[發明專利]一種新息約束傳感器網絡的分布式保概率濾波器設計方法

在審

• 申請號: 202211407651.3
• 申請日: 2022-11-10
• 公開（公告）號: CN115882822A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 鐘俊;李美玲;馬立豐;鮑廣妍;趙宏遠
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 徐新艷

1.一種新息約束傳感器網絡的分布式保概率濾波器設計方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、建立帶有新息飽和機制的非線性系統數學模型；

步驟2、設計概率橢球約束目標和平均H_∞性能指標；

步驟3、推導算法存在的充分條件并獲得濾波參數；

步驟4、提出兩個優化問題以獲取局部最優濾波參數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，建立帶有新息飽和機制的非線性系統數學模型，包括：

步驟1.1，建立在時域[0,T],傳感器網絡的非線性離散時變系統數學模型：

其中，表示在時刻k系統的狀態,/表示在時刻k第i個傳感器節點的測量輸出，/表示在時刻k+1系統的狀態,/表示在時刻k+1第i個傳感器節點的測量輸出；ω_k是具有單一方差的零均值高斯白色序列；/表示過程噪聲，/表示測量噪聲；B_k是具有適當維度的已知實矩陣之一，D_k是具有適當維度的已知實矩陣之二，C_i,k是具有適當維度的已知實矩陣之三，E_i,k是是具有適當維度的已知實矩陣之四；f(x_k):/是非線性函數之一，h(x_k):/是非線性函數之二；

假設1：噪聲序列ν_k和μ_k滿足如下約束集：

其中V_k是具有適當維度的正定矩陣之一，U_k是具有適當維度的正定矩陣之二。

步驟1.2，建立濾波器結構：

其是在時刻k，節點i的系統狀態估計；/是在時刻k+1，節點i的系統狀態估計；是在時刻k，節點i的估計輸出；F_i,k是待設計的濾波器參數之一，H_ij,k是待設計的濾波器參數之二；對于向量/a^(s)是其第s項；非線性映射/定義如下：

其中sign(·)為符號函數，表示在時刻k，節點i的飽和水平σ_i,k動態變化，有如下函數控制：

其中λ∈[0,1)并且W_i0是給定的加權矩陣。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，設計概率橢球約束目標和平均H_∞性能指標包括：

1)、概率橢球約束通過以下方法確定：

或者

其中是預先定義的矩陣，預先指定的正向量p滿足0P≤1，/是系統的估計誤差；

是一個/維有界非空橢球，定義如下：

其中是/的中心，P0是刻畫橢球形狀和方向的正定矩陣；

2)、平均H_∞性能通過以下方法確定

其中為在時刻k，節點i的估計誤差,γ為實數，N為傳感器數量。