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文檔簡介
1、在馬爾可夫切換系統(tǒng)中,存在著模型不確定、信息不確定和非線性等特性,此類特性耦合在一起將使得系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)問題變得更加復(fù)雜。為此,本文以臨近空間高超聲速目標(biāo)跟蹤和地面機(jī)動目標(biāo)跟蹤為應(yīng)用背景,針對馬爾可夫切換系統(tǒng)中存在的模型不確定和系統(tǒng)非線性耦合的復(fù)雜問題,以及模型轉(zhuǎn)移概率與狀態(tài)相關(guān)情況下的濾波問題,圍繞多模型的估計(jì)方法和非線性的濾波算法,對系統(tǒng)的連續(xù)狀態(tài)和離散模態(tài)估計(jì)方法進(jìn)行了深入研究,主要工作如下:
1.針對非線性馬爾可夫(M
2、arkov)切換系統(tǒng)中的狀態(tài)估計(jì)問題,在貝葉斯最優(yōu)估計(jì)理論框架下,基于高斯和近似,試圖設(shè)計(jì)一種快速高精度的高斯和濾波(GSF)算法。濾波器的設(shè)計(jì)過程包括混合、濾波兩個階段。首先在混合階段,針對由于系統(tǒng)多模型帶來的高斯分量個數(shù)增加的問題,采用基于矩匹配的最小高斯集設(shè)計(jì)方法來控制高斯分量個數(shù),且保證新的高斯和概率密度函數(shù)的一、二階矩與原來的保持一致;接下來是濾波階段,包含解析計(jì)算和高斯加權(quán)積分,本文采用了一種基于二階 Stirling’s插
3、值的分開差分濾波器(DDF)作為子濾波器;最后,分別在典型的單變量非線性系統(tǒng)和臨近空間高超聲速目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中仿真驗(yàn)證了提出的高斯和濾波算法,結(jié)果顯示,所提算法可以實(shí)現(xiàn)估計(jì)精度與計(jì)算代價的有效折衷。
2.針對馬爾可夫切換系統(tǒng)中存在的模型轉(zhuǎn)移概率時變不確定的情況,即時變非齊次馬爾可夫切換系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)問題,本文考慮模型轉(zhuǎn)移概率矩陣與狀態(tài)相關(guān)的情況。首先,在第三章已經(jīng)建立的高斯和濾波框架的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了具有狀態(tài)相關(guān)模型轉(zhuǎn)移陣的非線性
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