基于Kalman滤波的通用和统一的白噪声估计方法

用射影理论,基于Kalman滤波提出了通用和统一的白噪声估计方法,可统一解决带非零均值相关噪声的线性离散时变随机控制系统的白噪声滤波、平滑和预报问题.提出了输入白噪声估值器和观测白噪声估值器,最优和稳态白噪声估值器,固定点、固定滞后和固定区间白噪声平滑器,白噪声新息滤波器和Wiener滤波器.它可应用于石油地震勘探信号处理和状态估计,为解决信号和状态估计问题,提供了新的途径和工具.关于Bernoulli-Gaussian白噪声估值器的仿真例子说明了其有效性.     

具有有限连续丢包网络控制系统的最优线性估值器

本文研究了观测数据和控制输入数据传输具有有限连续丢包的线性离散随机系统的最优估计问题.利用两个满足Bernoulli分布的随机变量来分别描述从传感器到估值器和从控制器到执行器之间的数据丢包现象.通过引入两组新的变量,将原系统转化为一个带有随机参数的系统.利用射影理论,提出了线性最小方差最优线性估值器,包括滤波器、预报器和平滑器.最后研究了稳态线性估值器,并给出了稳态存在的一个充分条件.仿真例子验证了算法的有效性.     

广义系统ARMA最优递推状态估值器

应用现代时间序列分析方法,基于ARMA新息模型和白噪声估值器,由非递推状 态估值器的递推变形,提出了广义系统的ARMA稳态最优递推状态估值器.它们具有 Wiener滤波器形式,可处理带奇异状态转移阵和/或带相关噪声的广义系统,可统一处理滤 波、平滑和预报问题,且可统一处理广义和非广义系统状态估计问题.仿真例子说明了其有效 性.     

带白色和有色观测噪声系统解耦Wiener状态估值器

基于经典稳态Kalman滤波理论, 对带白色和有色观测噪声系统提出了设计最优Wiener状态估值器的新方法. 通过稳态Kalman滤波器建立ARMA新息模型, 由稳态最优非递推Kalman状态估值器的递推变形引出Wiener状态估值器, 可统一处理滤波、预报和平滑问题, 它们具有状态解耦的ARMA递推形式, 且具有渐近稳定性和最优性, 仿真结果表明了算法的有效性.     

时变系统的统一和通用的最优白噪声估值器

对带相关噪声的时变系统,基于Kalman滤波提出了统一和通用的最优白噪声估值器,它包括观测白噪声估值器和输入白噪声估值器两者.提出了统一的固定点和固定区间最优白噪声平滑器.特别对时不变系统提出了统一的稳态白噪声估值器.它们为解决状态或信号估计和反卷积问题提供了新的途径和工具,且可应用于石油地震勘探数据处理.一个Bernoulli_Gaussian白噪声的仿真例子说明了它们的有效性.     

基于Kalman滤波的白噪声估计理论

应用Kalman滤波方法,首次提出了一种统一的和通用的白噪声估计理论.它可统一处理线性离散时变和定常随机系统的输入白噪声和观测白噪声的滤波、平滑和预报问题.提出了最优和稳态白噪声估值器,且提出了白噪声新息滤波器和Wiener滤波器.它们可应用于石油勘探地震数据处理,且为解决状态和信号估计问题提供一种新工具.两个仿真例子说明了其有效性.     

应用于地震数据去卷的自校正白噪声估值器

本文把地震数据去卷问题处理为估计带观测噪声的ARMA模型的白噪声问题,应用时间序列分析方法提出了不同于Mendel的新的稳态最优白噪声估值器,文章基于两个ARMA新息模型的在线辨识,进一步给出了自校正白噪声估值器.     

时变系统的统一和通用的最优噪声估值器

对于带相邻及同一时刻相关噪声的时变系统,基于Kalman滤波理论提出了统一和通用的最优噪声估值器,包括观测噪声估值器和输入噪声估值器,提出了统一和通用的固定点和固定区间的最优噪声平滑器,它们为解决状态和信号估计问题提供了新的工具.一个仿真算例说明了其有效性.     

广义系统Wiener状态滤波新算法

应用时域上的现代时间序列分析方法，基于ARMA新息模型和白噪声估计理论，由一种新的非递推最优状态估值器的递推变形，提出了广义系统Wiener状态滤波的一种新算法，它可统一处理滤波、平滑和预报问题，且具有渐近稳定性。同某些算法相比，它避免了求解Riccati方程和Diophantine方程，且避免了计算伪逆，因而减小了计算负担。仿真例子说明了其有效性。     

具有一步随机滞后和多丢包的网络系统的最优线性估计

研究了具有随机时滞和丢包的网络系统的最优线性估计问题.本文通过两个满足 Bernoulli分布的随机变量来描述网络数据传输中可能存在的一步随机滞后和多丢包现象. 并基于新息分析方法,提出了线性最小方差下的最优线性状态滤波器、预报器和平滑器. 它们通过解一个Riccati方程和一个Lyapunov方程得到.最后,给出了稳态估值器存在的一个充分条件. 并通过仿真例子验证其有效性.     

乘性Markov 跳变系统鲁棒方差控制

针对一类具有乘性噪声和参数不确定性的Markov跳变参数系统,研究使得闭环系统的稳态状态方差小于某个给定的上界,同时满足一定H∞性能的状态反馈鲁棒方差控制器设计问题.运用线性矩阵不等式(LMI)方法,对系统进行了方差分析,给出并证明了控制器存在的条件,进而用一组线性矩阵不等式的可行解给出了控制器的一个参数化表示.最后的仿真结果验证了该方法的有效性.     

具有输入齿隙的一类非线性不确定系统自适应鲁棒控制

针对一类具有未知输入齿隙、参数不确定以及未建模动态和干扰的非线性系统,设计了自适应鲁棒控制器.将齿隙非线性模型等价表示为具有有界建模误差的全局线性化模型,在此基础上设计了包含自适应模型补偿、反馈稳定和鲁棒反馈3部分的自适应鲁棒控制器,并给出了系统动态跟踪误差和稳态误差指标.理论分析证明,闭环控制系统信号有界且跟踪误差在任意期望的精度范围内,仿真研究验证了所提出方法的有效性.     

状态饱和线性离散系统的H∞ 控制

研究一类具有状态饱和约束的离散线性系统的 ∞控制问题.通过引入一个无穷范数小于等于1的自由变量,将状态饱和约束下的离散线性系统状态变量约束在一个凸多面体内.在此基础上,给出了状态饱和离散线性系统的有界实引理,并研究了状态反馈控制律设计算法.所给出的结论表示为双线性矩阵不等式,可通过所提出的迭代线性矩阵不等式算法求解.最后通过数值例子验证了所提出算法的正确性和有效性.     

结合深度信息的视觉伺服准最小最大MPC方法

将特征点的深度信息和像素坐标作为视觉特征,提出一种视觉伺服准最小最大模型预测控制(MPC)方法。与传统方法相比,机器人控制信号通过在线求解线性矩阵不等式的凸优化问题获得,其可行解可保证系统的闭环渐近稳定性。该方法易于处理系统约束,在满足执行器机械限制的前提下能够有效规划特征点的图像轨迹时,深度特征的引入对于改进摄像机的三维轨迹具有显著效果,六自由度工业机器人手眼系统的仿真结果验证了所提出算法的有效性。。     

线性时滞系统前馈-反馈次优控制: Taylor 级数法

研究线性时滞系统最优控制的前馈反馈近似设计问题.基于Taylor级数法,将系统的二次型最优控制问题转化为线性代数方程组的求解问题,给出了系统前馈反馈次优控制律的存在唯一性条件和Taylor级数表示形式.仿真算例验证了方法的有效性.     

具有扇区有界非线性时变时延离散系统的非脆弱H_infinity控制

研究具有扇区有界非线性时变时延离散系统的非脆弱非线性记忆状态反馈H∞控制器的设计问题.提出一种具有更一般性的控制器增益不确定,并采用Lyapunov-Krasovskii泛函及线性矩阵不等式技术给出了控制器设计的一个时滞依赖的充分条件.最后通过一个例子验证了所提出方法的有效性.     

变精度集对势粗糙集模型

为使粗糙集理论能有效处理含噪音的不完备信息系统,将集对势扩充粗糙集模型和Ziarko教授提出的多数包含关系相结合,提出了变精度集对势粗糙集模型.然后,给出了正域相似度的定义,提出了基于正域相似度的启发式属性约简算法,并分析了算法的时间复杂度.仿真实验表明了该方法处理含噪音的不完备信息系统的有效性.     

一种基于拟态物理学优化的多目标优化算法

提出一种使用拟态物理学优化(APO)解决多目标优化问题的算法(MOAPO).根据多目标优化问题的特点,借鉴聚集函数法的思想,利用APO算法实现了对多目标优化问题中Pareto最优解集的搜索,并且在搜索过程中动态调整惯性权重与引力因子,以增强非劣解的多样性.实验结果表明了将APO应用于多目标优化问题的有效性.通过与基于微粒群优化(PSO)的多目标优化算法及NSGA-Ⅱ算法的比较,表明了MOAPO算法具有较好的分布性.     

一类不确定大系统的状态量化分散反馈镇定控制器设计ˇ

针对一类具有时变互联的不确定性组合火系统,利用具有可调参数的量化器传输系统状态信息,设计了状态量化分散控制器.这种分散控制器依据量化器参数的更新律,能够保证将大系统的状态渐近趋于坐标原点的任意一个事先给定的小邻域内.     

基于Terminal 滑模的高超声速飞行器姿态控制

针对高超声速飞行器六自由度再入模型,考虑模型参数不确定和外界干扰对再入姿态控制的影响,基于Terminal滑模对再入过程中姿态角的跟踪控制问题进行研究.为了减少外界高频噪声对系统性能的影响,首先,利用多时间尺度技术将姿态模型划分为双环结构;然后,分别针对各环路设计Terminal滑模控制器,并通过Lyapunov理论和奇异摄动理论对系统的稳定性进行证明.仿真结果表明,对于六自由度再入模型,该控制方法能够很好地跟踪再入制导指令.