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基于SPRT检验的并行递推次优Sage滤波器_论文

维普资讯 http://www.cqvip.com 第2 7卷 第 2期  20 0 2年 4月   武 汉 大 学 学 报 ?信 息 科 学 版  Genai  n  nomak S in eo  u a   iest  a lt sa d l fr tm  ce c fW h n Unv ri c y 2   .  7 No 2 Ap .0 2 t2 0   文章 编号:00 00 2 0 )20 5 .7 10 —5 XI02 0 —180   文 献标 识码 :   A 基于 S R P T检验 的并行递推次优 Sg 滤波器  ae 刘广 军  吴 晓平  郭  晶   ( 郑州信息工程丈学捌绘学院 , 1 郑州市陇海 中路 6 号  5( 2   6 4 05) 1 摘 要 : 出了一种新的并行 递推 次忧  g 滤坡算击。在新方 法中, 计 了一种附加伴随 滤波器的井行滤波  提 e 设 结构 消除了结果 常值 偏差; 引入 S R 井 P T检验方法  通过检验模型 的噪声统计 是否发 生 了扰 动 , 选到 对喙 声  统计调整进行控制的 目的, 使碍滤 波器可眦有效跟踪时变噪 声, 减少 了计 算量。 并   关键词 : 尔曼滤波; 卡 自适应 ; 贯概 率比检验  序 中图法分类号 :2 8 4 ; 2 84   P 2 . 1 P 2 .2 处理动态数据时  果先验噪声统计特性不  如 能准确 得到 , 常 导致 常规 卡 尔 曼滤 波 器 性能 下  常 降 , 至发 散 。为解决 此 问题 , 甚 人们提 出许 多 自适  应滤 波方法 , 可能在 滤 波 的同时 自适 应估 计出  尽 未知 的系统 噪声 和量测 噪声 统计 特 性 , 中 Sg  其 ae & Hua的次优 无偏极 大后 验 ( s MAP 噪声 统计 估  ) 值器 …( 面简 称 次优 Sg 滤波器 ) 算 简单 , 下 ae 计 可  同时估计 出系 统噪 声 和 量 测噪 声 一 阶和二 阶矩 ,   第 k历 元。模 型 的 验 前 统 计 特 性 满 足 标 准  Ka a 波 的规 定 , 系统 噪声 和观测 噪声 的均  l n滤 m 且 值和方差阵分别 为 q r 、 和  、 。一般来说 , 、 凤 q  r 和  、 无 法先验 准确得 到, g 极大后验    a S e ( P 噪声统计估值器 ( MA ) 以下简称为 Sg 滤 波  a e 器) 就是基于观测序列  求得状态量的估计  ,   并由极大后验估计原理, 估计出 、  和O、 庙。最  优的 Sg 滤波器需要在线计算滤波状态的全平  a e 滑值 , 计算过于复杂。实用中, 常用 以下的递推次  优无偏算法L :    J 被许多学者推荐。但是在实算 中发现 , 次优 Sg  ae 滤波结果总是台有系统性偏差 。为此本文提出了   一 种双滤波器并行结构 , 使次优 Sg 主滤波器与  a e 个 伴 随滤 波器 同步运 行 , 消 除 了次优 Sg 滤  既 a e +l l   +_ I+ l ^  赢 () 3  () 4  一 十 = 十 一丑 十 X + I   1   J   1k 1 ‘  一r k   波器 的结果偏差 , 又提高 了滤波精度 。为提高次  优 Sg 滤 波器对 时 变噪 声 的跟 踪能 力  a e 还创 造性  地 引人了 S R 检验 控 制 噪 声统 计 的 调 整 , 滤  PT 使 波器 可 以有 效 地 跟 踪时 变 噪声 , 且 大幅 度 降低  而 + = +- l l   l       +   () 尬 5   K = +1 J + +l T1  )  …   1   ( J I ++ 一       () 6  氨+f J  i + 十 J 1 十=X十l   t     k   k  十 () 7  () 8  了计算量 , 并提高了滤波器的数值稳定性 。通过  仿真计算看到 , 新方法有非常好 的性能。   P =( —K l) k 1J k k    p K k J  ̄ k V 一 ( —K H ) +    1 递 推 次 优 无 偏 Sg   ae极 大 后 验  ( MAP 噪声 统计 估 值 器    J 设离散系统状态和量测模型分别为:   : Ox一 + — l J k1   t —   0 }= H 女+ V   B + +  南 [ 五 l 一Al( ^   - ok])   l  9   + +J + J JTJ       1 [ o +   胛   1 i    ] ( 0) 1   1   rk* t=     K +s十E十Kit   ¨十 一  1女 t;I 十+P 十  1  () 1  () 2  + £   一 n k x…   ,t   式 中 , 为 状 态 量 ; 为 观 测 量 ; 为 转 移 阵 ;   : 中   一 】 为系统 噪声 ; — 为系统噪声 分配阵 ; A   l H  意 + = 1 [意  l 丽 ^  Ik P  +s+ 一 】 J  j () 1  2 为观测矩 阵 ; 为 观 测 噪声 ; 式 中下 标 k表示    各 收 稿 日期 :0 I 1 +4  2 0 一0 2 。 i】 +]   维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2期  刘广军等 : 基于 S R P T检验 的并行递推次优 S g 滤波器  ae 好的精确度, 但准确度不高 , 滤波结果存在常值偏  2 并行的递推次优 Sg 滤 波结构  ae 2 1 递推 次优 s  滤 波器 的结果偏 差  . a 差。   为探讨 出现上述现象的原 因, 在图 2中给出   了系统噪声和第一个传感器观测噪声 的推估 结 

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