基于局部条件的一致性滤波器设计方法技术
【技术实现步骤摘要】
基于局部条件的一致性滤波器设计方法
本专利技术涉及基于局部条件的一致性滤波器设计方法，属于传感器网络的信号滤波
技术介绍
近年来，由于传感器技术的飞速发展与无线网络的广泛应用以及合作与协调控制问题的深入研究，分布式一致性滤波问题的研究发展迅速。分布式一致性滤波问题的中心是设计适当的协议和算法，使得传感器网络中的传感器节点仅仅通过自身的信息和邻居个体的信息从而在信息传输受限、信息交换不可靠、存在通信时滞或者输入时滞、通信拓扑动态变化等情形下实现传感器网络中各个节点的信息达到一致。但是，现有分布式一致性滤波器设计方法采用了全局增广方法，其计算复杂度是网络规模的多项式函数，计算负担较重，进而影响了分布式一致性滤波算法的实际应用。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有针对传感器网络的滤波器设计方法计算过程复杂的问题，提供了一种基于局部条件的一致性滤波器设计方法。本专利技术所述基于局部条件的一致性滤波器设计方法，它包括以下步骤：步骤一：建立被监控非线性随机系统的状态空间模型，由状态空间模型中的状态向量构建出传感器网络的节点测量输出模型，再根据所述节点测量输出模型...
【技术保护点】
一种基于局部条件的一致性滤波器设计方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤一：建立被监控非线性随机系统的状态空间模型，由状态空间模型中的状态向量构建出传感器网络的节点测量输出模型，再根据所述节点测量输出模型建立传感器网络每个节点的分布式滤波器动态模型；步骤二：计算传感器网络所有节点的滤波误差，由滤波误差获得每个节点的滤波误差增广动态系统；步骤三：建立每个节点滤波误差与邻居节点的有限域H∞一致性性能指标，并建立随机向量耗散性的概念；根据H∞性能指标构建节点的供给率函数，并根据供给率函数对滤波误差增广动态系统进行分析；步骤四：利用滤波误差增广动态系统，通过供给率函数和已知的约束条...
【技术特征摘要】
1.一种基于局部条件的一致性滤波器设计方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤一：建立被监控非线性随机系统的状态空间模型，由状态空间模型中的状态向量构建出传感器网络的节点测量输出模型，再根据所述节点测量输出模型建立传感器网络每个节点的分布式滤波器动态模型；步骤二：计算传感器网络所有节点的滤波误差，由滤波误差获得每个节点的滤波误差增广动态系统；步骤三：建立每个节点滤波误差与邻居节点的有限域H∞一致性性能指标，并建立随机向量耗散性的概念；根据H∞性能指标构建节点的供给率函数，并根据供给率函数对滤波误差增广动态系统进行分析；步骤四：利用滤波误差增广动态系统，通过供给率函数和已知的约束条件，结合参数调整使分布式滤波器动态模型满足H∞性能指标；步骤五：将步骤五中的不等式条件转化成可求解的线性矩阵不等式，计算获得滤波器动态模型中的滤波器参数矩阵，从而获得期望的一致性滤波器。2.根据权利要求1所述的基于局部条件的一致性滤波器设计方法，其特征在于，所述步骤一中，非线性随机系统的状态空间模型为：式中xk为系统的状态向量，Ak为具有适当维数的系统矩阵，fk(xk,vk)为非线性函数，Bk为具有适当维数的实矩阵，wk为系统的输入干扰，vk为独立的标准高斯噪声序列，φ为系统初始值，x0为系统的状态向量初始值，n为正整数；采用拓扑学知识描述具有N个节点的传感器网络拓扑结构，用一个有向图表示，其中节点集合边集合邻接矩阵当(i,j)∈ε并且i≠j时，aij＝1；否则aij＝0；aij＝1时，节点j可以向节点i提供信息；节点i的入度和出度分别定义为以及入度为pi的节点i的邻居节点记为所述节点测量输出模型为：式中yi,k为节点i的测量输出，ζi,k为独立的伯努利分布序列，Ci,k为一个适当维度的时变实矩阵，Di,k为另一个适当维度的时变实矩阵，为系统的外部扰动，wk和均属于l2[0,n-1]；l2[0,n-1]为[0,n-1]上所有可和序列，为所有传感器节点组成的集合；其中ζi,k的概率分布为：Prob{ζi,k＝1}＝βi,Prob{ζi,k＝0}＝1-βi；βi为常数，βi∈[0,1]；节点i的分布式滤波器动态模型为：式中为节点i的滤波估计向量，Li,k节点i的一号参数矩阵，Kij,k是节点i的二号参数矩阵；j为节点i的邻居节点，为节点i的所有邻居节点组成的集合。3.根据权利要求2所述的基于局部条件的一致性滤波器设计方法，其特征在于，步骤二中，传感器网络节点i的k时刻滤波误差ei,k为：设定：则节点i的滤波误差增广动态系统为：式中4.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩非，董宏丽，步贤业，任伟健，邵克勇，张勇，高宏宇，宋金波，侯男，李佳慧，李雪融，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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