基于混合H2/H∞滤波信息融合的室内定位算法

在接收信号强度指示(RSSI)指纹定位与行人航位推算(PDR)组合室内定位模型中,针对噪声误差和模型误差对融合定位的影响,提出了一种基于混合H2/H∞滤波的融合定位方法。由于室内信号存在多径传播、衰减、非视距(NLOS)的影响以及传感器精度问题,系统或观测噪声往往不符合卡尔曼滤波(KF)的假设前提,造成滤波稳健性差。H∞滤波不对噪声特性和模型误差做出假设,具有一定抗干扰能力,但由于结果保守,精度略低。混合H2/H∞滤波同时兼顾了二者的特性,在精度和鲁棒性提供一种均衡。通过仿真实验对比这3种滤波的融合定位性能。实验结果表明:混合H2/H∞滤波有效提高了指纹/PDR组合室内定位系统的精度和鲁棒性。

基于H∞滤波的无刷直流电机状态和参数估计

反电动势是无刷直流电机调速控制中必不可少的参数。针对噪声统计特性未知的情况,建立了在两相定子静止坐标系下的状态空间模型,将电机系统的反电动势、电流、反电动势和电机参数(L和R)作为增广的状态向量,采用扩展H∞滤波算法进行状态估计。构造非线性函数的雅可比矩阵和状态误差的李雅普诺夫函数,设计了表征相邻采样时刻非线性函数的雅可比矩阵之间关系的满秩矩阵,借助随机过程有界定理,给出了该算法的估计误差有界的充分条件。仿真结果表明,无刷直流电机匀速或加速运行时,扩展H∞滤波具备良好的收敛性,估计的反电动势等参数精度高,可实现电机的精准控制。

DoS攻击下基于事件触发机制的2-D系统弹性H∞滤波分析

针对拒绝服务(DoS)攻击下的二维F-M系统,基于事件触发机制设计了一种满足H∞性能的弹性滤波器。首先,对二维DoS攻击和事件触发机制进行建模,设计了一个弹性滤波器,构造了增广滤波误差系统并给出了预设的性能指标。其次,基于随机分析方法和Lyapunov理论,给出了确保二维增广滤波误差系统鲁棒稳定的充分判据,推广得出增广滤波误差系统具有鲁棒H∞性能。再次,通过求解相关矩阵不等式,给出了弹性滤波器参数的显式表达式。最后,通过仿真实例验证了理论结果的可行性。

基于多传感器的序贯式融合有限域H∞滤波方法

与集中式和分布式融合滤波器相比,序贯式融合滤波器不仅保证了估计精度相同,而且在对测量值即到达即滤波、部分测量值缺失等方面都具有灵活性、自适应性和实时性等特点.为此,本文针对一类噪声能量有界的多传感器动态系统,给出了一种序贯式融合有限域H∞滤波器.首先,利用测量值扩维的方法,给出一种集中式融合有限域H∞滤波器;然后,利用H∞滤波的性能指标与二次型不等式之间、以及Hilbert空间二次型的稳定点与Krein空间正交投影之间等的对应关系,构造出一种序贯式融合有限域H∞滤波器;最后,从理论与数值仿真两方面验证了新滤波器与集中式融合有限域H∞滤波器的性能等价性.

基于H_∞滤波器的红外小目标运动预测和跟踪方法

根据H∞滤波理论,提出了基于H∞滤波预测技术的红外图像小目标运动预测和跟踪方法,为了降低模型阶数以加快图像处理速度,滤波过程被分解在水平和垂直两个方向上分别进行,即将滤波器分解为x、y方向上两个子滤波器.H∞滤波器是一种基于最优化最坏情况下的滤波技术,它对噪声源的要求不高,能较好地应用在复杂场景下的目标运动预测与跟踪.实验证实了在噪声源不能确定或是未知的情况下,它比Kalm an滤波器对红外小目标的运动预测更加准确并具有更好抗扰动性.

具有一步随机时滞和多丢包的网络系统H_∞滤波器设计

在网络系统中由于连接传感器和滤波器的网络带宽有限,系统测量数据在传输中会出现随机时延甚至丢失.本文讨论了具有一步随机时延和丢包的网络系统的H∞滤波器设计问题.基于新近提出的同时描述随机时延和丢包的模型,利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器,使得滤波误差系统均方指数稳定,并具有给定的H∞性能.滤波器参数通过求解一个线性矩阵不等式得到.仿真研究说明了所提出算法的有效性.

具有随机通讯时延的离散网络化系统的H_∞滤波器设计

由于传感器和滤波器是通过有限带宽的网络连接的,因此系统的测量数据经常会出现时延,而且时延是随机的.本文讨论了具有一步随机通讯时延的离散网络化系统的H∞滤波器设计问题.利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器使得滤波误差系统是均方意义下指数稳定并具有给定的H∞性能.滤波器参数通过凸优化技术求解一个线性矩阵不等式得到.数值仿真表明设计方法的有效性.

自适应联合H_∞滤波器及其在组合导航系统中的应用

研究了联合H∞ 滤波模型融合信息在各子滤波器中的分配原则 ,利用改进的Elman网络设计了信息分配系数自适应调节算法 ,给出了引用此算法的自适应联合H∞ 滤波器模型 ,并且给出了该模型的详细算法 .MIMU/GPS/HMR组合导航系统的仿真结果表明 ,应用本文提出的自适应联合H∞ 滤波器实现了融合信息在各局部滤波器和主滤波器的自适应分配 ,提高了系统状态估计精度和滤波器解算速度 .

Delta算子描述系统的非脆弱H_∞滤波器设计

研究了一类Delta算子描述的线性系统非脆弱H∞滤波问题.所设计的滤波器具有乘性的滤波器增益变化.采用线性矩阵不等式方法,给出H∞滤波器存在的充分条件,所设计的滤波器在一定的乘性参数变化情况下,仍能保证滤波误差系统渐近稳定,且具有一定扰动抑制性能.数值仿真例子说明了设计方法的有效性.

H_∞滤波算法及其在GPS/SINS组合导航系统中的应用

在对 H∞ 估计问题进行数学描述的基础上 ,建立了一种 H∞ 次优滤波算法的迭代方程。定性讨论了H∞滤波算法与传统 Kalman滤波器的关系 ,通过在 GPS/SINS组合系统中的实际应用进一步从精度、鲁棒性等性能指标方面对 H∞ 滤波和 Kalman滤波算法进行了比较。仿真结果表明 ,在理想条件下 ,Kalman滤波方法具有较高的精度 ;但是 ,当系统模型和外部干扰统计特性发生变化时 ,H∞ 滤波算法明显具有良好的鲁棒性能 ,同时 ,估计精度也较高 ,有效地克服了

基于H_∞滤波技术的传递对准方法

从实际应用的角度出发,提出利用跟踪微分滤波器抑制机翼挠曲变形产生的影响,通过杆臂效应补偿消除干扰加速度,用延时补偿算法减少由数据传输延迟造成的量测信息误差。在此基础之上,采用"速度+姿态"匹配方案,研究了基于H_∞滤波估计的快速传递对准方法。大量数值仿真、静态试验、动态跑车试验表明,这些方法有收敛速度较快、精度较高的特点,并具有较强的抗干扰能力。试验也验证了传递对准方法的有效、可行,能满足控制系统对导航信息的精度要求。

基于H^∞滤波的阵列互耦及通道幅相误差联合自校正算法

针对非理想均匀阵列中存在的模型误差（通道幅相不一致及阵元间互耦）提出一种联合自校正算法。该算法利用鲁棒控制理论中的H^∞滤波方法,在阵列模型误差较大时为对初始值要求严格的交替迭代寻优技术提供稳健的DOA估计,在校正阵列模型误差的同时得到更精确的DOA估计值。理论分析和仿真结果均表明该算法增大了自校正技术对阵列模型误差的校正范围,具有良好的工程应用前景。

捷联惯导系统初始对准的H_∞滤波及卡尔曼滤波比较研究

研究了基于卡尔曼滤波和基于H_∞滤波的两种初始对准方法。通过建模仿真及比较分析,得出了在外界噪声影响较大或有建模误差时,使用卡尔曼滤波将出现滤波延缓甚至发散现象,而使用H∞滤波,能有效克服传统Kalman滤波器性能恶化的问题,既可获得较高的对准精度,又提高了系统的实时性,从而从总体上提高初始对准效果。

基于sigma点H∞滤波的说话人跟踪方法

在基于麦克风阵列的说话人跟踪系统中,存在观测方程的非线性程度较强,观测误差的统计特性不易准确描述等问题。本文提出了一种基于sigma点H_∞滤波的说话人跟踪方法。该方法用sigma点转换技术减小观测方程的线性化误差,用H_∞滤波方法降低观测误差不确定性对说话人位置估计的影响,从而提高了说话人跟踪精度,增强了跟踪系统对噪声的鲁棒性。仿真实验结果表明,相对于扩展卡尔曼滤波方法,本文方法在多种噪声条件下可将说话人跟踪误差降低25%以上。

线性系统的非脆弱H_∞滤波

考虑一类线性系统的非脆弱H∞滤波器设计问题.所设计的滤波器具有乘性的滤波器增益变化.采用线性矩阵不等式方法,给出线性连续系统和离散系统的非脆弱H∞滤波器存在的充要条件.数值仿真例子说明了设计方法的有效性.

具有区域极点和方差约束的Delta算子系统鲁棒H_∞滤波

研究Delta算子不确定系统在误差方差约束和区域极点约束下的鲁棒H∞滤波问题.针对多目标H∞滤波问题,采用代数矩阵不等式方法,提出滤波器的存在条件和显式表达式.所得结果可将连续系统和离散系统的有关结果统一到Delta算子框架.

H_∞滤波技术在捷联惯性系统在线校正中的应用

在运载体有机动时,卡尔曼滤波器会导致捷联惯性系统(SIS)产生大的机动误差。计算机仿真结果表明,用H滤波器代替卡尔曼滤波器对SIS的状态变量进行估计后,能有效降低SIS的机动误差,提高系统的精度。

一类分布式时滞LPV系统的鲁棒H_∞滤波

研究一类同时具有分布式和离散型时滞的线性参数变化系统的鲁棒H∞滤波问题.基于参数线性矩阵不等式方法,推导了滤波误差系统渐近稳定和具有H∞扰动衰减水平γ的时滞相关充分条件.同时应用投影定理,通过引入附加矩阵变量,解除了系统矩阵与依赖于参数的Lyapunov函数矩阵之间的耦合,使所得到的条件更适合于滤波器的综合.推导了系统鲁棒H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计转化为一组线性矩阵不等式的求解.数值实例证明了所提出设计方案的可行性.

基于轨道约束H_∞滤波的北斗辅助列车定位算法研究

针对列车定位的高安全性和稳定性要求,结合列车行驶的特殊性,提出采用铁路轨道信息对北斗定位数据进行约束的H_∞滤波算法。以模糊自适应"当前"统计模型为基础建立列车运动模型,通过将轨道近似为直线段,建立轨道约束模型。将轨道约束与H_∞滤波器结合实现轨道约束H_∞滤波算法。通过仿真对比分析H_∞滤波与卡尔曼滤波、约束与无约束估计的误差。仿真结果表明:轨道约束在提高算法定位精度方面效果明显,H_∞滤波在列车位置估计上具有鲁棒性优势。验证了轨道约束H_∞滤波算法的有效性,对北斗辅助列车定位的工程应用具有理论指导意义。

时滞不确定离散系统的鲁棒l_2-l_∞滤波(英文)

将l2 -l∞ 性能指标引入时滞不确定离散时间系统 ,研究基于这一指标的滤波器设计问题 .所研究的对象是同时具有状态时滞和多面体不确定性的离散时间系统 .采用线性矩阵不等式技术推导了此类不确定系统鲁棒l2 -l∞ 滤波器存在的充分条件 ,并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题 ,可以采用较为有效的内点方法进行求解 .所设计的滤波器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号 ,滤波误差系统具有一定的l2 -l∞ 扰动衰减水平 .数值仿真验证了所提出算法的可行性 .