帶有限步相關(guān)噪聲隨機不確定系統(tǒng)的信息融合估計.pdf

1、隨著現(xiàn)代控制系統(tǒng)的規(guī)模日益擴大、分散化程度不斷提高和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)憑借高效、高可靠性、操作靈活及成本低等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于軍事和國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。但同時，不可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也使網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)存在諸多不確定性。除了網(wǎng)絡(luò)帶寬有限導(dǎo)致的傳輸時延、數(shù)據(jù)丟包等隨機現(xiàn)象以外，由于所處環(huán)境的復(fù)雜性或經(jīng)濟條件的限制，過程干擾、相關(guān)噪聲、隨機不確定性、隨機非線性和多速率采樣等問題在所難免。本文針對網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的上述特點，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸過程

2、中的各種隨機現(xiàn)象，基于射影理論和線性無偏最小方差意義下的最優(yōu)融合算法，研究網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的融合估計問題。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.對帶乘性噪聲和相關(guān)加性噪聲的多傳感器隨機不確定系統(tǒng)，提出了集中式和分布式信息融合估計算法。所考慮的系統(tǒng)模型中，系統(tǒng)方程和觀測方程中的乘性噪聲在同時刻互相關(guān)，系統(tǒng)噪聲和觀測噪聲一步自相關(guān)和兩步互相關(guān)?；谛孪⒎治龇椒?，提出了線性最小方差意義下的集中式最優(yōu)融合估值器，包括濾波器、預(yù)報器和平滑器。利用局部最優(yōu)濾

3、波器，推導(dǎo)了任意兩個傳感器子系統(tǒng)之間的濾波誤差互協(xié)方差矩陣。應(yīng)用線性無偏最小方差矩陣加權(quán)最優(yōu)融合準則，給出了按矩陣加權(quán)分布式融合濾波器。為了避免計算估計誤差互協(xié)方差矩陣，又給出了協(xié)方差交叉融合濾波器。最后，對所提出的三種融合估計算法在精度和計算量方面進行了比較分析。
　　2.對帶乘性噪聲和有限步自/互相關(guān)加性噪聲的多傳感器隨機不確定系統(tǒng)，提出了集中式和分布式融合估計算法。采用觀測增廣方法，設(shè)計了線性最小方差意義下的集中式最優(yōu)融合估

4、值器，包括濾波器、預(yù)報器和平滑器。對每個單傳感器系統(tǒng)，給出了局部最優(yōu)濾波器?；谛孪⒎治龇椒ǎ茖?dǎo)了任意兩個傳感器子系統(tǒng)之間的濾波誤差互協(xié)方差矩陣。應(yīng)用線性無偏最小方差加權(quán)融合估計準則，給出了按矩陣加權(quán)分布式融合濾波器。最后，通過仿真實例驗證了算法的有效性。
　　3.對帶隨機參數(shù)矩陣、隨機非線性、衰減觀測和有限步自/互相關(guān)加性噪聲的多通道隨機不確定系統(tǒng)，提出了線性最小方差最優(yōu)線性估值器。在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中，乘性噪聲、時延和丟包均可

5、由隨機參數(shù)矩陣來轉(zhuǎn)化和描述。這里考慮的隨機參數(shù)矩陣是同時刻互相關(guān)的;各觀測信道具有不同的衰減觀測率。系統(tǒng)遭受到的隨機非線性均由統(tǒng)計特性來描述?；谛孪⒎治龇椒?，提出了線性最優(yōu)估值器，包括濾波器、預(yù)報器和平滑器。與現(xiàn)有文獻相比提高了估計精度。
　　4.對帶乘性噪聲和一步自相關(guān)加性噪聲的多傳感器多速率采樣隨機不確定系統(tǒng)，提出了分布式融合濾波算法。所考慮的系統(tǒng)狀態(tài)以最快速率均勻進行更新，不同傳感器以整數(shù)倍狀態(tài)更新周期的不同速率進行觀測采