H∞鲁棒滤波在机动目标跟踪中的应用

在交互多模型中通常使用的卡尔曼滤波器中，引入广义H∞鲁棒滤波器，以一定的精度为代价，换取满意的鲁棒性能。H∞鲁棒滤波算法可以分解为卡尔曼滤波和鲁棒化两个环节，从而形成一种基于增益失调因子的结构化分解算法。、为验证算法的有效性，进行了Monte Carlo仿真。仿真结果表明，本文算法跟踪复杂机动目标时跟踪性能有较大提高，有很好的可实现性.     

在组合导航中应用H∞滤波来提高精度的研究

目前,Kalman滤波在组合导航中的应用已很广泛,但是,在系统模型和干扰噪声不确定的情况下,误差出现发散,精度下降.H∞滤波由于对系统模型不确定性和外界干扰具有较强的鲁棒性,可以提高滤波性能和精度.对这两种滤波方法用于导弹组合导航中的性能进行了分析.     

捷联惯导初始对准中H_∞滤波器参数优化研究

对H∞滤波在捷联导航系统初始对准中的应用进行了研究。通过仿真和实验验证了滤波器在初始对准中的性能,并对如何设置参数进行了研究。结果表明,H∞滤波在参数选取合适的情况下方位角收敛速度比卡尔曼滤波快。当参数选取不合适的时候,H∞滤波会发散。虽然H∞滤波可能提高方位角收敛速度,但它自身的鲁棒性可能被削弱。因此,在实际系统中,必须选取合适的参数以保证滤波器的稳定性和初始对准的速度。实际使用过程中,先把参数设置为一个很小的值,再逐步调大以寻找临界值来获得最优的性能。     

基于雷达与红外传感器量测融合的改进EKF算法

针对扩展卡尔曼滤波在递推过程中状态协方差可能失去正定性,从而引起滤波发散现象的问题,在滤波过程中用协方差平方根代替协方差进行迭代计算,保证其正定性。对一组异类传感器(红外传感器和雷达)观测数据采用加权最小二乘法进行融合,然后用平方根扩展卡尔曼滤波对融合的数据进行滤波。蒙特卡罗仿真结果表明,平方根扩展卡尔曼滤波和加权最小二乘数据融合方法可以保证滤波精度,并且能有效抑制滤波发散。     

惯性导航系统中的Kalman滤波技术

近年来针对在实际应用中出现的Kalman滤波精度低,甚至滤波器发散的问题,出现了多种改进的状态估计算法,研究了偏差分离滤波,自适应Kalman滤波,H∞滤波,鲁棒Kalman滤波,根据它们的特点,对于它们在惯性导航领域中的应用进行了论述和分析,这些算法对于提高Kalman滤波精度,增强滤波的稳定性,提高惯性导航系统性能具有一定的效果,同时具有广阔的应用前景。     

基于扩展H∞滤波的OFDM自适应盲信道估计算法

针对OFDM系统中的信道估计问题,提出了一种基于扩展H∞滤波的OFDM自适应盲信道估计方法。该方法通过对常规H∞算法进行改进,实现了在OFDM系统中能自适应跟踪信道的变化特征,从而使均方误差的性能随着输入信噪比的增加得到很大的提高。仿真结果也验证了该算法优于卡尔曼和H∞估计算法,具有计算复杂度低,运算量小、收敛速度快、算法灵活等特性。     

自适应补偿H_∞滤波器在组合导航中的应用

针对传统递推式鲁棒H∞滤波收敛条件在工程中较难满足的问题,提出了一种自适应补偿的递推式鲁棒滤波算法。在分析滤波器收敛条件的基础上,对滤波器中迭代矩阵进行补偿程度自适应的修改,并结合实际系统要求给出了滤波误差定量度量指标,即响应时间、偏离度、波动程度,以验证算法的正确性。GPS/IN S等组合导航系统仿真结果表明,此方法滤波误差下降速度、无偏性及平稳性均优于改进前滤波算法,且计算量几乎不增加;此方法克服了收敛条件不满足导致滤波精度下降的缺陷,扩大了递推式鲁棒滤波的应用范围,具有较大的工程应用价值。     

液压伺服系统的H_∞观测器设计

针对液压伺服系统的故障诊断问题,提出一种新的全维状态观测器--H_∞观测器的设计方法.该方法简化了液压伺服系统的传递函数描述,建立了系统状态空间描述的能观规范型;在考虑过程噪声与测量噪声的前提下,设计了系统的鲁棒观测器结构,并运用H_∞滤波理论确定观测器的性能指标,求解了系统的矩阵Riccati方程,计算了观测器的反馈增益矩阵.设计实例的性能测试表明,该观测器具有良好的敏捷性和敏感性.     

自适应平方根无迹滤波的雷达组网状态估计算法

从最小方差的角度分析了雷达组网无迹滤波(Unscented Filter,UF)状态估计的统计学本质,并且针对UF的Cholesky分解遇到非半正定矩阵容易发散、不准确滤波初值造成滤波发散以及异常扰动影响滤波效果等问题,提出将自适应平方根无迹滤波(Adaptive Square Root Unscented Filter,ASQUF)用于雷达组网状态估计,结合合理的滤波初始化策略,提高了UF的工程可用性。仿真验证表明,提出的ASRUF算法用于雷达组网空域目标状态估计时,初始化平稳无波动,工程可用性好,状态估计精度高,明显优于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法。     

传感器失效下飞控系统的容错H_∞滤波器设计

研究了传感器失效下飞控系统的容错H∞滤波器的设计问题。将未知有界的传感器故障矩阵转化为一类动态区间矩阵,在给定允许的失效范围内,提出了保证滤波误差系统的渐近稳定性同时对于外界干扰具有期望的H∞扰动衰减度γ的容错H∞滤波器设计方法。最后,以Navion飞机在海平面平飞的纵向小扰动线性系统为例验证了提出方法的有效性。     

GPS动态定位与H_∞滤波算法

GPS动态定位的数据处理中通常应用基于"当前"加速度模型的卡尔曼滤波,而实际测量定位中难以保证卡尔曼滤波要求的动态模型(函数模型)和随机模型可靠和切合实际;另一方面,GPS信号易受干扰,因而容易出现观测误差.针对GPS动态定位的这一问题,探讨了在实际应用中存在模型误差和观测误差时的H∞滤波,与卡尔曼滤波相比,原理易于理解,在实际中也很容易实现, 减少了计算量且提高了滤波精度.     

H∞滤波γ因子对舰载惯导自对准的影响研究

舰载惯导系统自对准中鲁棒滤波参数的选取问题,直接关系到惯导系统对准性能.基于矩阵链乘规则和重力加速度信息的惯性系分解方法,梳理了舰载捷联惯导系统自主精对准算法流程,并针对舰载条件下风浪等外界未知干扰,分系泊和等速航行两种情形,研究了H∞滤波器调节因子的选取规律和调节因子恒定时不同海况对对准性能的影响规律,为实际应用中γ因子的合理选择提供参考.仿真结果表明,舰载环境下γ因子恒定时,海况的不同对对准性能的影响较小.同时,无论是系泊条件和等速航行条件,鲁棒滤波器中调节因子γ的临界值相同,且γ越小系统稳定性越好,但滤波精度越低.γ逐渐增大,滤波精度逐渐增高,但增加到一定数值时滤波精度反而降低.     

鲁棒滤波在机动目标跟踪中的应用

在交互多模型中通常使用的卡尔曼滤波器中,引入广义H∞(鲁棒滤波器,以一定的精度为代价,换取满意的鲁棒性能.H(鲁棒滤波算法可以分解为卡尔曼滤波和鲁棒化两个环节,从而形成一种基于增益失调因子的结构化分解算法.为验证算法的有效性,进行了Monte Carlo仿真.仿真结果表明,本文算法跟踪复杂机动目标时跟踪性能有较大提高,有很好的可实现性.     

H∞控制在机载光电跟瞄系统中的应用

机载光电跟瞄系统是一个受多种干扰影响的高阶复杂系统,其对系统的鲁棒性和抗干扰能力要求很高.H∞控制的特点是鲁棒性好,因此在对机载光电跟瞄系统研究的基础上,以方位回路的稳定控制为例建立数学模型,应用H∞控制和Kalman滤波相结合的方法设计控制器.仿真研究表明H∞控制器的控制效果良好,特别是模型参数摄动又有多种干扰作用时,性能虽稍有下降,但仍能有效跟踪.     

基于H∞滤波的无序量测更新算法

在目标跟踪系统中,传感器量测因通信延迟无序地到达融合中心,产生无序量测融合问题。针对此问题,将H∞滤波作为基础滤波算法,提出了一种可处理单步或多步延迟无序量测的新算法。新算法借鉴有序滤波思想,利用等价量测来代替无序量测发生时刻后的量测序列,然后从该时刻起利用无序量测和等价量测进行有序更新。仿真实验表明,新算法相比于传统算法有更高的滤波精度,尤其在系统模型误差较大时仍有良好的滤波效果。     

晃动基座下捷联惯导的初始对准研究

为了降低车体振动对惯性器件输出的影响,运用小波域阈值滤波对信号进行预滤波,介绍一种初始对准非线性误差模型,并运用H∞滤波完成初始对准。针对坦克发动的情况,分别在固定怠速和不同怠速的情况下进行大量重复实验,实验结果表明：该方法能够有效完成坦克发动下初始对准,具有良好的重复性和稳定性。     

阻尼的非线性最小二乘滤波算法

为提高在弱可观测条件下滤波器的稳定性,本文把非线性优化方法应用于递推滤波,形成了阻尼的最小二乘迭代滤波算法。同时还得出了该方法的信息平方根滤波形式。     

在GPS/INS综合中的最佳非线性滤波

本文介绍了最佳非线性/非高斯滤波应用到临界情况的INS/GPS综合的问题。用所谓质点滤波的新技术使这种方法成为可能,并且当与诸如广义卡尔曼滤波这种经典的次最佳技术比较时,表现出优越性能。介绍了质点滤波理论并讨论了GPS/INS综合仿真结果。     

基于H∞滤波的机载单站无源定位技术

机载单站无源定位技术正成为当前精确定位技术的研究热点,基于方位角变化率,建立了空间定位模型,针对目标机动,噪声统计特性不确定等实战环境,引入鲁棒控制理论中的H∞滤波,提出了一种新的定位跟踪算法,仿真结果表明,该方法增强了定位系统的鲁棒性,具有较好的定位性能.     

基于SVD的机动目标自适应滤波研究与仿真

由于计算误差等因素的影响,致使滤波协方差阵不对称或负定,从而导致滤波器发散,影响滤波算法的收敛速度和稳定性.该研究在机动加速度"当前"统计自适应卡尔曼滤波算法的基础上,引入了基于奇异值分解(SVD)的协方差平方根滤波的自适应卡尔曼滤波算法.仿真结果表明,该算法可以较好地跟踪机动目标,具有精度高、稳定好、收敛快等特点.