帶有限步相關噪聲隨機不確定系統(tǒng)的信息融合估計.pdf

1、隨著現(xiàn)代控制系統(tǒng)的規(guī)模日益擴大、分散化程度不斷提高和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)憑借高效、高可靠性、操作靈活及成本低等優(yōu)點廣泛應用于軍事和國民經(jīng)濟的各個領域。但同時，不可靠的網(wǎng)絡環(huán)境也使網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)存在諸多不確定性。除了網(wǎng)絡帶寬有限導致的傳輸時延、數(shù)據(jù)丟包等隨機現(xiàn)象以外，由于所處環(huán)境的復雜性或經(jīng)濟條件的限制，過程干擾、相關噪聲、隨機不確定性、隨機非線性和多速率采樣等問題在所難免。本文針對網(wǎng)絡化系統(tǒng)的上述特點，綜合考慮網(wǎng)絡傳輸過程

2、中的各種隨機現(xiàn)象，基于射影理論和線性無偏最小方差意義下的最優(yōu)融合算法，研究網(wǎng)絡化系統(tǒng)的融合估計問題。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.對帶乘性噪聲和相關加性噪聲的多傳感器隨機不確定系統(tǒng)，提出了集中式和分布式信息融合估計算法。所考慮的系統(tǒng)模型中，系統(tǒng)方程和觀測方程中的乘性噪聲在同時刻互相關，系統(tǒng)噪聲和觀測噪聲一步自相關和兩步互相關?；谛孪⒎治龇椒ǎ岢隽司€性最小方差意義下的集中式最優(yōu)融合估值器，包括濾波器、預報器和平滑器。利用局部最優(yōu)濾

3、波器，推導了任意兩個傳感器子系統(tǒng)之間的濾波誤差互協(xié)方差矩陣。應用線性無偏最小方差矩陣加權最優(yōu)融合準則，給出了按矩陣加權分布式融合濾波器。為了避免計算估計誤差互協(xié)方差矩陣，又給出了協(xié)方差交叉融合濾波器。最后，對所提出的三種融合估計算法在精度和計算量方面進行了比較分析。
　　2.對帶乘性噪聲和有限步自/互相關加性噪聲的多傳感器隨機不確定系統(tǒng)，提出了集中式和分布式融合估計算法。采用觀測增廣方法，設計了線性最小方差意義下的集中式最優(yōu)融合估

4、值器，包括濾波器、預報器和平滑器。對每個單傳感器系統(tǒng)，給出了局部最優(yōu)濾波器?；谛孪⒎治龇椒?，推導了任意兩個傳感器子系統(tǒng)之間的濾波誤差互協(xié)方差矩陣。應用線性無偏最小方差加權融合估計準則，給出了按矩陣加權分布式融合濾波器。最后，通過仿真實例驗證了算法的有效性。
　　3.對帶隨機參數(shù)矩陣、隨機非線性、衰減觀測和有限步自/互相關加性噪聲的多通道隨機不確定系統(tǒng)，提出了線性最小方差最優(yōu)線性估值器。在網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)中，乘性噪聲、時延和丟包均可

5、由隨機參數(shù)矩陣來轉化和描述。這里考慮的隨機參數(shù)矩陣是同時刻互相關的;各觀測信道具有不同的衰減觀測率。系統(tǒng)遭受到的隨機非線性均由統(tǒng)計特性來描述。基于新息分析方法，提出了線性最優(yōu)估值器，包括濾波器、預報器和平滑器。與現(xiàn)有文獻相比提高了估計精度。
　　4.對帶乘性噪聲和一步自相關加性噪聲的多傳感器多速率采樣隨機不確定系統(tǒng)，提出了分布式融合濾波算法。所考慮的系統(tǒng)狀態(tài)以最快速率均勻進行更新，不同傳感器以整數(shù)倍狀態(tài)更新周期的不同速率進行觀測采