[發(fā)明專利]基于局部條件的一致性濾波器設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710959554.8
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107563103B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓非;董宏麗;步賢業(yè);任偉健;邵克勇;張勇;高宏宇;宋金波;侯男;李佳慧;李雪融
• 申請（專利權(quán)）人: 東北石油大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 梁超

1.一種基于局部條件的一致性濾波器設(shè)計方法，其特征在于，它包括以下步驟：

步驟一：建立被監(jiān)控非線性隨機系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，由狀態(tài)空間模型中的狀態(tài)向量構(gòu)建出傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點測量輸出模型，再根據(jù)所述節(jié)點測量輸出模型建立傳感器網(wǎng)絡(luò)每個節(jié)點的分布式濾波器動態(tài)模型；

步驟二：計算傳感器網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點的濾波誤差，由濾波誤差獲得每個節(jié)點的濾波誤差增廣動態(tài)系統(tǒng)；

步驟三：建立每個節(jié)點濾波誤差與鄰居節(jié)點的有限域H_∞一致性性能指標(biāo)，并建立隨機向量耗散性的概念；

根據(jù)H_∞一致性性能指標(biāo)構(gòu)建節(jié)點的供給率函數(shù)，并根據(jù)供給率函數(shù)對濾波誤差增廣動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分析；

建立隨機向量耗散性的概念：

定義函數(shù)

設(shè)定一個滿足V(0)＝0的向量存儲函數(shù)V(η_k)＝[V₁(η_1,k),V₂(η_2,k),…V_N(η_N,k)]^T和一個非奇異列次隨機耗散矩陣序列W_k∈R^n×n，使得下列向量耗散不等式：

E{V(η_k+1)}≤≤W_kE{V(η_k)}+E{S(η_k,ξ_k)}，

對于任意成立，則濾波誤差增廣動態(tài)系統(tǒng)關(guān)于向量供給率函數(shù)：

S(η_k)＝[S₁(η_1,k,ξ_1,k),S₂(η_2,k,ξ_2,k),…S_N(η_N,k,ξ_N,k)]^T，

其中，n表示時間域長度；k取值為0,1,2,...,n-1；N表示節(jié)點個數(shù)；表示節(jié)點i的鄰居集合；j表示節(jié)點i的任意鄰居節(jié)點；i＝0,1,2,...,N；η_i,k和η_j,k分別表示節(jié)點i和節(jié)點j在k時刻的系統(tǒng)動態(tài)；ξ_i,k表示k時刻節(jié)點i的噪聲；T_i,k表示供給率函數(shù)S_i(η_i,k,ξ_i,k)中噪聲ξ_i,k范數(shù)的權(quán)重矩陣；表示供給率函數(shù)S_i(η_i,k,ξ_i,k)中系統(tǒng)狀態(tài)，η_i,k范數(shù)的權(quán)重矩陣；R_i,k表示供給率函數(shù)S_i(η_i,k,ξ_i,k)中節(jié)點i與節(jié)點j的系統(tǒng)狀態(tài)差值，η_i,k-η_j,k范數(shù)的權(quán)重矩陣；V_N(η_N,k)表示節(jié)點N的存儲函數(shù)；S_N(η_N,k,ξ_N,k)表示節(jié)點N的供給率函數(shù)；

在有限域上是隨機類向量耗散的，為[0，n-1]；

步驟四：利用濾波誤差增廣動態(tài)系統(tǒng)，通過供給率函數(shù)和已知的約束條件，結(jié)合參數(shù)調(diào)整使分布式濾波器動態(tài)模型滿足H_∞一致性性能指標(biāo)；

步驟五：將步驟三中的不等式條件轉(zhuǎn)化成可求解的線性矩陣不等式，計算獲得濾波器動態(tài)模型中的濾波器參數(shù)矩陣，從而獲得期望的一致性濾波器。