动态电压恢复器的最优控制和最优滤波

提出基于最优控制和最优滤波的动态电压恢复器控制策略。该控制方法用Sage-Husa卡尔曼滤波器对动态电压的暂降进行检测,同时实现对三相电网电压的锁相功能。该算法实现了在谐波和不平衡条件下正序电压幅值和相位几乎无延时的检测。为加快系统动态响应速度,提出最优控制的策略;同时设计一个最优滤波器——降维卡尔曼滤波器进行电流状态量的观测。降维卡尔曼滤波器的使用不但节省了3个电流传感器,而且加快了控制的响应速度,从而显著提高了不平衡暂降的补偿能力。实验结果证明该文所提出的控制策略的有效性。

LFM信号的一种最优滤波算法

本文提出了一种基于分数阶傅立叶变换的LFM信号的最优滤波算法 .首先由线性最小均方误差估计的正交条件出发 ,得到了连续分数阶傅立叶域上的等效Wiener滤波算子的求解方法 ;在此基础上 ,进一步给出了滤波算子的离散化算法 .分析及数值仿真的结果表明 ,这一算法不仅在性能上接近普通的Wiener滤波器 ,而且计算简单 ,便于实现 .

基于最优线性滤波的PMU测量Ⅰ:最优滤波原理

随着同步相量测量单元（phasor measurement unit,PMU）测量标准的不断更新和PMU在配电网的应用,更为恶劣的测量环境和更高的准确度要求,使得PMU测量算法面临巨大挑战。最优化方法能够兼顾基波频偏与动态变化、谐波、噪声、直流和带外干扰等因素造成的测量误差,实现测量的高准确度与快速响应的最佳平衡,是复杂条件下PMU测量算法设计极为有效的实现途径。本系列共3篇论文,针对目前应用最广泛的本质为线性滤波的测量机制,建立滤波器频响特性与测量误差之间定量关系,提出最优设计准则,并分别针对P类和M类测量,实现PMU测量算法的最优设计。该文目标是建立最优设计的基本理论。首先通过理论推导,给出基波频偏、谐波、噪声、直流干扰、带外干扰和基波动态等因素下,同步相量、频率和频率变化率引起的测量误差（即总向量误差、频率误差和频率变化率测量误差）与滤波器频响特性之间的定量关系;在此基础上,定义与滤波器频响特性有关的一系列技术指标,由此提出最优滤波器设计准则;最后,通过动态同步相量测量算法和基于泰勒相量模型的加权最小二乘两种典型算法的仿真实验,验证理论分析结果的正确性。

噪声相关时多通道带乘性噪声系统最优滤波

针对多通道乘性噪声系统问题的实际需要 ,推广 Rajasekaran滤波算法 ,利用线性最小方差的概念和投影公式 ,导出含有乘性噪声统计特性参数阵特殊乘法运算的新息协方差矩阵 ,并利用这个中间矩阵 ,在观测为多通道 ,且各个通道的乘性噪声不同 ,以及系统的动态噪声和观测噪声同时刻相关的情况下 ,导出状态递推滤波算法 ,该算法在线性最小方差意义下是最优的。并对该算法进行仿真研究 。

用于电磁流量计信号调理的数模混合最优滤波方法

针对采用低频矩形波励磁的电磁流量计感应信号、干扰和噪声信号的特性,提出了基于数模混合最优滤波方法的信号调理方案。对数模混合最优滤波方法的原理和消除、抑制干扰和噪声的机制进行了理论分析,分析了该方法的原理误差及补偿方法,在此基础上设计了电磁流量计。理论分析和检定实验表明数模混合最优滤波法是一种有效消除微分噪声的方法,它既能除去电磁流量计的微分噪声,又能有效降低其他各类噪声干扰,从而获得更高信噪比的流量信号。

同步相量和频率测量最优滤波器设计

针对基于有限长单位冲激响应(finite impulse response,FIR)数字滤波器的同步相量测量原理,首先从理论上推导基波、谐波和噪声引起的测量误差与滤波器频响特性的关系,由此定义滤波器多项技术指标,并通过建立总向量误差和频率测量误差与这些技术指标的函数关系,制定实现同步相量和频率测量的FIR数字滤波器组的最优设计准则。其次,针对离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DTF)类动态相量测量原理,推导这类算法的等效数字滤波器组,根据最优设计准则求解优化问题,进行滤波器自由参数最优选取,实现滤波器的最优设计,并给出长度分别为2、3和4周波的相量测量滤波器,以及4和5周波的频率测量滤波器组的设计结果。最后,将同长度最优设计算法与相关性能评估中表现优越的4周波TWLS算法进行性能比较,仿真实验表明,两者在静态和动态各类测试中,总体均表现出非常接近的优越性能,而在抗谐波性能方面,优化算法具有明显优势。

基于最优滤波器的强混沌背景中谐波信号检测方法研究

强混沌背景中的微弱谐波信号检测有重要的工程研究意义.目前的检测方法主要是基于Takens理论的混沌相空间重构方法,然而这些方法往往对信干噪比要求高,且对高斯白噪声敏感等.本文注意到混沌信号的二阶统计特性是不变的,根据这个特点提出了一种基于最优滤波器的强混沌背景中的微弱谐波信号检测方法.该方法首先构建一个数据矩阵,在频域上对每个频率通道分别检测谐波信号,从而将信号检测问题转化为最优化问题,然后利用最优化理论设计滤波器,使待检测频率通道的信号增益保持不变,而尽量抑制其他频率通道的信号,最后通过判断每一频率通道的输出信干噪比来检测谐波信号.与传统方法相比,本文方法有如下优点:1)可以检测更低信干噪比下的微弱谐波信号;2)可检测的信号幅度范围更大;3)抗白噪声性能更强.仿真结果证明了本文方法的有效性.

广义离散随机线性系统的最优滤波

本文讨论了广义离散随机线性系统的状态估计问题。在系统 Y-可观条件下,得到了一种比较实用的最优递推滤波算法。

采用奇异值分解设计广义系统的最优滤波器

本文讨论广义离散随机线性系统的状态估计问题．通过矩阵奇异值分解，本文给出了一种设计降阶最优滤波器的实用方法，该方法同时还得到了动态系统和量测系统的干扰噪声的估计．

基于滑移信息熵与最优滤波器构建的故障诊断方法

以故障信号局部包含信息的差异性为基础,结合相空间重构和信息熵理论,提出滑移信息熵序列对故障信息进行局部冲击特征识别。在此基础上,引入最小熵反卷积、最优滤波器构建等理论,成功实现了滚动轴承的微弱故障诊断。仿真数据和实验数据分析论证结果表明,提出的故障特征提取技术对于滚动轴承微弱冲击故障特征具有优越的识别和提取能力,对于实现滚动轴承强噪声背景下故障智能诊断具有重要的意义。

基于结构随机跳变最优滤波器的被动雷达距离估计算法研究

根据接收雷达接收到的信号能量,建立了被动雷达距离估计模型,提出了一种基于结构随机跳变系统最优滤波理论的距离估计算法,实现了被动雷达对目标的距离测量。同时考虑算法的实时性和快速性,在精度允许的情况下,对估计算法进行了适当的简化,推导了两种简化算法,以满足不同条件下的工程需要。仿真结果表明3种算法都能准确地估计接收雷达和目标间的距离。

带乘性噪声系统的多尺度最优滤波融合算法

利用小波变换和多尺度分析的思想,将基于模型的动态系统分析和基于统计特性的多尺度信号变换方法相结合,提出了在线性最小方差意义下的带乘性噪声系统的多尺度最优滤波融合算法。并用计算机仿真说明了融合算法的有效性。

离散随机线性系统最优滤波、预报和平滑估计的一种统一方法

基于射影理论及新息分析方法,讨论离散随机线性系统最优状态估计问题。提出一种统一处理系统最优滤波、预报和平滑估计的新方法,证明了新算法的渐近稳定性。

一类具有等式约束的带乘性噪声系统的最优滤波算法

针对动态数据处理领域观测方程中存在乘性噪声的情况,提出在乘性噪声系统中状态附等式约束的一套滤波算法。该算法首先通过把观测向量进行扩维,然后基于投影定理进行滤波求解得到基于线性最小方差的最优滤波算法。通过与基于最优化理论的方法求解得到的算法进行对比分析及仿真对比验证了该算法的有效性。

一类求解抛物型方程侧边值问题的最优滤波方法

该文考虑一类特殊的抛物型方程侧边值问题,即一类含有对流项的非标准逆热传导问题.给定在x=1处的温度测量值来确定区间(0,1)上的未知解u(x,t).这是一类不适定问题,即问题的解(如果解存在)不连续依赖于数据.为了求解这一问题,必须采用某些正则化技巧.该文给出了一种最优滤波方法,使得问题的真实解和近似解之间的误差估计达到了Hlder型最优.同时还证明了问题的解在x=0处的收敛性.

一种无矩阵求逆的最优滤波计算方法

本文回顾了在改善卡尔曼滤波数值稳定性,提高计算效率等数值计算方面的主要研究与发展,包括平方根协方差、U-D分解、奇异值分解(SVD)等计算方法。这些算法都存在不同程度地通过牺牲计算效率换取数值稳定性的不足。本文提出了一种无矩阵求逆的最优卡尔曼滤波计算方法,该算法数值稳定性强,且计算量也比较小。

动态系统最优滤波的可靠性

—本文以静态测量的可靠性理论为基础，研究了动态系统最优滤波的可靠性及其特性，以ＧＰＳ动态定位为例，对其可靠性指标进行了初步分析。动态系统的可靠性理论对于研究动态系统的粗差剔除、容错技术。

USB测量系统测速数据最优滤波技术研究

由于目前USB测量系统测速终端数据获取不一致和微分求速方法的不足,增加了数据处理的困难和复杂性,影响了测速数据精度并限制了定轨精度的进一步提高。本文针对上述情况提出了不同条件下测速数据的最优滤波技术和方法,并从理论和仿真计算上进行了分析,结果表明采用多普勒频率连续采样和最优滤波技术将大大提高测速精度,为USB系统在今后航天任务中高精度定轨奠定了良好基础。

基于多传感器观测下的带乘性噪声系统的最优滤波融合算法

多传感器系统由于具有较高的精度及可靠性日益受到研究者的重视。本文针对多传感器观测下的带乘性噪声系统 ,分别给出了集中式与分布式滤波融合算法。这 2种算法在数学上完全等价 ,在线性最小方差意义上均是最优的。但对于工程实际问题 ,分布式的融合策略在计算、可靠性、故障的检测与隔离等方面更具有优势。文中举例验证了这 2种融合算法的有效性。

广义离散随机线性系统最优滤波·预报和平滑估计的统一格式

本文运用新息理论和射影的方法研究广义离散随机线性系统最优状态估计，将状态估计转化为输出预报估计和白噪声估计，提出了广义离散随机线性系统最优滤波、预报、平滑估计的统一格式。