線性系統(tǒng)狀態(tài)估計中的噪聲容限確界方法研究.pdf

1、動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)估計問題廣泛存在于自動控制、故障診斷、目標定位跟蹤、經(jīng)濟預(yù)測等領(lǐng)域，并受到國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注，其實現(xiàn)方法近年來也取得了較大進展。狀態(tài)估計實現(xiàn)依托于濾波器的設(shè)計，而濾波器運行必然涉及到傳感器量測的利用，其優(yōu)劣將直接影響被估計對象的濾波精度。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)自身特點實現(xiàn)濾波器結(jié)構(gòu)和流程的優(yōu)化。另一方面，通過采用高精度傳感器以減小量測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格正相關(guān)，這必然導(dǎo)致量測系統(tǒng)硬件代價提升。實際工程應(yīng)用中，設(shè)計濾波器時通常會考慮到它在滿足給定精度指標的上下界約束時能對濾波器的參數(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，針對系統(tǒng)噪聲以及量測噪聲的確界問題開展相關(guān)研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過對線性系統(tǒng)建模和估計理論學(xué)習(xí)和文獻總結(jié)，簡述線性離散系統(tǒng)、線性連續(xù)系統(tǒng)、多模型系統(tǒng)的建模方法，重點介紹四種典型最優(yōu)估計

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