本文關(guān)鍵詞：非線性馬爾可夫切換系統(tǒng)的高斯和濾波研究

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【摘要】：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(wèn)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(dòng)目標(biāo)跟蹤為應(yīng)用背景,針對(duì)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(wèn)題,以及模型轉(zhuǎn)移概率與狀態(tài)相關(guān)情況下的濾波問(wèn)題,圍繞多模型的估計(jì)方法和非線性的濾波算法,對(duì)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(duì)非線性馬爾可夫(Markov)切換系統(tǒng)中的狀態(tài)估計(jì)問(wèn)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(guò)程包括混合、濾波兩個(gè)階段。首先在混合階段,針對(duì)由于系統(tǒng)多模型帶來(lái)的高斯分量個(gè)數(shù)增加的問(wèn)題,采用基于矩匹配的最小高斯集設(shè)計(jì)方法來(lái)控制高斯分量個(gè)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(lái)的保持一致;接下來(lái)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插值的分開(kāi)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(jià)的有效折衷。2.針對(duì)馬爾可夫切換系統(tǒng)中存在的模型轉(zhuǎn)移概率時(shí)變不確定的情況,即時(shí)變非齊次馬爾可夫切換系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)問(wèn)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)移陣的非線性非齊次馬爾可夫切換系統(tǒng)的高斯和濾波方法;接著,面向機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤應(yīng)用,對(duì)模型轉(zhuǎn)移概率進(jìn)行了合理有效地建模;最后,為了驗(yàn)證本文算法的有效性,建立了典型的道路機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤場(chǎng)景,與模型轉(zhuǎn)移概率恒定不變的情況進(jìn)行了仿真對(duì)比,結(jié)果顯示,目標(biāo)的跟蹤精度獲得了一定程度的改善。
【關(guān)鍵詞】：非齊次馬爾可夫切換系統(tǒng) 高斯和近似 機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤 矩匹配 模型轉(zhuǎn)移概率
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O211.62
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及其意義9-11
• 1.2 馬爾可夫切換系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)11-13
• 1.2.1 齊次馬爾可夫切換系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)11-12
• 1.2.2 非齊次馬爾可夫切換系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)12-13
• 1.3 非線性系統(tǒng)濾波理論及其發(fā)展13-15
• 1.4 本文的主要工作及章節(jié)安排15-17
• 第二章 非線性系統(tǒng)濾波算法17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 貝葉斯濾波框架17-18
• 2.3 高斯濾波器18-20
• 2.4 非高斯濾波器20-24
• 2.4.1 粒子濾波器（PF）21-22
• 2.4.2 高斯和濾波器（GSF）22-24
• 2.5 仿真對(duì)比及分析24-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第三章 非線性馬爾可夫切換系統(tǒng)的高斯和濾波27-47
• 3.1 引言27-28
• 3.2 問(wèn)題提出28-30
• 3.3 非線性馬爾可夫切換系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的GSF框架30-37
• 3.3.1 混合階段31-32
• 3.3.2 濾波階段32-34
• 3.3.3 高斯和濾波器實(shí)現(xiàn)階段34-37
• 3.4 仿真驗(yàn)證及分析37-44
• 3.4.1 單變量非線性系統(tǒng)的算法仿真37-40
• 3.4.2 臨近空間高超聲速目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的算法仿真40-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 附錄45-47
• 第四章 具有狀態(tài)相關(guān)轉(zhuǎn)移陣的非線性非齊次馬爾可夫切換系統(tǒng)高斯和濾波47-59
• 4.1 引言47-48
• 4.2 問(wèn)題提出48-49
• 4.3 算法描述49-50
• 4.3.1 模型切換49
• 4.3.2 狀態(tài)交互49-50
• 4.4 機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤應(yīng)用中狀態(tài)相關(guān)模型轉(zhuǎn)移陣的建模50-51
• 4.5 算法在地面機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤應(yīng)用中的仿真驗(yàn)證51-58
• 4.5.1 模型轉(zhuǎn)移概率建模51-54
• 4.5.2 仿真場(chǎng)景及參數(shù)設(shè)置54-55
• 4.5.3 仿真結(jié)果分析55-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)和展望59-63
• 5.1 論文總結(jié)59-60
• 5.2 研究展望60-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 作者碩士期間發(fā)表文章及申請(qǐng)專利情況69-71
• 作者碩士期間參與的項(xiàng)目71-73
• 致謝73-74

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 毛北行;;一類奇異切換系統(tǒng)的H_∞問(wèn)題[J];科技信息(科學(xué)教研);2007年35期

2 毛北行;李巧利;卜春霞;;多時(shí)滯線性切換系統(tǒng)的H_∞控制[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí);2010年13期

3 李志勇;孟金濤;毛北行;卜春霞;;一類不確定模糊切換系統(tǒng)的保成本H_∞控制[J];河南科學(xué);2011年08期

4 張霄力,劉玉忠,趙軍;一類離散切換系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性[J];控制理論與應(yīng)用;2002年05期

5 趙勝芝,姜曉艷;一類非線性切換系統(tǒng)的穩(wěn)定化[J];遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年03期

6 卜春霞,毛北行;若干類時(shí)滯切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí);2005年08期

7 孫文安,趙軍;凸錐型不確定線性切換系統(tǒng)的二次鎮(zhèn)定[J];控制理論與應(yīng)用;2005年05期

8 周慧波,孫常春,劉玉忠;一類不確定時(shí)滯切換系統(tǒng)的H_∞漸近穩(wěn)定性[J];沈陽(yáng)師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年02期

9 付主木;費(fèi)樹(shù)岷;龍飛;;一類不確定非線性切換系統(tǒng)的魯棒H_∞控制[J];系統(tǒng)工程學(xué)報(bào);2006年06期

10 史書(shū)慧;劉玉忠;;一類不確定切換系統(tǒng)的魯棒保成本控制[J];沈陽(yáng)師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙勝芝;左淑梅;;一類非極小相位切換系統(tǒng)的H_∞控制[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)A卷[C];2011年

2 聶宏;侯景臣;趙軍;;線性切換系統(tǒng)在任意切換下H_∞問(wèn)題可解的一個(gè)充分條件[A];第二十一屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2002年

3 林相澤;田玉平;;連續(xù)切換系統(tǒng)閉軌存在性的判斷定理[A];第二十二屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（下）[C];2003年

4 孫偉;趙怡;黃煜;;無(wú)窮維線性離散切換系統(tǒng)的冪穩(wěn)定性[A];2006中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

5 謝湘生;胡剛;;一類滯后奇異線性切換系統(tǒng)解的性態(tài)[A];第二十六屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2007年

6 孫文安;張強(qiáng);馮佳昕;;一類不確定線性離散切換系統(tǒng)二次鎮(zhèn)定彈性保成本控制[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

7 趙勝芝;張慶靈;趙軍;;任意切換下極小相位非線性切換系統(tǒng)的H_∞控制[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

8 朱柏城;張?zhí)炱?楊月全;;一類嚴(yán)格反饋非線性切換系統(tǒng)的鎮(zhèn)定控制[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)B卷[C];2011年

9 高軍偉;原明亭;張彬;;切換系統(tǒng)動(dòng)態(tài)區(qū)間軟劃分的研究[A];2005年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集[C];2005年

10 馬國(guó)梁;陳慶偉;胡維禮;;一類不確定離散時(shí)間切換系統(tǒng)的魯棒H_∞控制[A];第十七屆全國(guó)過(guò)路控制會(huì)議論文集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 宋玉春;快速切換系統(tǒng)帶來(lái)新的效益增長(zhǎng)[N];中國(guó)化工報(bào);2004年

2 張雪松;內(nèi)蒙局一0四隊(duì)發(fā)明電機(jī)自動(dòng)化切換系統(tǒng)[N];中煤地質(zhì)報(bào);2010年

3 ;曙光大規(guī)模KVM切換系統(tǒng)技術(shù)漫談之一[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

4 曙光研發(fā)部KVM項(xiàng)目組：沙超群;曙光大規(guī)模KVM切換系統(tǒng)技術(shù)漫談之三[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

5 曙光研發(fā)部KVM項(xiàng)目組 李連波;曙光大規(guī)模KVM切換系統(tǒng)技術(shù)漫談之四[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

6 李;KVM 輕松管理 IDC[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王春艷;任意和約束切換信號(hào)下不確定切換系統(tǒng)魯棒自適應(yīng)控制[D];燕山大學(xué);2015年

2 李健;切換系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法研究[D];東北大學(xué);2012年

3 董瀟瀟;切換系統(tǒng)的輸出跟蹤與調(diào)節(jié)問(wèn)題的研究[D];東北大學(xué);2012年

4 伍彩云;切換系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)狀態(tài)跟蹤控制[D];東北大學(xué);2014年

5 宋秀蘭;自主切換線性約束系統(tǒng)優(yōu)化控制及其應(yīng)用研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

6 高娟;幾類切換系統(tǒng)的異步控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

7 朱延正;具有冗余通道的網(wǎng)絡(luò)化切換系統(tǒng)濾波問(wèn)題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

8 金瑩;幾類切換系統(tǒng)的魯棒容錯(cuò)控制問(wèn)題的研究[D];東北大學(xué);2013年

9 李嬌;切換離散時(shí)間系統(tǒng)的耗散性及若干設(shè)計(jì)問(wèn)題的研究[D];東北大學(xué);2015年

10 王霞;切換系統(tǒng)直接自適應(yīng)控制方法的研究[D];東北大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李丹丹;切換系統(tǒng)的最優(yōu)切換律研究[D];河北大學(xué);2010年

2 李銀花;不確定切換系統(tǒng)的H_∞控制問(wèn)題[D];鄭州大學(xué);2010年

3 張麗曉;一類切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析[D];遼寧大學(xué);2011年

4 于瀅源;切換系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象分析及控制研究[D];廣西工學(xué)院;2012年

5 張亞婷;基于平均駐留時(shí)間方法的切換系統(tǒng)飽和控制[D];江南大學(xué);2015年

6 魏莉娟;帶有時(shí)滯的非線性級(jí)聯(lián)切換系統(tǒng)的魯棒控制[D];遼寧大學(xué);2015年

7 劉越超;正脈沖切換系統(tǒng)的有限時(shí)間穩(wěn)定性[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

8 王丹丹;一類帶有脈沖時(shí)延的脈沖切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究[D];曲阜師范大學(xué);2015年

9 姜曉曉;不確定時(shí)變時(shí)滯Markov切換系統(tǒng)的魯棒有限時(shí)間H_∞控制[D];曲阜師范大學(xué);2015年

10 許攸;幾類離散時(shí)間切換系統(tǒng)的有限時(shí)間控制[D];山東大學(xué);2015年

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