[發(fā)明專利]隧道二極管電路系統(tǒng)在未知測量噪聲下的狀態(tài)估計(jì)方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010413759.8 | 申請日： | 2020-05-15 |
| 公開（公告）號： | CN111581905A | 公開（公告）日： | 2020-08-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 趙順毅;李可;劉飛;欒小麗 | 申請（專利權(quán)）人： | 江南大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/367 | 分類號： | G06F30/367 |
| 代理公司： | 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257 | 代理人： | 殷海霞 |
| 地址： | 214122 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 隧道二極管 電路 系統(tǒng) 未知 測量 噪聲 狀態(tài) 估計(jì) 方法 | ||
1.一種隧道二極管電路系統(tǒng)在未知測量噪聲下的狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于：包括以下步驟，
(1)根據(jù)隧道二極管電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)建非線性隨機(jī)跳變系統(tǒng)模型：
xk＝fk(xk-1,rk)+ωk (1)；
yk＝gk(xk,rk)+νk (2)；
其中，k為時間序列，xk為系統(tǒng)k時刻狀態(tài)值，yk為系統(tǒng)k時刻測量值，fk(·)為系統(tǒng)狀態(tài)方程，gk(·)為系統(tǒng)測量方程，rk為k時刻系統(tǒng)模態(tài)，xk-1為系統(tǒng)k-1時刻狀態(tài)值，ωk為k時刻過程噪聲，νk為k時刻測量噪聲；
(2)使用變分貝葉斯理論將每一模態(tài)下的系統(tǒng)狀態(tài)和測量噪聲協(xié)方差的聯(lián)合后驗(yàn)分布用兩個獨(dú)立的分布q(·)表示：
其中，為系統(tǒng)k時刻的模態(tài)為s，y1:k為從時刻1到時刻k的測量值序列，Rk為系統(tǒng)k時刻的測量噪聲協(xié)方差；
并用一組加權(quán)粒子描述所述系統(tǒng)狀態(tài)的概率分布，用逆伽馬分布描述所述測量噪聲協(xié)方差的概率分布；
(3)k-1時刻，將系統(tǒng)在每一模態(tài)下的狀態(tài)粒子值進(jìn)行融合，融合后的狀態(tài)粒子值作為k時刻每一模態(tài)下的狀態(tài)粒子初始值；
(4)k時刻，先使用狀態(tài)預(yù)測模型對每一模態(tài)下的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，以及使用逆伽馬分布參數(shù)預(yù)測模型對每一模態(tài)下的逆伽馬分布參數(shù)進(jìn)行預(yù)測；再根據(jù)k時刻的測量值對每一模態(tài)下的粒子權(quán)重和逆伽馬分布參數(shù)進(jìn)行更新；
(5)重采樣獲得每一模態(tài)下新的狀態(tài)粒子及權(quán)重并輸出k時刻系統(tǒng)各模態(tài)下的狀態(tài)估計(jì)值
其中，為k時刻s模態(tài)下系統(tǒng)狀態(tài)粒子，為k時刻s模態(tài)下粒子權(quán)重，Np為粒子數(shù)，i為粒子數(shù)索引；
(6)計(jì)算系統(tǒng)模態(tài)概率的更新值：
其中，為系統(tǒng)在k時刻處于s模態(tài)下的概率，
m為系統(tǒng)模態(tài)總數(shù)，πns為模態(tài)n到模態(tài)s的轉(zhuǎn)移概率，為系統(tǒng)在k-1時刻處于n下的概率，為系統(tǒng)狀態(tài)粒子的預(yù)測值，為k時刻s模態(tài)下粒子權(quán)重的預(yù)測值，δ為狄拉克δ函數(shù)，為k時刻測量噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)值；
(7)根據(jù)系統(tǒng)模態(tài)概率的更新值，將各模態(tài)下的狀態(tài)估計(jì)值進(jìn)行融合得到k時刻的系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)值和測量噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)值。
2.如權(quán)利要求1所述的隧道二極管電路系統(tǒng)在未知測量噪聲下的狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于：步驟(2)中，設(shè)定系統(tǒng)測量噪聲協(xié)方差與系統(tǒng)模態(tài)無關(guān)，且定義其中，為Rk的對角線元素，dy為yk的維度，使用逆伽馬分布IG來描述測量噪聲協(xié)方差的概率密度，在k-1時刻有，
其中，αk-1,j和βk-1,j分別為逆伽馬分布的形狀參數(shù)和尺度參數(shù)，Rk-1為系統(tǒng)k-1時刻的測量噪聲協(xié)方差，為系統(tǒng)k-1時刻處于n模態(tài)，y1:k-1為從時刻1到時刻k-1的測量值序列，j為矩陣對角線元素索引，dy為yk的維度，為k-1時刻測量噪聲協(xié)方差矩陣第j個對角線元素，diag(·)為對角矩陣。
3.如權(quán)利要求1所述的隧道二極管電路系統(tǒng)在未知測量噪聲下的狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于：步驟(2)中，生成一組加權(quán)粒子來表示系統(tǒng)在k-1時刻處于n模態(tài)下的系統(tǒng)狀態(tài)的概率密度
其中，為系統(tǒng)k-1時刻處于n模態(tài)，y1:k-1為從時刻1到時刻k-1的測量值序列，Np為粒子數(shù)，為粒子權(quán)重，δ為狄拉克δ函數(shù)，為粒子。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于江南大學(xué)，未經(jīng)江南大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202010413759.8/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
