随机干扰不确定的传递对准问题,研究了不完全测量随机不确定系统的鲁棒稀疏网格求积分(H_∞-SGQKF)的高斯逼近滤波算法。基于非线性离散系统的最优贝叶斯滤波框架和间断观测滤波算法以... 针对复杂环境下运载体观测信息不完全测量并且存在随机干扰不确定的传递对准问题,研究了不完全测量随机不确定系统的鲁棒稀疏网格求积分(H_∞-SGQKF)的高斯逼近滤波算法。基于非线性离散系统的最优贝叶斯滤波框架和间断观测滤波算法以及不确定性扰动噪声下的H_∞范数的鲁棒SGQKF算法,给出了不完全测量的稀疏网格求积分的高斯逼近滤波算法;通过非线性系统随机稳定性理论,分析并给出了系统估计误差和估计误差方差有界的充分条件,同时给出了系统稳定的不完全测量时的丢包率临界值,证明间断观测条件下的不完全测量H_∞-SGQKF算法是稳定的。通过传递对准仿真试验和某型激光捷联式惯性导航系统的跑车试验对该算法进行了验证。结果表明,该方法比未采用鲁棒的不完全测量的稀疏网格求积分滤波的传递对准精度有所提高,说明不完全测量的鲁棒稀疏网格求积分滤波算法是正确的、稳定的,并且具有鲁棒性能。 展开更多
关键词 鲁棒稀疏网格积分卡尔曼 不完全测量系统 鲁棒收敛性分析 传递对准
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弹丸在炮口的状态参数对地面密集度影响研究 被引量:7
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作者 钱林方 陈光宋 王明明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期833-841,共9页
为了分析无动力飞行弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响,基于6自由度刚体外弹道方程,考虑弹丸参数和炮口状态参数误差因素,利用稀疏网格数值积分(SGNI)方法求解弹丸落点散布的统计特性参数,并采用最大熵估计方法获得弹丸落点散... 为了分析无动力飞行弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响,基于6自由度刚体外弹道方程,考虑弹丸参数和炮口状态参数误差因素,利用稀疏网格数值积分(SGNI)方法求解弹丸落点散布的统计特性参数,并采用最大熵估计方法获得弹丸落点散布的概率密度函数。测试算例表明,该方法的计算结果与蒙特卡洛方法获得的结果相吻合,验证了SGNI方法和最大熵估计方法的有效性;在此基础上分析了某155 mm加榴炮弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响,并分别建立了弹丸在炮口的单参数误差、多参数误差与地面密集度之间的映射模型,可为火炮射击密集度总体设计提供参考。 展开更多
关键词 火炮 密集度 外弹道 稀疏网格数值积分 最大熵方法
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火炮自动装填系统摆动机构的运动精度可靠性与灵敏度 被引量:12
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作者 翟文宇 钱林方 陈光宋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1062-1070,共9页
为高效准确地分析某自动装填系统摆动机构的运动精度可靠性,并分析其尺寸参数的可靠性灵敏度,构建摆动机构运动学模型。考虑摆动机构尺寸误差以及铰接间隙的影响,利用稀疏网格数值积分方法获得运动学响应变量的前4阶统计矩,通过鞍点估... 为高效准确地分析某自动装填系统摆动机构的运动精度可靠性,并分析其尺寸参数的可靠性灵敏度,构建摆动机构运动学模型。考虑摆动机构尺寸误差以及铰接间隙的影响,利用稀疏网格数值积分方法获得运动学响应变量的前4阶统计矩,通过鞍点估计方法得到运动学响应变量的概率密度函数,获得某自动装填系统摆动机构运动精度可靠度,并以此为条件通过计算得到尺寸参数的可靠性灵敏度分析结果。研究结果表明:新方法的计算结果能够较好地吻合蒙特卡洛方法获得的结果,且所需样本点较少,验证了方法的有效性,同时计算所得的摆动机构运动精度的失效概率较小,运动精度可靠性较高;主动臂长度对运动可靠性影响较大,其余参数影响较小,为摆动机构基于可靠性的设计提供了参考。 展开更多
关键词 火炮 自动装填系统 摆动机构 运动精度可靠性 稀疏网格数值积分 鞍点估计 可靠性灵敏度
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