不确定系统保性能鲁棒融合Kalman滤波

来源 :黑龙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyj3221
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多传感器信息融合是一门新兴的多学科交叉的边缘学科,目的是如何组合局部观测或局部状态估值器得到一个全局的融合的状态估值器,它的精度高于每个局部状态估值器的精度。基本的融合方法有两种:集中式和分布式融合方法。Kalman滤波是多传感器信息融合的基本工具,但它要求多传感器系统的模型参数和噪声方差是精确己知的。然而,由于模型简化、建模误差、未建模动态、随机干扰等因素,在许多应用问题中,模型参数和噪声方差是不确定的。随着网络技术及传感器技术的快速发展,网络化系统的状态估计问题是一个新的研究方向。但由于网络的通信带宽有限,传感器故障,以及各种外部随机扰动,使得网络化系统存在诸多的不确定性,主要包括:丢包、丢失观测、乘性噪声、随机滞后观测等。为克服这些不确定性带来的滤波器性能变坏甚至发散,不确定系统鲁棒融合Kalman滤波的研究成为热点。  本文对不确定多传感器系统,根据极大极小鲁棒估计原理,基于最坏情形保守系统设计最小方差估值器,研究保性能鲁棒融合Kalman滤波问题。所谓保性能鲁棒Kalman滤波器是指设计一个滤波器使其对所有容许的不确定性,它相应的精度偏差被保证有最大下界和最小上界,或精度偏差被保证不超过预置的指标范围。主要工作如下:  首先,对带不确定噪声方差的线性离散定常多传感器系统,基于极大极小鲁棒估计原理和噪声方差扰动的参数化表示方法,应用Lyapunov方程方法,分别设计了两类保性能鲁棒融合Kalman滤波器和预报器,包括保性能鲁棒加权观测融合预报器,保性能鲁棒按矩阵加权融合滤波器以及统一形式下的保性能鲁棒集中式和加权观测融合滤波器。第一类是对预先指定的精度偏差指标,构建一个不确定噪声方差的最大扰动域,使对此域中的所有噪声方差扰动,相应的精度偏差均保持在预置的指标范围内。第二类是已给噪声方差的有界扰动域,在该域上寻找估值器精度偏差的最小上界和最大下界。本文提出分别用Lagrange乘数法和线性规划方法给出这两类问题的解析解。  其次,对带不确定噪声方差和丢失观测的线性离散定常多传感器系统,应用虚拟噪声技术,将原始系统转化为仅带不确定噪声方差系统,基于极大极小鲁棒估计原理和噪声方差扰动的参数化表示方法,应用Lyapunov方程方法,分别设计了两类保性能鲁棒融合Kalman估值器,包括保性能鲁棒加权观测融合Kalman估值器(滤波器、预报器和平滑器),以及保性能鲁棒集中式融合Kalman预报器。  最后,对带不确定噪声方差、乘性噪声和有色观测噪声的线性离散定常多传感器系统,应用增广状态方法,使用虚拟噪声技术,将原始系统转化为仅带不确定噪声方差系统,基于极大极小鲁棒估计原理和噪声方差扰动的参数化表示方法,应用Lyapunov方程方法,分别设计了两类矩阵加权融合Kalman预报器。  用于跟踪系统、1kVA不间断电源系统(Uninterruptible Power System,UPS)和弹簧系统的若干仿真例子说明了所提出结果的正确性,有效性和可应用性。
其他文献
小学语文习作的教学具有重要的教学意义,低年级一般进行比较简单的词组教学以及段落教学,而高年级的习作教学是一个升华,教师应该认真设计教学课堂,增强学生的习作兴趣,扩大
低压差线性稳压器(low-dropout voltage regulator,LDO)能够为其它电路供应稳定的电压,提高电池的使用寿命,低压差线性稳压器相比其它类型稳压器具备诸多优势,例如它原理简单结构不复杂、输出噪声较小影响较小、静态电流较小功耗较低、集成度较高节省版图面积,因此在各类半导体产品中有着广泛的运用和持久的发展,输出可调型LDO能够更好的为更高集成度和更复杂的系统提供电源电压,所以,
小学语文教学中如果能够适当的运用信息技术,课堂教学一定会变得绚丽多彩.本文主要分析了信息技术在小学语文教学中应用的必要性、问题和具体运用.
伴随着互联网应用的普及,微课逐渐走入大众视野,成为教学领域必不可少的工具.虽然汉语是人们每天都在用的语言,但语文却成了学生最不擅长的科目.在小学考试中,数学、英语可以
随着无线通信的迅猛发展,人们对通信容量及可靠性的需求越来越高。超宽带(Ultra Wideband;UWB)技术因其具有频谱资源丰富、传输速率快以及抗干扰性能强等诸多优点,在无线通信
高中是学生在学习生涯中最重要的学习阶段,对学生的后续发展十分重要.高中阶段的语文学习在高中学习中占据了很大的比重.而古诗词的学习与鉴赏是高中语文学习中重要的组成部
近年来,随着物联网(Internet of Things,IOT)受到越来越多的关注,作为其重要组成部分的无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)也进入了飞速发展的重要时期。它是在监控区域内随机
语文是学生学习过程中一门重要的教学科目,贯穿于学生的整个学习阶段.在小学阶段的语文教学课堂之中,学生系统地接触到各种语文知识,学习汉字并完成对汉字的应用,阅读文章并
小学语文教学已经成为当下探讨的热点问题,因为该阶段的学生缺乏自主学习的能力,传统的教学模式无法激发其学习兴趣,课堂效率往往低下,因此本文结合笔者多年的教学经验探讨语
小学语文课堂教学以学科核心素养培养为导向,其根本是构建自主高效的课堂教学模式,提升小学生的语文学科核心素养.文章探讨了小学语文课堂教学存在的问题,提出了基于核心素养