对变换状态空间EKF的研究及其应用

分析了变换状态空间扩展卡尔曼滤波(TSS-EKF)通过自定义辅助函数实现状态空间变换的缺陷,提出了新状态空间函数的定义、构造方法及改进的TSS-EKF算法,建立了相应的滤波跟踪数学模型,阐述了用改进的TSS- EKF算法求取辅助函数的过程,并把该算法应用到实际的航迹滤波跟踪问题中,得到了理想的结果。

基于状态变换卡尔曼滤波的无人机/无人车跨域协同导航

在高楼密集的城市环境下,无人车在密集街道中工作时无法接收到有用的GNSS信息,只能依靠其他传感器进行导航,精度较差。针对这一问题,提出了一种基于状态变换卡尔曼滤波的无人机/无人车跨域协同导航方法,协同编队中的无人机节点飞行在楼宇上空可接收到GNSS信号的区域,无人车节点工作在无GNSS信号的街道,节点之间可通过相对测量传感器和数据链路进行导航信息交互。为进一步提高协同导航精度,利用基于状态变换卡尔曼滤波的方法对导航信息进行融合,估计出各无人车的导航误差并进行修正。仿真结果表明,采用该方案进行协同导航,主无人车最大位置误差小于3 m,与传统方法相比水平位置均方根误差降低了80.62%;从无人车最大位置误差小于5 m,2个从无人车水平位置均方根误差分别降低了74.24%和77.99%。

基于状态空间线性变换的主动配电网分布式电压控制

大规模分布式发电的接入使得主动配电网电压控制问题日益凸显。受限于配电网模型参数的精度,传统集中式的电压控制和基于模型的分布式电压控制策略效果受到显著影响。提出了一种基于状态空间线性升维变换的主动配电网分布式电压控制方法。通过矩阵分裂方法实现了海森矩阵的分布式求逆,将分布式控制收敛速提升至超线性收敛。基于Koopman数据驱动方法,利用配电网历史运行数据作为训练样本,构建高维线性精确潮流模型,从而推导得到电压-无功全局灵敏度,以此校正分布式牛顿控制中的迭代方向。算例结果证明,相比依赖于模型的分布式电压控制方法,所提方法具有更快的收敛速度和更优的控制收敛结果,且不受参数不精确问题影响,具有更强的工程适用性。

风险敏感马氏决策过程与状态扩充变换

在马氏决策过程中,过程的随机性由策略与转移核决定,优化目标的随机性受随机报酬与随机策略的影响,其中随机报酬往往可通过简化转化为确定型报酬。当优化准则为经典的期望类准则,如平均准则或折扣准则时,报酬函数的简化不会影响优化结果。然而对风险敏感的优化准则,此类简化将影响风险目标值,进而破坏策略的最优性。针对该问题,状态扩充变换将随机信息重组进扩充状态空间,在简化报酬函数的同时保持随机报酬过程不变。本文以三种定义于累积折扣报酬的经典风险测度为例,在策略评价中对比报酬函数简化与状态扩充变换对风险评估的影响。理论验证与数值实验均表明,当报酬函数形式较为复杂时,状态扩充变换可在简化报酬函数的同时保持风险测度不变。

基于状态变换的交流伺服系统鲁棒二次最优控制方法

针对参数不确定交流位置伺服系统,传统控制方式虽然设计简单,并保证系统具有较好的稳态性能,但无法确保系统的鲁棒性。本文针对这一情况,提出了一种基于状态变换的鲁棒二次最优控制策略,该方法在保持传统控制结构不变、系统具有较好稳态性能同时,又大大增强了系统对参数摄动的鲁棒性。实验证明,该方法实现简单、控制效果良好。

基于状态转换符的时序电路冗余状态变换设计

在分析了时序电路冗余状态基础上，提出了基于状态转换符的时序电路冗余状态变换设计，可以把时序电路在４ 变量以内产生的冗余状态故障自动变换为合法状态，从而避免了状态验证和测试生成等较为繁琐的步骤，可以方便地设计出各种给定状态的具有自启动能力的时序电路，简洁方便、设计效率高，尤为适应采用Ｍａｔｌａｂ 程序对各类同步时序电路进行分析、化简和设计。

纯方位目标跟踪极坐标模型的状态空间变换方法

在纯方位目标跟踪定位研究领域里 ,采用极坐标模型 ,可以实现可观测状态和不可观测状态的分离 ,但非线性的系统方程使算法的具体实现非常困难。利用状态空间的变换 ,可避免直接计算非线性函数雅可比矩阵的值 ,减小了计算量 。

状态机变换半群的可分性

在状态机的讨论中,覆盖问题和分解问题是讨论的主要方面。对于一个比较复杂的状态机要想找到的它的覆盖和分解一般是比较困难的,如果一个复杂的状态机具有可分性,我们就可以把它分成若干简单的状态机,从而解决它的覆盖和分解问题。本文主要讨论状态机变换半群的可分性,而状态机变换半群的可分性与它对应的状态机的可分性是一致的,从而解决状态机的可分性问题。

状态变换卡尔曼滤波的进一步解释及应用

针对速度误差定义的坐标系一致性,对状态变换卡尔曼滤波(ST-EKF)的合理性作出了进一步的解释,并将其应用于捷联惯导的初始对准及组合导航。为提高陀螺仪、加速度计的零偏误差估计效果,初始对准和组合导航过程采用统一的15状态滤波器。“单”位置精对准实验表明,由于在基座振动的环境下误差状态不完全可观,传统卡尔曼滤波会有随时间增长航向角估计误差反而逐渐发散的情况出现,而状态变换卡尔曼滤波的航向角估计结果相对稳定。激光陀螺IMU和光纤陀螺IMU的3 min双位置对准实验均表明,在同样的卡尔曼滤波预测和更新频率下,状态变换卡尔曼滤波的航向角估计精度要比传统卡尔曼滤波提高45%以上。激光陀螺IMU/卫星和MEMS-IMU/卫星组合导航跑车实验均表明,多处断开卫星信号的情况下,状态变换卡尔曼滤波组合导航系统具有更高的定位精度。

状态变换扩展卡尔曼平滑算法在AUV水下航迹修正中的应用

水下自主潜航器(AUV)在水下勘测过程中常采用定期上浮的方式利用卫星定位信息(GNSS)校正惯性/多普勒测速仪(SINS/DVL)组合导航造成的位置误差,并通过平滑算法校正之前计算的水下航迹。针对AUV上浮前的水下航迹矫正问题,提出一种基于计算地理坐标系的状态变换扩展卡尔曼平滑算法(STEKF-RTS)。首先推导状态变换扩展卡尔曼滤波器的系统误差状态方程,并分别以GNSS信息和DVL速度为观测信息构建量测方程,以此系统模型进行前向滤波。完成前向滤波后,即潜航器上浮GNSS校正完成后,采用RTS平滑算法对水下航行阶段的航迹进行修正。实验结果表明,STEKF相较于EKF能减缓位置误差积累,STEKF-RTS相比EKF-RTS平滑算法能够进一步有效校正航线误差,1 h上浮时间间隔情况下,勘测航迹精度可控制在0.5%D以内。

基于状态变换的DVL辅助SINS初始对准方法

针对传统捷联惯性导航系统(SINS)/声学多普勒测速仪(DVL)组合导航系统初始对准过程中模型不精确引起的对准效率低的问题,提出了一种基于状态变换的SINS/DVL初始对准方法。与传统的SINS/DVL匹配模式不同,所提方案采用了基于载体系速度信息的匹配模式,建立了基于载体系速度误差的SINS误差方程,提高了系统误差模型精度。并考虑SINS和DVL之间的安装关系,重新建立了SINS/DVL初始对准系统及量测方程。最后仿真及试验结果表明,所提出的基于状态变换的DVL辅助SINS初始对准方法能在粗对准不够理想且存在安装偏差角条件下完成高精度的初始对准,提高了初始对准的鲁棒性能,同时在对准过程中能够保持高精度的位置信息。

非线性系统的可控正则型和状态变换的求法

Zeitz引入了非线性控制系统的可控正则型,证明了由可控正则型描述的非线性系统是可控的,本文进一步给出了非线性系统正则化的条件和状态变换的算法,从而解决了通过状态变换证明非线性系统的可控性。

基于共享状态空间旋转变换的相关特征建模

提出了一种共享空间旋转变换的声学建模方法。该方法结合状态空间旋转变换和方差部分共享的优点,克服了空间旋转变换方法由于每个输出都有一个变换矩阵而带来的计算量和存储量增加的缺点。在空间旋转变换方法得到比较精确的初始模型的基础上,通过共享的方差变换方法实现了不同状态的空间旋转矩阵的共享,解决了状态空间旋转变换后参数过多的缺点并提高了系统的识别率。试验结果表明,在汉语大词汇量连续语音识别系统中,同传统的对角方差建模技术相比,这种方法在计算量增加很小的情况下,系统字的误识率降低了18.8％。

单输入/单输出非线性系统的状态观测器设计

本文提出了一类非线性系统的状态观测器设计方法，针对单输入／单输出非线性系统，首先通过非线性状态变换，把原非线性系统变换成简单的中间非线性模型；然后对该简单的中间非线性模型设计稳定的常增益状态观测器；从而经状态逆变换得到原非线性系统的非线性状态观测器，最后通过一倒立摆非线性系统的仿真研究说明了该方法的有效性和可行性。

时序电路的状态验证研究与设计

采用二元判定图(BDD)作为工具来描述时序电路是非常有意义和有效的.本文通过对BDD的简化达到对状态变换图(STG)输入、路径和状态的压缩,从而提高状态遍历的效率,另外根据电路的特点,提出状态冲突和不相交分解的启发技术以有效地完成验证.

基于节点状态演变及能量约束的延迟容忍网络

为了有效提高延迟容忍网络(delay tolerant mobile sensor networks,DTMSN)的数据传递效率并且能减少网络能耗,提出一种节点状态周期变换模型和多重能量约束的延迟容忍网络数据传输算法。上述算法首先引入了病毒的感染机制来模拟消息传递过程,并根据节点在不同时间段的状态演变,定义了节点类型的周期变换模型,根据该模型得到相邻节点的数据传递率。接着通过研究节点在感知、传递和缓存消息上的能耗情况,提出了多重能量约束方程。最后,根据传递率和能量阈值选择最佳的节点来传输数据。仿真结果表明,相比较可靠性机会路由算法和运动方式感知最优路由,该算法的数据传递量分别提高了31.5%和26.4%,能量效率分别提高了5.8%和12.7%。

滑模与PI调节三相AC/DC PWM变换器非线性控制

针对三相AC/DC PWM变换器,提出了非线性滑模直流输出电压控制和PI调节方式的输入电流调节方案。基于在同步d,q参考坐标系下的状态坐标变换,设计采用非线性滑模控制调节输出电压动态,使其跟踪线性参考模型;采用PI调节器调节d轴输入电流为零,以得到功率因数λ=1的控制。在提出的控制方案中,输出电压的瞬态动态可通过线性参考模型调节,参考模型具有理想的动态行为。实验结果验证了所提出的控制方案的有效性。

播音状态变化例说

播音员在播音过程中所表现出来的状态,分为心理状态和生理状态。其中心理状态占主导地位,它影响着生理状态,当然也影响着气息和声音状况。因此,要使声音畅达,表情达意恰切,首先要注意播音时的状态是否积极自如,就要把握好思想感情运动引起的各种状态。播音的声音“捏挤虚压”的时候,状态肯定是僵的,在这种情况下,要想使声音从“捏挤虚压”变成“

Pricing Catastrophe Options with Credit Risk in a Regime-Switching Model

In this paper,we consider the price of catastrophe options with credit risk in a regime-switching model.We assume that the macroeconomic states are described by a continuous-time Markov chain with a finite state space.By using the measure change technique,we derive the price expressions of catastrophe put options.Moreover,we conduct some numerical analysis to demonstrate how the parameters of the model affect the price of the catastrophe put option.