[發(fā)明專利]一種基于分級狀態(tài)機(jī)的信號解耦方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110881504.9
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113326469B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦華旺;徐明明;戴躍偉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F17/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

1.一種基于分級狀態(tài)機(jī)的信號解耦方法，其特征在于，用于針對多變量系統(tǒng)在預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)、所接收由各個目標(biāo)耦合信號構(gòu)成的目標(biāo)耦合信號序列，執(zhí)行以下操作：

步驟S1、將目標(biāo)耦合信號序列中的各個目標(biāo)耦合信號進(jìn)行分類篩選，篩選出缺失預(yù)設(shè)指定屬性值的各個目標(biāo)耦合信號，利用目標(biāo)耦合信號序列中其余各目標(biāo)耦合信號，對缺失預(yù)設(shè)指定屬性值的各目標(biāo)耦合信號進(jìn)行插補(bǔ)，隨后進(jìn)入步驟S2；

步驟S2、分別針對目標(biāo)耦合信號序列中的各個目標(biāo)耦合信號，對目標(biāo)耦合信號進(jìn)行線性分析，并根據(jù)線性分析結(jié)果，對目標(biāo)耦合信號依次進(jìn)行狀態(tài)預(yù)測、協(xié)方差預(yù)測，基于狀態(tài)預(yù)測結(jié)果、以及協(xié)方差預(yù)測結(jié)果，獲得目標(biāo)耦合信號所對應(yīng)的狀態(tài)值、以及協(xié)方差值，及獲得各目標(biāo)耦合信號分別所對應(yīng)的狀態(tài)值、以及協(xié)方差值，進(jìn)而獲得目標(biāo)耦合信號序列對應(yīng)預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)的各個狀態(tài)值、以及各個協(xié)方差值，具體包括以下步驟：

步驟S2-1、獲得目標(biāo)耦合信號序列中第k個目標(biāo)耦合信號的狀態(tài)值，基于第k個目標(biāo)耦合信號的狀態(tài)值、以及多變量系統(tǒng)的狀態(tài)方程，對第k+1個目標(biāo)耦合信號進(jìn)行狀態(tài)預(yù)測，得到第k+1個目標(biāo)耦合信號的狀態(tài)預(yù)測結(jié)果，進(jìn)一步得到第k+1個目標(biāo)耦合信號的協(xié)方差預(yù)測結(jié)果；

步驟S2-2、將步驟S2-1中獲得的第k+1個目標(biāo)耦合信號的狀態(tài)預(yù)測結(jié)果代入至多變量系統(tǒng)的測量方程中，得到第k+1個目標(biāo)耦合信號的狀態(tài)測量結(jié)果，針對第k+1個目標(biāo)耦合信號，結(jié)合步驟S2-1中獲得的協(xié)方差預(yù)測結(jié)果，計(jì)算得到第k+1個目標(biāo)耦合信號的卡爾曼增益值；

步驟S2-3、針對第k+1個目標(biāo)耦合信號，利用卡爾曼增益值分別對狀態(tài)預(yù)測結(jié)果、協(xié)方差預(yù)測結(jié)果進(jìn)行更新，得到更新后的第k+1個目標(biāo)耦合信號的狀態(tài)值、以及協(xié)方差值，返回步驟S2-1；

步驟S3、根據(jù)目標(biāo)耦合信號序列在預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)對應(yīng)的各個狀態(tài)值、各個協(xié)方差值，構(gòu)建用于對目標(biāo)耦合信號序列中各目標(biāo)耦合信號的非線性信號進(jìn)行濾波的有限狀態(tài)機(jī)，然后利用有限狀態(tài)機(jī)，對目標(biāo)耦合信號序列中的非線性信號進(jìn)行濾波，并更新目標(biāo)耦合信號序列，隨后進(jìn)入步驟S4；

步驟S4、將步驟S3中獲得的更新后的目標(biāo)耦合信號序列中的各個目標(biāo)耦合信號進(jìn)行擬合，經(jīng)過步驟S3濾波后的非線性信號至少包括預(yù)設(shè)指定屬性值、以及缺失的預(yù)設(shè)指定屬性值兩個屬性，其中，將預(yù)設(shè)指定屬性值作為自變量分別為x₁～x_n，將缺失的預(yù)設(shè)指定屬性值作為因變量為d₁～d_m，系數(shù)為c₁₁～c_mn，對目標(biāo)耦合信號序列中的各個濾波值進(jìn)行擬合，擬合后的信號屬性值線性表示為CX＝d，其中，C為系數(shù)組成的系數(shù)矩陣，X為自變量組成的列矩陣，d為因變量組成的列矩陣，m為因變量的個數(shù)，n為自變量的個數(shù)，進(jìn)一步得到增廣矩陣通過增廣矩陣進(jìn)行初等變換求解得到信號解耦結(jié)果，對擬合后的目標(biāo)耦合信號利用解耦矩陣完成信號解耦。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分級狀態(tài)機(jī)的信號解耦方法，其特征在于，所述步驟S1中，對缺失預(yù)設(shè)指定屬性值的目標(biāo)耦合信號進(jìn)行插補(bǔ)過程中，預(yù)設(shè)指定屬性值分為定距型屬性值和非定距型屬性值，對于缺失定距型屬性值的目標(biāo)耦合信號，以其余各目標(biāo)耦合信號對應(yīng)該屬性存在值的平均值來插補(bǔ)該目標(biāo)耦合信號對應(yīng)的該屬性值，對于缺失非定距型屬性的目標(biāo)耦合信號，以其余各目標(biāo)耦合信號對應(yīng)該屬性出現(xiàn)頻率最高的存在值來插補(bǔ)該目標(biāo)耦合信號對應(yīng)的該屬性值。