Author Affiliations
Abstract
1 Institute for Quantum Information & State Key Laboratory of High Performance Computing, College of Computer Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 National Innovation Institute of Defense Technology, Academy of Military Sciences PLA China, Beijing 100071, China
3 Beijing Institute for Advanced Study, National University of Defense Technology, Beijing 100000, China
4 Institute for Quantum Science and Technology, College of Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
An adaptive microwave photonic angle-of-arrival (AOA) estimation approach based on a convolutional neural network with a bidirectional gated recurrent unit (BiGRU-CNN) is proposed and demonstrated. Compared with the previously reported AOA estimation methods based on phase-to-power mapping, the proposed method is unnecessary to know the frequency of the signal under test (SUT) in advance. The envelope voltage correlation matrix is obtained from dual-drive Mach–Zehnder modulator (N-DDMZM, N > 2) optical interferometer arrays first, and then AOA estimations are performed on different frequency signals with the aid of BiGRU-CNN. A three-DDMZM-based experiment is carried out to assess the estimation performance of microwave signals at three different frequencies, and the mean absolute error is only 0.1545°.
microwave photonics angle-of-arrival deep learning adaptive algorithm Chinese Optics Letters
2023, 21(9): 090001
1 中天射频电缆有限公司, 江苏 南通 226000
2 西安现代控制技术研究所, 陕西 西安 710065
以“红土地”国产化导引头为例, 详细介绍了动力陀螺式激光导引头的结构组成、工作流程和跟踪原理, 并阐述了激光导引头数学模型及建模过程。针对其动力陀螺稳定平台特性, 研究了其在火箭弹、空地导弹、航空炸弹等平台的应用。针对采用倾斜稳定三通道控制的非旋转弹提出的导引头输出斜率补偿算法, 可有效降低导引头输出斜率散布; 针对采用双通道控制的旋转弹提出的导引头转速自适应算法, 在弹体转速0～10 r/s范围内实现了动力陀螺稳定平台式激光导引头的自适应工作。斜率补偿和转速自适应两种算法均已通过仿真试验考核以及地面联试与飞行试验验证, 实现了工程应用。
激光导引头 动力陀螺 输出斜率补偿算法 转速自适应算法 laser seeker dynamic gyroscope output slope compensation algorithm rotation speed adaptive algorithm
针对测向交叉目标定位中量测方程非线性、实际噪声难以精确建模问题,构建了测向交叉目标定位滤波方程,提出了基于切换增益策略的平滑变结构-卡尔曼的组合滤波算法。在此基础上,利用残差自适应算法进一步改进了组合滤波的精度,有效提高了大扰动、噪声不确定等情况下目标定位的精度和算法鲁棒性。仿真实验中,组合滤波算法在大扰动情况下,定位精度高于无迹卡尔曼和自适应迭代无迹卡尔曼滤波算法; 在噪声非高斯分布的情况下,无迹卡尔曼和自适应迭代无迹卡尔曼滤波算法呈现发散趋势,而组合滤波算法依然能稳定收敛。
无人机 目标定位 卡尔曼滤波 残差自适应算法 平滑变结构滤波 UAV target locating Kalman filter residual adaptive algorithm smooth variable structure filter
Author Affiliations
Abstract
1 Saratov State University, Saratov, Russia
2 Laboratories of Biophotonics and Laser Molecular, Imaging and Machine Learning, National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia
3 Saratov State Medical University, Saratov, Russia
4 Institute of Precision Mechanics and Control, Russian Academy of Sciences, Russia
5 A.N. Bach Institute of Biochemistry, Research Center of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
The influence of ischemia–reperfusion (I/R) action on pancreatic blood flow (PBF) and the development of acute pancreatitis (AP) in laboratory rats is evaluated in vivo by using the laser speckle contrast imaging (LSCI). Additionally, the optical properties in norm and under condition of AP in rats were assessed using a modified integrating sphere spectrometer and inverse Monte Carlo (IMC) software. The results of the experimental study of microcirculation of the pancreas in 82 rats in the ischemic model are presented. The data obtained confirm the fact that local ischemia and changes in the blood flow velocity of the main vessels cause and provoke acute pancreatitis.
Laser speckles contrast of speckle images adaptive algorithm microcirculation blood flow acute pancreatitis pancreas rats optical properties integrating sphere spectroscopy. Journal of Innovative Optical Health Sciences
2022, 15(1): 2242002
清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心, 先进反应堆工程与安全教育部重点实验室, 北京 100084
针对基于数字图像相关(DIC)技术测量非均匀变形的应变方法需人为选择参数且精度受参数选择影响较大的问题,基于对偏最小二乘(PLS)方法和正则多项式平滑(RPS)方法的误差分析,提出了一种基于DIC的自适应应变场计算方法。该方法通过搜索给定参数范围内的最小总误差参数组合,用最佳参数得到精度较高的应变场,且测量结果受变形场类型的影响较小。模拟实验结果表明,本方法的计算精度接近最佳参数下的PLS方法,有效解决了PLS和RPS方法的最优参数选择问题。
测量与计量 数字图像相关 应变场 自适应算法 光学学报
2021, 41(23): 2312002
给出了舰船升沉运动的具体定义; 建立了升沉测量误差模型, 并依此设计了升沉滤波器来实现低频衰减和特定频段的二次积分; 详细分析了误差特性, 指出各个误差源对测量结果的影响; 提出了自适应算法来实时估计海浪运动状态, 即平均海浪高度和主导频率, 基于此求解出使误差达到最小值的滤波器参数; 最后用仿真的手段, 对此测量算法进行验证, 并与传统的数字滤波器进行对比, 仿真结果表明, 提出的舰船升沉测量的自适应算法实现了测量的实时性和准确性。
舰船升沉运动 升沉测量 误差模型 升沉滤波器 自适应算法 ship heave movement heave measurement error model heave filter adaptive algorithm
对具有模式依赖损耗(MDL)的光纤模分复用(MDM)传输系统进行仿真,同时考虑了MDL与突发干扰对系统性能的影响。分析MDL对4×4 MDM传输系统的影响,同时施加不同强度的快速干扰。采用自适应算法,即最小方均(LMS)算法和递归最小二乘(RLS)算法,进行快速信道补偿,使用方均误差(MSE)计算信道补偿算法的性能。仿真结果表明:MDL使系统性能下降;LMS和RLS算法均能补偿动态干扰对系统的影响,但MDL使补偿后的系统性能变动较大,即MSE的方差变化较大。
光纤光学 模分复用 自适应算法 多模光纤 光学学报
2020, 40(23): 2306006
国防科学技术大学 光电科学与工程学院， 长沙 410073
为满足高动态环境下的激光多普勒测速仪信号处理需要，提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的激光测速仪信号处理方案。在FPGA内部完成全部信号处理的内容，利用快速傅里叶变换（FFT）算法得到信号的频谱，利用能量重心法对离散频谱进行校正，开发采样频率自适应算法，兼顾测量准确度与测量范围的要求，最后将结果通过通用串行总线上传个人计算机显示。程序采用流水线方式设计，提高信号处理速度。经过实验验证，数据更新率达到2.4~24 kHz, 数据延迟时间为123~1230 μs，测量准确度优于8×10-4，测量稳定度优于2.5×10-7。
高速信号处理 激光多普勒测速仪 离散频谱校正 采样频率自适应 现场可编程门阵列 high-speed signal processing laser Doppler velocimetry discrete spectrum correction adaptive algorithm of sampling frequency field programmable gate array 强激光与粒子束
2015, 27(11): 111008
中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
在星地光通信中为了获得较高的性能，需要捕获对准跟踪（APT）系统具有高精度，而卫星振动是影响APT 精度的最主要因素。传统反馈控制对卫星振动的中高频抑制效果较差。针对这种情况，将自适应算法引入前馈控制，设计了最小均方（LMS）和递推最小二乘（RLS）两种自适应反馈复合控制算法。仿真验证了反馈控制、LMS 复合控制以及RLS 复合控制三种算法的性能，结果表明自适应前馈复合控制算法对中高频振动抑制效果明显，采用更快收敛速度以及更高稳态精度的自适应算法可以提高抑制效果。
光通信 振动抑制 自适应算法 复合控制 激光与光电子学进展
2014, 51(4): 040606
1 上海理工大学，上海 200093
2 上海驭光智能科技有限公司，上海 201102
在传感器，特别是分布式光纤传感器领域，原始信号通常具有微弱性、周期性等特点，在经过接收电路后会出现不可避免的失真，对后续的信号处理带来极大的影响。在对微弱周期信号接收电路进行理论分析的基础上，提出一种基于微弱周期信号的自适应处理算法，采用该算法对接收信号进行数据处理可以显著降低输出信号的失真度，实现了对输出信号进行优化、补偿的一种通用处理方法。
自适应算法 接收电路 微弱周期信号 分布式光纤 传感器 self-adaptive algorithm receiving circuit weak and periodic signal distributed fiber sensor
