买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：成都理工大学;东北大学秦皇岛分校

摘要：本发明公开了一种基于最优波形的核脉冲梯形成形方法，用于在前端模拟系统输出脉冲波形所张成的波形空间内，通过聚类算法和模拟退火算法以得到最优脉冲波形进行梯形成形，以克服脉冲波形的波动性。首先，将前端模拟输出的各脉冲波形进行离散化。其次，将离散化后的脉冲波形进行归一化处理。然后利用聚类算法确定聚类中心并将之作为初步最优脉冲波形。接着，将聚类中心作为模拟退火算法的初始解，让其产生扰动进行最终寻优防止陷入局部最优。最后，基于模拟退火得出的最优脉冲波形进行梯形成形算法的求取。采用这种梯形成形算法，克服了脉冲波形的多样性、波形复杂性及波动性，可以使脉冲幅度辨识精度得到大大提高。

主权项：1.一种基于最优波形的核脉冲梯形成形方法，其特征在于，对前端模拟系统输出的脉冲波形利用聚类算法和模拟退火算法得到最优脉冲波形的梯形成形是通过以下步骤①～⑤实现的：步骤①，将前端模拟系统输出的脉冲波形进行离散化处理，按如下A、B、C环节实现：A、前端模拟系统输出的脉冲波形用如下形式表示： 公式1中，e＝0,1,2,3...E；r＝0,1,2,3...R；E≥R，ae、br为实常数；B、将输出的脉冲波形以采样周期Ts离散化并用序列值表示形式如下：Xj＝x1,x2,x3,…,xm2C、将所有离散化后的脉冲波形用集合表示如下：X＝{X1,X2,X3,…,XN}3公式2、3中，X表示脉冲波形的集合，Xj表示脉冲集合X中的单个脉冲；j＝1,2,3,...,N，N表示脉冲波形个数；m表示脉冲波形的维度，脉冲波形集合X中的每个脉冲Xj离散化后的维度m相同；xi表示脉冲波形第i维度的元素值，i＝1,2,3,...,m；步骤②，对步骤①中离散化过后的各脉冲波形进行归一化处理，按如下方法： 公式4、5中，j＝1,2,3,...,N，N表示归一化过后的脉冲波形个数；i＝1,2,3,...,m，m表示脉冲波形的维度；表示归一化过后的脉冲波形第i维度的元素值；Xj*表示脉冲波形Xj归一化过后的脉冲波形；步骤③，利用聚类算法对步骤②中归一化过后的脉冲波形进行处理得出初步最优脉冲波形；按如下A、B、C、D环节实现：A、归一化过后的脉冲波形集合为：X*＝{X1*,X2*,X3*,…,XN*}6公式6中，X*表示归一化过后的脉冲波形集合，N表示归一化过后的脉冲波形个数；B、从这N个脉冲波形中随机选择一个脉冲波形作为初始聚类中心θ；计算其他脉冲波形与聚类中心θ的距离： 公式7中，t＝1,2,3,...,m，m表示脉冲波形的维度，j＝1,2,3,...,N，N表示归一化过后的脉冲波形个数；Xj*表示脉冲波形Xj归一化过后的脉冲波形，Xj*t表示该脉冲波形的第t个维度所对应的元素；θt表示聚类中心θ的第t个维度所对应的元素；C、计算聚类中心θ与其他各脉冲波形距离之和： 公式8中，j＝1,2,3,...,N，N表示归一化过后的脉冲波形个数；Xj*表示脉冲波形Xj归一化过后的脉冲波形；θ为聚类中心；D、选择其他脉冲波形作为聚类中心，不断重复B、C环节过程直至所有脉冲波形都作为聚类中心并计算Jθ，最终确定Jθ最小时的聚类中心为初步最优脉冲波形θmin；步骤④，将步骤③中的初步最优脉冲波形作为模拟退火算法的初始解，再次进行寻优防止陷入局部最优，按如下步骤S1～S10实现：步骤S1，将聚类算法确定的初步最优脉冲波形θmin作为模拟退火算法的初始解，即Vθ＝θmin，计算初始解Vθ对应的目标函数值字母代表含义与公式8相同；步骤S2，确定初始温度T＝JVθ＝Jθmin，降温速率a＝0.99，设置迭代次数L＝100，设定算法终止条件即终止温度Tend＝0.001；步骤S3，设定循环计数变量loop＝0；步骤S4，在Vθ的基础上扰动产生新解θ，’按如下A、B、C环节实现：A、在归一化过后的脉冲波形集合X*＝{X1*,X2*,X3*,…,XN*}中，将各维度的最大值和最小值作为θ’对应维度的波动上限和下限，即作为θ’对应维度的波动范围；B、在每个维度对应的波动范围内产生扰动产生新解θ’形式如下： 公式9中，表示脉冲波形θmin的第i维度对应的元素值，表示脉冲波形集合X*中第i维度对应元素的最大值，表示脉冲波形集合X*中第i维度对应元素的最小值，S表示步长因子，rand1表示产生一个在区间0,1内均匀分布的随机数，表示对应扰动产生的新解θ’第i维度的元素值；C、计算扰动产生的新解θ’的目标函数值Jθ’： 公式10中字母代表含义与公式8相同；步骤S5，计算当前目标函数值Jθ’与前一个目标函数值JVθ的差值，即计算目标函数差值ΔJ＝Jθ’-JVθ；步骤S6，判断ΔJ是否小于等于0，当ΔJ＝0时接受新解，即Vθ＝θ，’JVθ＝Jθ’；当ΔJ0时，按概率接受新解，利用rand1产生一个随机数Q，如果P＝Q，则接受新解，即Vθ＝θ，’JVθ＝Jθ’；否则不接受；步骤S7，循环计数变量loop加1；步骤S8，判断是否达到迭代次数L，当loopL时，返回步骤S4；步骤S9，当达到迭代次数时，即loop＝L时，判断是否满足算法终止条件；当满足T＝Tend终止条件时结束算法并得出最优脉冲波形Vθ；步骤S10，当TTend时根据降温速率a缓慢降低温度，控制温度由高到低的过程，采用公式11所示的退火方式：T‘＝T*a11公式11中，T’表示降温后的温度，T为当前温度，a为降温速率；然后令T＝T’并返回步骤S3，继续循环，直至当前温度T满足终止条件T＝Tend结束算法并得出最优脉冲波形Vθ；步骤⑤，对步骤④中模拟退火算法得出的最优脉冲波形进行梯形成形算法的求取，按如下A、B、C环节实现：A、梯形脉冲的Z变换表达式如下： 公式12中Amax为梯形脉冲平顶幅度，na为梯形脉冲的上升维度，nb为梯形脉冲的上升维度与平顶维度之和，nc为梯形成形的总维度，nc＝na+nb＝m，m表示脉冲波形的维度；B、模拟退火算法得出的最优脉冲波形Vθ的Z变换表达式如下： 公式13中，Vθ＝x1,x2,x3,…,xm，m表示脉冲波形的维度，Vθn表示脉冲波形第n维度对应的元素值，n＝1,2,3,...,m；C、最优脉冲波形Vθ梯形成形的传递函数表达式如下： 公式14中，Vθ＝x1,x2,x3,…,xm，m表示脉冲波形的维度，Vθn表示脉冲波形第n维度对应的元素值，n＝1,2,3,...,m；Amax为梯形脉冲平顶幅度，na为梯形脉冲的上升维度，nb为梯形脉冲的上升维度与平顶维度之和，nc为梯形成形的总维度，nc＝na+nb＝m。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 成都理工大学 东北大学秦皇岛分校 一种基于最优波形的核脉冲梯形成形方法