基于非線性高斯濾波器的量測滯后信息處理方法研究.pdf

1、復雜工業(yè)過程關鍵質(zhì)量參量的在線檢測對于產(chǎn)品質(zhì)量控制及優(yōu)化調(diào)控至關重要，是過程監(jiān)控的重點和先進控制策略實施的重要依據(jù)。基于復雜工業(yè)過程的非線性狀態(tài)空間模型，采用非線性高斯濾波器進行狀態(tài)估計是實現(xiàn)關鍵質(zhì)量參量在線檢測的一種有效手段。在實際工程應用中由于傳感器傳輸延遲、采樣時間過長或離線分析等原因，部分量測信息不可避免地延遲到達數(shù)據(jù)處理單元造成量測滯后現(xiàn)象。非線性高斯濾波器無法直接利用滯后的量測信息，僅依靠實時到達的量測信息進行狀態(tài)估計難以有

2、效地修正估計誤差。經(jīng)離線分析獲得的量測信息具有較高的精度，將量測滯后信息處理后加以利用可以進一步提高復雜工業(yè)過程關鍵質(zhì)量參量的在線檢測精度。因此，研究基于非線性高斯濾波器的量測滯后信息處理方法具有重要的理論意義和工程應用價值。
　　本文在分析非線性高斯濾波算法和現(xiàn)有量測滯后信息處理方法的基礎上，研究了量測滯后下非線性系統(tǒng)離散時間狀態(tài)空間模型的構(gòu)建及容積卡爾曼濾波算法，給出了一種量測滯后下的非線性狀態(tài)估計方法;基于協(xié)方差融合算法和分

3、布式狀態(tài)融合方法，給出了一種采用協(xié)方差融合的量測滯后信息處理方法;結(jié)合容積卡爾曼濾波算法，提出了一種協(xié)方差融合容積卡爾曼濾波算法，該方法不需要對系統(tǒng)模型進行變換，可以處理采樣時刻在滯后信息到達后才已知的情況，具有較強的工程適用性。采用量測滯后下的連續(xù)補料發(fā)酵過程模型和聚合反應模型進行了仿真實驗。
　　仿真實驗研究表明，提出的量測滯后下非線性狀態(tài)估計方法能夠應用于量測滯后下非線性系統(tǒng)的在線狀態(tài)估計，具有良好的通用性和有效性;提出的協(xié)