一种线性随机系统的滤波方法及相关装置制造方法及图纸

技术编号:18971672 阅读:33 留言:0更新日期:2018-09-19 03:20
本申请公开了一种线性随机系统的滤波方法,包括:对线性随机系统添加噪声叠加项,得到噪声叠加线性随机系统;根据噪声叠加线性随机系统进行观测值表达式构造处理,得到观测值表达式;按照最优滤波方法,将噪声叠加线性随机系统和观测值表达式作为参数进行滤波处理,得到滤波结果。通过对线性随机系统添加噪声叠加项,使线性随机系统不仅受到上一时刻的系统噪声干扰,还受到当前时刻的系统噪声干扰,因此可以较完整的拟合实际情况中噪声干扰的环境,进一步的就可以提高后续的滤波的精度,使滤波处理更加精确。本申请还公开了一种线性随机系统滤波装置、另一种滤波装置以及计算机可读存储介质,具有上述有益效果。

A filtering method for linear stochastic systems and related devices

The present application discloses a filtering method for linear stochastic systems, which includes: adding noise superposition term to a linear stochastic system to obtain a noise superposition linear stochastic system; constructing and processing the observation value expression according to the noise superposition linear stochastic system to obtain the observation value expression; and superposing the noise according to the optimal filtering method. The linear stochastic system and the expression of observations are filtered as parameters, and the filtering results are obtained. By adding a noise superposition term to the linear stochastic system, the linear stochastic system is not only disturbed by the system noise at the previous time, but also by the system noise at the current time. Therefore, the noise interference environment in the actual situation can be fitted more completely, and the precision of the subsequent filtering can be further improved, so that the filtering can be carried out. Processing is more precise. The present application also discloses a filtering device for a linear random system, another filtering device and a computer readable storage medium, which have the above beneficial effects.

【技术实现步骤摘要】
一种线性随机系统的滤波方法及相关装置
本申请涉及自动化控制领域,特别涉及一种线性随机系统的滤波方法、滤波装置、另一种滤波装置以及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着信息技术不断发展,在现在工业系统中,不断将控制、通信与计算机技术融入到信息处理与不同层次的机械装置操作中。应用这些技术后可以对自动化控制系统实现随机控制,得到了随机控制系统。其中,随机控制系统是受随机因素影响的动态系统。在不断的研究中,主要对随机控制系统的的三个方面进行改进,分别是建模、滤波以及随机适应控制。一般的,在建模的过程中主要对构造线性随机系统,实现对随机状态的拟合,再根据该线性随机系统进行滤波操作。但是,随着检测精度的上升,逐渐发现实际环境中的噪声和干扰是特别复杂的,并且随着应用发展,系统的设计需求变得更复杂,使得现有技术无法达到设计的滤波精度要求。因此,如何解决在噪声干扰较为复杂的情况下的线性随机系统的滤波问题是本领域技术人员所关注的重点问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种线性随机系统的滤波方法、滤波装置、另一种滤波装置以及计算机可读存储介质,通过对线性随机系统添加噪声叠加项,使线性随机系统不仅受到上一时刻的系统噪声干扰,还受到当前时刻的系统噪声干扰,因此可以较完整的拟合实际情况中噪声干扰的环境,进一步的就可以提高后续的滤波的精度,使滤波处理更加精确。为解决上述技术问题,本申请提供一种线性随机系统的滤波方法,包括:对线性随机系统添加噪声叠加项,得到噪声叠加线性随机系统;其中,所述线性随机系统是进行建模处理得到的;根据所述噪声叠加线性随机系统进行观测值表达式构造处理,得到观测值表达式;按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数进行滤波处理,得到滤波结果。可选的,根据所述噪声叠加线性随机系统进行观测值表达式构造处理,得到观测值表达式,包括:根据所述噪声叠加线性随机系统进行初始表达式构造处理,得到初始观测值表达式;对所述初始观测值表达式添加通讯约束项,得到通讯约束观测值表达式;对所述通讯约束观测值表达式添加丢包系数项,得到所述观测值表达式。可选的,对所述初始观测值表达式添加通讯约束项,得到通讯约束观测值表达式,包括:对所述初始观测值表达式添加马尔科夫通讯约束项,得到所述通讯约束观测值表达式。可选的,按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数进行滤波处理,得到滤波结果,包括:按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数构造出最优滤波等式;根据初始条件和所述最优滤波等式确定误差协方差矩阵,将所述最优滤波等式和确定的误差协方差矩阵进行重复迭代计算,得到滤波结果。本申请还提供一种线性随机系统的滤波装置,包括:噪声叠加模块,用于对线性随机系统添加噪声叠加项,得到噪声叠加线性随机系统;其中,所述线性随机系统是进行建模处理得到的;观测值获取模块,用于根据所述噪声叠加线性随机系统进行观测值表达式构造处理,得到观测值表达式;滤波模块,用于按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数进行滤波处理,得到滤波结果。可选的,所述观测值获取模块包括:初始构造单元,用于根据所述噪声叠加线性随机系统进行初始表达式构造处理,得到初始观测值表达式;通信约束单元,用于对所述初始观测值表达式添加通讯约束项,得到通讯约束观测值表达式;丢包约束单元,用于对所述通讯约束观测值表达式添加丢包系数项,得到所述观测值表达式。可选的,所述通讯约束单元具体用于对所述初始观测值表达式添加马尔科夫通讯约束项,得到所述通讯约束观测值表达式。可选的,所述滤波模块包括:最优滤波等式获取单元,用于按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数构造出最优滤波等式;迭代滤波计算单元,用于根据初始条件和所述最优滤波等式确定误差协方差矩阵,将所述最优滤波等式和确定的误差协方差矩阵进行重复迭代计算,得到滤波结果。本申请还提供一种线性随机系统的滤波装置,包括:存储器,用于存储计算机程序;处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上所述的滤波方法的步骤。本申请还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的滤波方法的步骤。本申请所提供的一种线性随机系统的滤波方法,包括:对线性随机系统添加噪声叠加项,得到噪声叠加线性随机系统;其中,所述线性随机系统是进行建模处理得到的;根据所述噪声叠加线性随机系统进行观测值表达式构造处理,得到观测值表达式;按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数进行滤波处理,得到滤波结果。通过对线性随机系统添加噪声叠加项,使线性随机系统不仅受到上一时刻的系统噪声干扰,还受到当前时刻的系统噪声干扰,或者使线性随机系统系统不仅受到本时刻的系统噪声干扰,还受到下一时刻的系统噪声干扰,由于实际情况中的复杂噪声干扰通常由于噪声叠加造成,因此可以较完整的拟合实际情况中噪声干扰的环境,进一步的就可以提高后续的滤波的精度,使滤波处理更加精确,满足较高的滤波要求。并且,通过本实施例获取到的观测表达式就可以模拟信号在信道传输之后情况。尤其通过加入通讯约束降低了系统数据通讯量,保证了滤波精度,并且还可以降低系统的能耗。本申请还提供一种线性随机系统滤波装置、另一种滤波装置以及计算机可读存储介质,具有上述有益效果,在此不做赘述。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例所提供的一种线性随机系统的滤波方法的流程图;图2为本申请实施例所提供的滤波方法的观测值表达式获取过程的流程图;图3为本申请实施例所提供的滤波方法的滤波过程的流程图;图4为本申请实施例所提供的一种线性随机系统的滤波装置的结构示意图;图5为本申请实施例所提供的一种线性随机系统的滤波方法的过程示意图。具体实施方式本申请的核心是提供一种线性随机系统的滤波方法、滤波装置、另一种滤波装置以及计算机可读存储介质,通过对线性随机系统添加噪声叠加项,使线性随机系统不仅受到上一时刻的系统噪声干扰,还受到当前时刻的系统噪声干扰,因此可以较完整的拟合实际情况中噪声干扰的环境,进一步的就可以提高后续的滤波的精度,使滤波处理更加精确。为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。通常线性随机系统至少包括传感器网络、共享传输信道和远程滤波器,本申请实施例也在此结构上展开。因此,当整体系统的滤波精度下降时,都会在以上三个部分进行调整以提高滤波的精度,但是在复杂的噪声干扰环境下,无论如何调整后续的过程都无法很好的解决精度问题。进一步的,经分析发现在复杂噪声干扰环境中,一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性随机系统的滤波方法,其特征在于,包括:对线性随机系统添加噪声叠加项,得到噪声叠加线性随机系统;其中,所述线性随机系统是进行建模处理得到的;根据所述噪声叠加线性随机系统进行观测值表达式构造处理,得到观测值表达式;按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数进行滤波处理,得到滤波结果。

【技术特征摘要】
1.一种线性随机系统的滤波方法,其特征在于,包括:对线性随机系统添加噪声叠加项,得到噪声叠加线性随机系统;其中,所述线性随机系统是进行建模处理得到的;根据所述噪声叠加线性随机系统进行观测值表达式构造处理,得到观测值表达式;按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数进行滤波处理,得到滤波结果。2.根据权利要求1所述的滤波方法,其特征在于,根据所述噪声叠加线性随机系统进行观测值表达式构造处理,得到观测值表达式,包括:根据所述噪声叠加线性随机系统进行初始表达式构造处理,得到初始观测值表达式;对所述初始观测值表达式添加通讯约束项,得到通讯约束观测值表达式;对所述通讯约束观测值表达式添加丢包系数项,得到所述观测值表达式。3.根据权利要求2所述的滤波方法,其特征在于,对所述初始观测值表达式添加通讯约束项,得到通讯约束观测值表达式,包括:对所述初始观测值表达式添加马尔科夫通讯约束项,得到所述通讯约束观测值表达式。4.根据权利要求3所述的滤波方法,其特征在于,按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数进行滤波处理,得到滤波结果,包括:按照最优滤波方法,将所述噪声叠加线性随机系统和所述观测值表达式作为参数构造出最优滤波等式;根据初始条件和所述最优滤波等式确定误差协方差矩阵,将所述最优滤波等式和确定的误差协方差矩阵进行重复迭代计算,得到滤波结果。5.一种线性随机系统的滤波装置,其特征在于,包括:噪声叠加模块,用于对线性随机系统添加噪声叠加项,得到噪声叠加线性随机系统;其中,所述线性随机...

【专利技术属性】
技术研发人员:鲁仁全任鸿儒吴元清李鸿一周琪
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:广东,44

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