【摘要】：濾波技術(shù)指的是將信號中的特定波段頻率分離,是現(xiàn)代工業(yè)電子、航空航天、圖像處理等領(lǐng)域常用的抑制干擾的有效方法,因此得到了國內(nèi)外專家學者的極度重視。在高斯線性系統(tǒng)中,以卡爾曼濾波器最為著名。而為了拓展濾波技術(shù)的應(yīng)用,學者們研究了針對一類噪聲為高斯的非線性系統(tǒng)的濾波算法。但針對非高斯噪聲的非線性系統(tǒng)濾波方法的研究相對較為局限,本文就針對該類復雜系統(tǒng)的濾波方法進行研究。本文主要是針對基于特征函數(shù)的濾波算法的擴展研究。(1)對于現(xiàn)有的特征函數(shù)濾波算法進行了局限性分析,在基于多輸入多輸出所設(shè)計的濾波算法而適用于多輸出的情況下,僅可得到數(shù)值近似的增益矩陣,存在因局部極值而導致的誤差。利用泰勒展開思想將原本只適用于狀態(tài)為線性觀測為非線性的特征函數(shù)濾波算法,推廣到適用于狀態(tài)和觀測均為非線性的復雜系統(tǒng)。通過仿真實驗證明了方法的有效性。(2)特征函數(shù)濾波算法應(yīng)用于多維觀測系統(tǒng)下時,利用不動點迭代方法求解濾波增益矩陣。并對結(jié)果進行多項式擬合,從數(shù)值方法上對該算法的收斂性進行了分析,并與利用梯度下降法求解的算法進行比較實驗。最后,通過一個工業(yè)器件的測量模型仿真實驗證明了本文方法的有效性及適用性。(3)考慮到信息的多樣性和融合性,本文在多傳感器系統(tǒng)中分別設(shè)計了并行式和序貫式兩種形式的特征函數(shù)濾波器。前者需要融合所有傳感器的信息,因此信息較為可靠;后者則是考慮到了因傳感器分別處于不同的地方而導致數(shù)據(jù)到達融合中心存在時間差,且傳感器也可能出現(xiàn)的丟包現(xiàn)象,序貫式濾波同時還考慮到了信息繼承性問題。最后通過仿真實驗證明了兩種濾波器設(shè)計方法的有效性及差異性。
【圖文】：

為了更具代表性，汁算機Ｍａｔｌａｂ仿真２０次并取平均結(jié)果如下表所示。逡逑邐邐表３．１平均誤差對比表邐邐逡逑狀態(tài)向量邐ＫＦ邐ＣＦＦ邐ＫＦ邋ＶＳ邋ＣＦＦ逡逑Ａ－１邐０．２１８２邐０．２５２４邐邐１３．５％邐逡逑＼２邐０．２３０８邐０．２４９６邐７．５０％逡逑從上圖和丨？．衣的數(shù)據(jù)可知，，在線性高斯模型下，皂無疑問ＫＦ是最好的估計器，逡逑但特征函數(shù)濾波的誤差在實際應(yīng)用中也是在可接受范圍內(nèi)的。通過ＣＦＦ與ＫＦ對于勻逡逑速直線運動模型的仿真實驗，說明了邋ＣＦＦ基于函數(shù)與函數(shù)逼近效果而設(shè)計的性能指標逡逑是可以達到較理想的估計效果的。逡逑３．邋４基于非線性狀態(tài)方程的ＣＦＦ逡逑３．邋４．邋１算法描述逡逑在３．３節(jié)中描述的ＣＦＦ算法Ｈ適合在狀態(tài)模型為線性條件下，在狀態(tài)方g魑海咤義閑院攏薹ㄍü苯酉嗉醯玫焦厥跫蟛畹牡萃票澩鍤�。受祫εＫＦ、Ｐ浼想辶x

本文編號：2672421