帶乘性噪聲系統(tǒng)魯棒狀態(tài)估計(jì)算法研究.pdf

1、帶乘性噪聲系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)理論是現(xiàn)代控制理論的一個(gè)重要發(fā)展方向,并在石油地震勘探、通信工程、水下目標(biāo)識(shí)別與跟蹤等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而在工程應(yīng)用時(shí),由于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型不準(zhǔn)確、物理元器件老化等眾多問(wèn)題,或由于針對(duì)模型的退化及線(xiàn)性化處理,都會(huì)導(dǎo)致實(shí)際系統(tǒng)模型參數(shù)或者模型結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出不確定性、隨機(jī)性,難以用精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述實(shí)際工程系統(tǒng)。由于模型存在誤差,即使這種誤差非常小,也可能使信號(hào)估計(jì)的效果變差甚至不能接受。為了解決上述難題,魯棒估計(jì)理

2、論受到極大的關(guān)注,并已經(jīng)成為控制理論與應(yīng)用研究的熱點(diǎn)之一。因此綜合考慮不確定性和通道噪聲作用等因素,研究帶乘性噪聲系統(tǒng)的魯棒狀態(tài)估計(jì)算法具有重要的理論意義和實(shí)際意義。本文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)之上,針對(duì)含有隨機(jī)不確定性因素、范數(shù)有界不確定性因素、凸多面體不確定性因素等三種不同類(lèi)型的帶乘性噪聲系統(tǒng),分別研究其各自的魯棒狀態(tài)估計(jì)算法。本文主要完成了以下工作:
　　 1、研究隨機(jī)不確定帶乘性噪聲系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法和魯棒方差約束狀態(tài)估

3、計(jì)算法?；谕队岸ɡ?推導(dǎo)此類(lèi)系統(tǒng)在線(xiàn)性最小方差意義下的最優(yōu)遞推估計(jì)算法,此算法簡(jiǎn)單且遞推,容易在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。深入研究一類(lèi)含有隨機(jī)不確定性參數(shù)的線(xiàn)性時(shí)不變帶乘性噪聲系統(tǒng),基于Lyapunov穩(wěn)定性定理給出了此類(lèi)系統(tǒng)的均方穩(wěn)定的定義,利用其主要性質(zhì)和線(xiàn)性矩陣不等式理論,給出了該系統(tǒng)方差約束魯棒估計(jì)算法存在的條件及最優(yōu)方差約束魯棒估計(jì)算法。深入分析兩類(lèi)不同算法的異同點(diǎn)及各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍,同時(shí)對(duì)兩種算法進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真研究,驗(yàn)證了算法

4、的有效性。
　　 2、研究范數(shù)有界不確定帶性噪聲系統(tǒng)的魯棒方差約束狀態(tài)估計(jì)算法。同樣基于Lyapunov定理,給出了此類(lèi)系統(tǒng)二次穩(wěn)定的定義及其性質(zhì),并以此定義此類(lèi)系統(tǒng)的魯棒方差約束狀態(tài)估計(jì)器。然后利用二次穩(wěn)定的性質(zhì)及線(xiàn)性矩陣不等式理論給出了此類(lèi)系統(tǒng)魯棒方差約束狀態(tài)估計(jì)器存在的條件及最優(yōu)方差約束魯棒狀態(tài)估計(jì)算法。然后通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)例驗(yàn)證算法的有效性。
　　 3、利用帶參數(shù)的Lyapunov穩(wěn)定性思想,深入分析了凸多面體不