量子隨機(jī)濾波器及其參數(shù)計(jì)算研究.pdf

1、在隨機(jī)濾波領(lǐng)域中，觀測信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換模型通常是未知的，設(shè)計(jì)一個(gè)不依賴于觀測信號(hào)及干擾噪聲先驗(yàn)特性的智能濾波器，對(duì)抗隨機(jī)干擾具有重要作用。量子濾波器利用薛定諤方程作為萬能狀態(tài)轉(zhuǎn)換方程，從而實(shí)現(xiàn)了無模型濾波。因此，改進(jìn)量子濾波算法和提高其適用性具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴為了提高量子濾波器的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，提出了采用可變方差的高斯核函數(shù)對(duì)觀測信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)該方法提高濾波器穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的原理進(jìn)行了詳細(xì)分析。最后

2、將改進(jìn)的量子濾波算法與遞歸最小二乘濾波算法進(jìn)行仿真對(duì)比，說明了改進(jìn)量子濾波算法的準(zhǔn)確性、自適應(yīng)性以及靈活性。⑵為了能快速獲得量子濾波器的濾波參數(shù)，通過分析量子濾波器的認(rèn)知過程，將濾波參數(shù)分為與觀測信號(hào)無關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)和僅與觀測信號(hào)相關(guān)非系統(tǒng)參數(shù)，并建立了非系統(tǒng)參數(shù)和正弦輸入信號(hào)的頻率及輸入信噪比之間的函數(shù)關(guān)系。最后將利用本文所述方法求得的濾波參數(shù)的濾波器和利用遺傳算法得到的濾波參數(shù)的濾波器進(jìn)行仿真對(duì)比，說明了本文所述方法的有效性和高效性。

3、⑶在過濾非正弦輸入時(shí)，為了保證濾波的準(zhǔn)確性，本文采用短時(shí)傅里葉變換近似在線估計(jì)輸入信號(hào)的頻率及輸入信噪比，從而實(shí)現(xiàn)非系統(tǒng)參數(shù)的在線更新。最后通過固定非系統(tǒng)參數(shù)的濾波器和在線更新非系統(tǒng)參數(shù)的濾波器的仿真對(duì)比，說明本文所述非系統(tǒng)參數(shù)在線更新算法的優(yōu)越性及其不足。⑷當(dāng)觀測信號(hào)為矢量序列時(shí)，為了充分利用其空間相關(guān)性，首先設(shè)計(jì)了時(shí)間復(fù)雜度較低的無反饋量子濾波算法，然后將其拓展為二維量子濾波算法。最后將二維量子濾波器和獨(dú)立一維量子濾波器組進(jìn)行仿真對(duì)