含約束局域強(qiáng)耦合系統(tǒng)的融合估計(jì)算法研究.pdf

1、在信息科學(xué)和智能控制領(lǐng)域，由于問(wèn)題規(guī)模的擴(kuò)大與復(fù)雜度增加，多智能體的協(xié)作與融合已成為工程研究的熱點(diǎn)。為了滿足分布式、自
　　主性的架構(gòu)和體現(xiàn)更高級(jí)的智能特征，可采用“局域強(qiáng)耦合復(fù)雜系統(tǒng)”模型描述智能體的相互作用。其中每個(gè)智能體僅與鄰域范圍內(nèi)的其他耦合智能體交互狀態(tài)估計(jì)信息，彼此協(xié)商達(dá)成某種一致的團(tuán)隊(duì)行為或全局信息決策。就系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)與反饋控制而言，基于一致性的探討，意味著隨時(shí)間推移，各智能體不斷趨近于相同的狀態(tài)值。系統(tǒng)建立在分布

2、式遞推狀態(tài)估計(jì)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)信息的交互和加權(quán)融合，促進(jìn)全局一致收斂的實(shí)現(xiàn)。
　　經(jīng)典Kalman濾波器由于具有較低的存儲(chǔ)和計(jì)算量要求，以及基于最小均方誤差意義的最優(yōu)估計(jì)特性，是一種應(yīng)用廣泛而成熟的時(shí)域遞推估計(jì)算法。然而在實(shí)際應(yīng)用中，人們常常會(huì)忽略一些可以事先了解的系統(tǒng)或目標(biāo)的先驗(yàn)約束關(guān)系。這些由于客觀物理規(guī)律、地形布置、多個(gè)體的預(yù)設(shè)陣列等限定而產(chǎn)生的約束，致使?fàn)顟B(tài)估計(jì)（濾波）的模型概率結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，Kalman濾波的結(jié)果失去其最

3、優(yōu)性。國(guó)內(nèi)外對(duì)含約束條件的狀態(tài)估計(jì)的有關(guān)研究，已形成一些解決策略，但是對(duì)于復(fù)雜而非精確的約束條件，目前的研究還不夠深入。
　　本文針對(duì)局域強(qiáng)耦合系統(tǒng)，研究其狀態(tài)變量受到約束時(shí)的融合估計(jì)方法。創(chuàng)新性的工作可以概括為：
　?。?）從一致性協(xié)議的離散形式出發(fā)，提出局域強(qiáng)耦合系統(tǒng)的分布式濾波和信息融合問(wèn)題在約束框架下的描述，包括對(duì)一致性指標(biāo)的提出、狀態(tài)更新與局域信息交互機(jī)制等。
　?。?）分析量測(cè)的不完全情形，以及體現(xiàn)在智能體

4、自身或通信過(guò)程中的狀態(tài)估計(jì)異常，建立“部分信息”模型；以提高分布式融合結(jié)構(gòu)可靠性和自適應(yīng)性為原則，通過(guò)系統(tǒng)誤差辨識(shí)及配準(zhǔn)、濾波新息協(xié)方差匹配和改進(jìn)的Sage-Husa算法等技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)異常診斷與處理。
　?。?）對(duì)于存在不等量關(guān)系和并非精確預(yù)知的復(fù)雜約束條件，首先借鑒最優(yōu)化理論中積極集法的思想，將不等式約束轉(zhuǎn)化為等式約束下的優(yōu)化問(wèn)題求解；其次通過(guò)基于精確懲罰函數(shù)的尋優(yōu)體系，處理一般的含不等式約束問(wèn)題，使?fàn)顟B(tài)估計(jì)穩(wěn)定在可行域中；另