發(fā)布時間：2024-06-14 00:59

　　狀態(tài)估計是根據(jù)測量數(shù)據(jù)估算系統(tǒng)狀態(tài)的方法,被廣泛地應用于自動控制、故障診斷、軟測量等眾多工業(yè)應用領(lǐng)域。滾動時域估計是一類利用滾動窗口數(shù)據(jù)進行狀態(tài)估計的濾波算法,能夠顯式處理帶約束系統(tǒng)的狀態(tài)估計問題。在應用過程中,窗口尺寸的擇取和到達代價的計算是影響算法估計性能的兩個重要方面。本文致力于研究窗口尺寸的合理選擇和到達代價的近似計算問題,提升求解效率和估計精度,并通過典型的數(shù)值算例和實際案例進行分析驗證。在閱讀大量文獻的基礎(chǔ)上,本文在滾動時域估計算法方面開展了一些研究工作,具體如下:1.針對線性系統(tǒng)中滾動時域估計算法的優(yōu)化問題,通過將全信息估計問題和近似估計問題轉(zhuǎn)化為以矩陣形式表述的二次規(guī)劃問題,給出了相應的求解方法�；�于最小二乘原理,給出了一種遞推形式的滾動時域狀態(tài)估計方法。該方法通過成批輸出數(shù)據(jù)的向前滾動,分別對含系統(tǒng)參數(shù)的矩陣和含輸出信息的矩陣進行分塊,獲得的狀態(tài)估計值和卡爾曼濾波算法一樣以遞推形式給出。最后,將該方法分別應用于白噪聲和有色噪聲的線性模型中,驗證了該方法的有效性和普適性。2.針對窗口尺寸會影響到滾動時域估計算法的估計精度及計算效率問題,為了平衡這兩個指標,提出了一種窗口...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
    1.2 狀態(tài)估計方法概述
    1.3 滾動時域估計方法的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 理論研究
        1.3.2 應用研究
    1.4 研究工作和論文結(jié)構(gòu)
第2章 滾動時域估計方法
    2.1 引言
    2.2 預備理論
        2.2.1 最小二乘
        2.2.2 卡爾曼濾波
        2.2.3 擴展卡爾曼濾波
        2.2.4 無跡卡爾曼濾波
    2.3 MHE的概率統(tǒng)計意義
    2.4 兩類滾動時域估計方法
        2.4.1 全信息MHE方法
        2.4.2 近似MHE方法
    2.5 到達代價的求解
        2.5.1 到達代價定義
        2.5.2 線性系統(tǒng)估計問題
        2.5.3 非線性系統(tǒng)估計問題
    2.6 MHE算法步驟
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于窗口數(shù)據(jù)遞推的狀態(tài)估計方法
    3.1 引言
    3.2 線性MHE的優(yōu)化求解
        3.2.1 全信息MHE求解
        3.2.2 近似MHE求解
    3.3 基于窗口數(shù)據(jù)的狀態(tài)估計遞推式
    3.4 案例驗證
        3.4.1數(shù)值算例1
        3.4.2數(shù)值算例2
    3.5 本章小結(jié)
第4章 MHE窗口尺寸的優(yōu)化方法
    4.1 引言
    4.2 遺傳算法基本原理
    4.3 模擬退火機制基本原理
    4.4 參數(shù)優(yōu)化方法
        4.4.1 適應度函數(shù)計算
        4.4.2 MHE參數(shù)優(yōu)化方法
    4.5 案例驗證
        4.5.1 數(shù)值算例
        4.5.2 CSTR系統(tǒng)實例
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于非對稱無跡變換的MHE
    5.1 引言
    5.2 基于UKF的 MHE
        5.2.1 UT變換
        5.2.2 基于UKF的到達代價的計算
    5.3 單形無跡變換
        5.3.1 Sigma點偏度計算
        5.3.2 采樣點的比例修正
    5.4 比例因子的自適應擇取方法
    5.5 基于非對稱UT變換的MHE算法
    5.6 案例驗證
        5.6.1 數(shù)值算例
        5.6.2 雷達跟蹤實例
    5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄 作者在讀期間成果匯總



本文編號：3993908