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线性离散随机系统输入和状态的多步估计方法及应用
  • ISSN号:1000-8152
  • 期刊名称:控制理论与应用
  • 时间:2017
  • 页码:54-60
  • 期号:01
  • 便笺:44-1240/TP
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者地址:上海交通大学自动化系;金日成综合大学电子自动化系;
  • 作者机构:[1]上海交通大学自动化系,上海200240, [2]金日成综合大学电子自动化系,朝鲜平壤526-890
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61374110,61333009,61521063,61590924)资助
中文摘要:

具有未知输入的系统的状态估计问题已经在过去几十年里引起了相当的关注.本文对于线性离散随机系统提出了一种基于多步信息的输入和状态同步估计方法.首先,采用多步信息的最小方差方法来获得未知输入.由于引入了包含多个时间步骤的扩张状态和测量向量而计算多步信息,使估计结果与一步估计相比减少了对噪声的敏感性.其次,利用输入估计值和卡尔曼滤波估计过去和当前的状态.该方法在未知输入维数等于状态维数时仍然有良好的估计效果.数值仿真验证了提出的估计方法的有效性.最后,该方法应用于厌氧消化过程反应罐中的溶解甲烷和二氧化碳的浓度估计以验证方法的实用性.

英文摘要:

The problem of state estimation for systems with unknown inputs has received considerable attention during the past decades. This paper proposes a simultaneous estimation method for inputs and states of linear discrete-time stochastic systems based on multi-step innovation. Firstly, the unknown input is obtained from the multi-step innovation with weighted least square estimation. The extended states and measurement vector which consist of multi-step variables are introduced and used to calculate the multi-step innovation. This novel approach can reduce the impact of the noise on estimation performance. Secondly, the past and current states are estimated from the input estimate and the Kalman filter.This method still performs well when the dimension of the unknown input vector is equal to that of the state vector. The effectiveness of the proposed method is demonstrated through the numerical example. Finally, the method is applied to an anaerobic digestion process to estimate the concentration of the dissolved methane and the carbon dioxide in the anaerobic digestion reactor.

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期刊信息
  • 《控制理论与应用》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:华南理工大学 中国科学院数学与系统科学研究院
  • 主编:胡跃明
  • 地址:广州五山路华南理工大学3号楼516室
  • 邮编:510640
  • 邮箱:aukzllyy@scut.edu.cn
  • 电话:020-87111464
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-8152
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1240/TP
  • 邮发代号:46-11
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21084