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1. 鲁棒的视觉机械臂联合建模优化方法

范贤博俊, 陈立家, 李珅, 王晨露, 王敏, 王赞, 刘名果

《计算机应用》唯一官方网站 2023, 43 (3): 962-971. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022010037

摘要（258）

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PDF （6333KB）（188）

针对视觉机械臂在复杂系统环境下整体精度不高、不易部署、校准成本高的问题，提出一种鲁棒的视觉机械臂联合建模优化方法。首先，对视觉机械臂的各个子系统模型进行集成，在机械臂的工作空间随机采集伺服电机转角、机械臂末端坐标等数据。其次，提出一种具有分层优化机制的自适应多精英引导复合差分进化算法（AMECoDEs-LO），使用参数辨识的方法同时优化联合系统参数。AMECoDEs-LO对种群中阶段性的数据进行主成分分析（PCA），以参数降维的思想实现对收敛精度和速度的隐式引导。实验结果表明，在AMECoDEs-LO和联合系统模型的作用下，视觉机械臂在校准过程中不需要额外的仪器，部署速度快，最终精度相较于传统方法提高60%；在机械臂连杆受损、伺服电机精度降低、相机定位噪声增大的情况下，系统仍然保持较高精度，验证了所提方法的鲁棒性。

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2. 基于结构自适应滤波方法的非线性系统辨识

冯子凯, 陈立家, 刘名果, 袁蒙恩

计算机应用 2020, 40 (8): 2319-2326. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019111996

摘要（422）

PDF （2796KB）（447）

针对非线性系统辨识中定结构参数辨识局限性高和辨识率低的问题，将结构自适应引入辨识的优化，提出一种基于子系统的结构自适应滤波（SSAF）方法。该方法的模型由若干子系统级联而成，每一个子系统均为线性-非线性混合结构。子系统的线性部分是一个一阶或二阶可选的无限脉冲响应滤波器（IIR），非线性部分则是一个静态的非线性函数。初始化中，子系统的参数随机产生，生成的若干子系统按照设定的连接规则进行随机连接，而不含反馈的连接机制确保了非线性系统的有效性。采用一种自适应多精英引导的复合差分进化（AMECoDEs）算法用于自适应模型循环优化，直至找到最优的结构和参数，即全局最优。实验结果表明，SSAF方法在非线性测试函数以及真实数据集上的表现优异，辨识率高且收敛性好，与聚焦时滞递归神经网络（FTLRNN）相比，它所用参数的个数仅为FTLRNN的1/10，且适应值精度提高了7%，验证了所提方法的有效性。

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3. 基于随机结构的无乘法无限冲激响应数字滤波器设计方法

冯帅栋, 陈立家, 刘名果

计算机应用 2018, 38 (9): 2621-2625. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018030572

摘要（606）

PDF （797KB）（309）

针对现有的无乘法无限冲激响应（ⅡR）数字滤波器设计方法存在结构固定、滤波器性能不佳的问题，提出了一种基于随机结构的无乘法ⅡR数字滤波器设计方法。该方法使用加入移位器的稳定二阶子系统直接进行无乘法滤波器的结构设计。首先，无乘法数字滤波器的结构编码被随机创建；然后，利用一种加入成功父代选择框架的差分进化算法（SPS-DE）对生成的无乘法滤波器结构进行优化。该方法实现了无乘法滤波器结构的多样化设计，而且SPS-DE算法因采用成功父代选择框架机制，具有很好的种群开发与勘探能力，在无乘法滤波器的结构优化上取得了很好的效果。与现有的无乘法ⅡR数字滤波器设计方法相比，该方法设计的无乘法ⅡR滤波器通带波纹减小了43%，阻带最大衰减下降了40.4%。实验结果表明所提方法设计的无乘法ⅡR滤波器满足结构要求并且拥有优良的性能。

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4. 改进的结构进化无限冲激响应数字滤波器设计方法

高菱, 陈立家, 刘名果, 毛军勇

计算机应用 2016, 36 (11): 3234-3238. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2016.11.3234

摘要（625）

PDF （696KB）（411）

为了进一步提高无限冲激击响应（IIR）数字滤波器的性能，提出了一种基于结构和参数同时进化的IIR数字滤波器设计方法。首先，通过遗传算法（GA）得到初始滤波器结构；然后，利用差分进化（DE）算法优化滤波器参数；最后，通过动态调整个体搜索步长和双向试探搜索的改进寻优算法对滤波器参数进一步优化，并将该算法用于低通、高通数字滤波器的设计。同基于遗传算法结构进化的IIR滤波器方法相比，继续利用差分进化算法和改进的寻优算法优化乘法器参数得到的低通数字滤波器的通带性能相差不大，但是过渡带宽度减小了65%，阻带最小衰减下降了36.48 dB；得到的高通数字滤波器通带波纹减少了75%，过渡带宽度减小了44%，阻带最小衰减下降了12.13 dB。实验仿真结果表明，所提方法可以获得性能更佳的滤波器，是一种有效可行的IIR数字滤波器的设计方法。

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5. 基于结构进化的无限冲激响应数字滤波器设计方法

毛军勇, 陈立家, 刘名果

计算机应用 2015, 35 (5): 1250-1254. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.05.1250

摘要（623）

PDF （704KB）（537）

针对传统无限脉冲响应(IIR)数字滤波器设计方法存在传输函数在整个设计阶段可能不是最优的问题,提出一种基于遗传算法结构进化的IIR数字滤波器生成方法.该方法直接设计滤波器结构,无需设计传输函数.首先,随机建立一组滤波器结构生成指令序列(SGIS).这些指令序列不仅能控制滤波器结构,也能表示滤波器结构.然后,对这些指令序列进行编码,将它们看作染色体; 最后用遗传算法优化这些染色体,得到最优滤波器.理论分析和实验仿真表明,与传统基于遗传算法系数进化的IIR滤波器方法相比,基于遗传算法结构进化的IIR滤波器通带波纹缩小40.58%,过渡带宽度缩小87.62%,阻带最小衰减减少9.22%.

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