1 华北理工大学电气工程学院，河北 唐山 063210
2 唐山市金属构件产线智能化技术创新中心，河北 唐山 063210
3 唐山市半导体集成电路重点实验室，河北 唐山 063210
为了进一步提高重构算法的抗干扰能力和鲁棒性，提出了一种基于梯度下降法和牛顿法的全局法，并在此基础上，又提出了基于最优化理论的二分法与牛顿法两类变步长更新策略，使得迭代过程能够自主地选择最佳更新步长。为了充分利用顺序法和全局法各自的优势，制定终止判断准则使二者相结合。仿真和实验数据验证了所提算法的抗干扰能力优于各顺序法的结论，尤其当成像器件的噪声较大时，提出利用暗场图像信息来计算各阶梯度值的方法以减小噪声的影响。并且，上述方法只需要额外的3~5轮迭代过程即可得到满意的结果，时间仅增加了几秒钟。
成像系统 计算成像 傅里叶叠层显微 全局变步长 抗噪性能 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1411001
红外与激光工程
2023, 52(1): 20220342
为实现飞行器远距离突防时自主航迹规划效率提升的目标, 结合该任务背景下雷达威胁分布特点, 采用剖分网格理论组织栅格环境, 从底层表征方式出发改进A*算法。利用剖分网格的编码表征组织结构得到方位信息, 从而针对性地施加惩罚因子, 指向性地改进实际移动路径代价计算方式, 而后依据雷达威胁分布特点, 通过编码比较位的变化分段变步长寻找子节点。仿真结果表明, 改进算法的计算节点大大减少, 在所寻航迹总的代价值近似的情况下, 改进算法总能在威胁分布密集的环境中更迅速地规划出可行航迹, 较好地适用于飞行器突防背景。
自主航迹规划 剖分网格 远距离突防 威胁密集分布 惩罚因子 分段变步长 autonomous trajectory planning subdivision grid long-range penetration dense distribution of threats penalty factor variable step size in sections
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094
在红外成像探测系统的作用距离评估中，要用到大气平均透过率参数，而它又是作用距离的函数，因而一般要用程序循环迭代的方法来计算作用距离。本文介绍了一种针对点目标探测的变步长作用距离评估方法，调用 MODTRAN软件计算大气平均透过率和天空背景辐亮度，利用评估模型计算设定距离下的像元个数、信噪比和调制对比度，判断是否满足目标探测所需的最低性能指标，从而确定最大作用距离。在设定值与真实作用距离值相差较大时，采用较大的步长；在设定值与作用距离值相差较小时，采用较小的步长。相比固定步长法，可以在保持计算精度的同时，大大加快计算速度。
红外成像探测系统 作用距离 大气平均透过率 变步长 infrared imaging detection system, operating range MODTRAN
中国民航大学电子信息与自动化学院, 天津 300300
针对基于MEMS的姿态测量系统因为存在误差而导致姿态解算漂移的问题, 提出一种基于变步长动量梯度下降的姿态解算算法。该算法从传感器数据去噪和姿态解算两部分提高姿态解算精度。在传感器数据去噪方面, 为了工程实用, 降低微处理器计算量, 提出一种改进递推限幅均值滤波算法; 在姿态解算方面, 在梯度下降法的基础上设计自适应步长, 使用动量梯度优化每次迭代方向, 使得每次迭代后误差最小, 同时使用动态限幅滤波抑制角度振荡。静态和动态实验结果均表明了所提算法的有效性和优越性。
姿态解算 动量梯度下降法 变步长 改进递推均值滤波 动态限幅滤波 四元数 attitude calculation momentum gradient descent method variable step size improved recursive mean filter dynamic limiting filter quaternion
机载外辐射源雷达面临多普勒展宽的直达波和强杂波干扰,传统的归一化最小均方(NLMS)算法难以消除此类杂波。针对这一问题,提出一种变步长距离-多普勒归一化最小均方(VSS-RDNLMS)算法。该算法利用距离-多普勒NLMS(RDNLMS)算法的优势,在距离维和多普勒维同步对消杂波,同时,根据输出误差信号和系统噪声控制步长改变,在保证收敛速度的前提下,降低了算法的稳态误差。仿真实验表明：在相同的仿真条件下,VSS-RDNLMS算法可以显著改善机载外辐射源雷达的杂波对消性能,有效降低对消残差,提高目标信噪比。
机载外辐射源雷达 RDNLMS算法 杂波对消 变步长 airborne passive radar RDNLMS algorithm clutter cancellation variable step size
1 西北工业大学电子信息学院, 西安 710129
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
提出了一种用于三维空间路径规划的改进A*算法。针对低空突防中无人机飞行环境的复杂性, 综合考虑了飞行高度、航迹长度等权重因子, 在目标空间中搜索一条两个航路点之间的最优航线。选用变步长搜索提高A*算法搜索效率, 设计了变权值的路径评估函数提升优化效果。同时,为了满足无人机俯仰角、偏航角、转弯半径等性能约束, 提出了一系列航线优化算法, 得到最终的可飞航线。仿真结果表明, 提出的算法能够有效地给出更为满意的无人机航迹规划路线。
三维路径规划 无人机 A* 算法 变步长搜索 变权值评估 3D path planning UAV A* Algorithm variable-step-size searing variable weight evaluation
变步长LMS自适应滤波算法通过构造步长因子来进行权值调整, 使算法具有较快的收敛速度和较小的稳态误差。为了进一步改善算法的性能, 提出一种基于S函数的改进变步长LMS自适应算法。该算法基于S函数的曲线特点, 通过对函数的平移变换得到算法步长因子的表达式。为满足算法的可控性和抗干扰能力的要求, 通过引入可控参数和误差向量自相关值来调整步长因子, 得到算法的最终模型。详细分析了模型中各参数的取值对步长因子和滤波性能的影响。与现有算法的仿真结果对比表明,该算法在收敛速度、稳态误差及抗干扰能力方面的性能均有了很大的改善。
LMS自适应滤波 S函数 改进变步长 滤波性能 LMS adaptive filtering S function improved variable step-size filtering performance
1 兰州交通大学电子与信息工程学院， 甘肃 兰州 730070
2 通号工程局集团北京研究设计实验中心有限公司， 北京 100070
提出了一种三段式变步长电导增量算法，通过设定步长调整系数的上、下限阈值，将工作步长分为三种模式，保证了在光照强度剧烈变化的情况下，系统仍能以较大步长运行，避免了传统电导增量法动态响应速度慢的问题。仿真结果表明，该算法可将系统的动态响应时间缩短至5~6 ms，且最大功率点附近的功率振荡明显减弱，系统的功率损失降低，跟踪精度得到提高。
光学器件 光伏阵列 最大功率点跟踪 电导增量算法 变步长 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 072301
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
少模光纤模式复用存在模式耦合和差分模式时延, 必须通过自适应均衡算法补偿。为了降低长距离少模光纤通信系统中自适应均衡算法的复杂度, 采用基于变步长-频域块最小均方算法的多输入多输出均衡器对2×2模分复用系统解复用。利用频域块最小均方自适应算法修正均衡器权系数, 并通过变步长函数调整步长因子, 兼顾算法收敛速度和收敛性能。算法可通过快速傅里叶变换降低计算复杂度。在112Gbit/s的1000km少模光纤高速通信仿真系统中, 保证相同收敛速度情况下, 提高信号Q2因子3.7dB, 并在可编程现场门阵列上验证了100km少模光纤通信系统时的算法性能。结果表明, 该算法能够实现模分复用系统的信号解复用, 达到快速收敛、低稳态失调的目的。
光通信 变步长-频域块最小均方算法 频域均衡 少模光纤 模式复用 optical communication variable step-size frequency-domain-block least me frequency-domain equalization few-mode fiber mode-division multiplexing
