線性系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)中的噪聲容限確界方法研究.pdf

1、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題廣泛存在于自動(dòng)控制、故障診斷、目標(biāo)定位跟蹤、經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)等領(lǐng)域，并受到國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注，其實(shí)現(xiàn)方法近年來(lái)也取得了較大進(jìn)展。狀態(tài)估計(jì)實(shí)現(xiàn)依托于濾波器的設(shè)計(jì)，而濾波器運(yùn)行必然涉及到傳感器量測(cè)的利用，其優(yōu)劣將直接影響被估計(jì)對(duì)象的濾波精度。濾波精度的改善主要涉及兩方面內(nèi)容，一方面在于如何結(jié)合線性系統(tǒng)以及非線性系統(tǒng)自身特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)濾波器結(jié)構(gòu)和流程的優(yōu)化。另一方面，通過(guò)采用高精度傳感器以減小量測(cè)誤差方式也是提升濾波精度的一種有

2、效途徑，但是考慮傳感器精度通常與其價(jià)格正相關(guān)，這必然導(dǎo)致量測(cè)系統(tǒng)硬件代價(jià)提升。實(shí)際工程應(yīng)用中，設(shè)計(jì)濾波器時(shí)通常會(huì)考慮到它在滿足給定精度指標(biāo)的上下界約束時(shí)能對(duì)濾波器的參數(shù)有較大選擇范圍。本文以典型線性系統(tǒng)為研究背景，在濾波精度約束前提下，針對(duì)系統(tǒng)噪聲以及量測(cè)噪聲的確界問(wèn)題開(kāi)展相關(guān)研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)對(duì)線性系統(tǒng)建模和估計(jì)理論學(xué)習(xí)和文獻(xiàn)總結(jié)，簡(jiǎn)述線性離散系統(tǒng)、線性連續(xù)系統(tǒng)、多模型系統(tǒng)的建模方法，重點(diǎn)介紹四種典型最優(yōu)估計(jì)

3、準(zhǔn)則和卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)。⑵以信息濾波為基礎(chǔ)，首先將估計(jì)誤差協(xié)方差陣推導(dǎo)為系統(tǒng)噪聲、量測(cè)噪聲、采樣間隔的參數(shù)化形式，進(jìn)而利用凸優(yōu)化求解方法，通過(guò)補(bǔ)分解定理把影響估計(jì)誤差協(xié)方差陣的相應(yīng)參數(shù)，轉(zhuǎn)化為線性矩陣不等式(LMI)的表達(dá)形式。然后在傳感器精度已知條件下，利用 LMI的求解原理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)噪聲以及量測(cè)噪聲的確界，并分析了估計(jì)誤差協(xié)方差陣上界和系統(tǒng)噪聲以及量測(cè)噪聲的函數(shù)關(guān)系，以此來(lái)指導(dǎo)實(shí)際工程中傳感器的選取。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的可行性和有