基于厚尾双学生氏t分布的非线性状态空间系统鲁棒辨识方法

1

作者 刘鑫 海洋 代伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3052-3064,共13页

状态空间模型作为一种常见且重要的模型结构在自动化领域有着广泛的应用,本文针对异常值干扰下的非线性状态空间系统辨识问题开展研究.与现有的辨识方法不同,本文充分考虑了状态转移过程和输出量测过程均受到异常值干扰的情况,提出了一... 状态空间模型作为一种常见且重要的模型结构在自动化领域有着广泛的应用,本文针对异常值干扰下的非线性状态空间系统辨识问题开展研究.与现有的辨识方法不同,本文充分考虑了状态转移过程和输出量测过程均受到异常值干扰的情况,提出了一种更加全面的鲁棒辨识算法.首先利用两个相互独立的学生氏t分布分别对状态噪声和输出噪声进行建模以保障算法的鲁棒性;其次利用粒子平滑算法估计状态变量的后验概率分布以解决状态未知问题;最后利用期望最大化算法实现未知参数估计.在算法实现过程中使用了学生氏t分布表达式的数学分解,这样做的好处是:(1)更加有利于算法的推导和实现;(2)更清晰地解释了算法的鲁棒性能.并且本文通过数值算例和应用算例验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 非线性状态空间系统 鲁棒辨识 学生氏t分布 粒子平滑 期望最大化算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于无迹Kalman滤波的基波分量提取 被引量：8

2

作者 吕思颖 黎丹 +1 位作者 要航 裴旵 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2016年第13期79-84,共6页

针对全波Fourier和Kalman滤波算法在提取基波分量时对频率偏移敏感和直流偏移量抑制能力差的缺点,提出了一种新的基波分量提取算法。首先以故障信号的直流偏移量、基波角频率和基波分量作为状态变量,建立信号的非线性状态空间模型。然... 针对全波Fourier和Kalman滤波算法在提取基波分量时对频率偏移敏感和直流偏移量抑制能力差的缺点,提出了一种新的基波分量提取算法。首先以故障信号的直流偏移量、基波角频率和基波分量作为状态变量,建立信号的非线性状态空间模型。然后采用无迹Kalman滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)在信号的非线性模型基础上估计出基波分量。此外,滤波算法还能够实时估计出信号的直流偏移量和基波频率。通过多个算例仿真对算法进行验证与测试,仿真结果证实了算法的可行性和有效性。仿真结果表明,算法对频率突变和直流偏移量突变具有良好的适应性,能快速准确地提取出基波分量。 展开更多

关键词 基波分量提取 直流偏移量 基波角频率 非线性状态空间模型 无迹Kalman滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于力反馈的夹持器系统模型 被引量：2

3

作者 王牛 田强 +1 位作者 丘柳东 高鹏 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期475-481,共7页

分析了基于力反馈的夹持器系统的各个子系统,建立了包括位/力转换子系统、检测子系统、电机及驱动子系统、控制子系统在内的各子系统数学模型.进而得到了带饱和非线性环节的整个闭环系统的分段状态空间模型.利用系统实际响应,通过最小... 分析了基于力反馈的夹持器系统的各个子系统,建立了包括位/力转换子系统、检测子系统、电机及驱动子系统、控制子系统在内的各子系统数学模型.进而得到了带饱和非线性环节的整个闭环系统的分段状态空间模型.利用系统实际响应,通过最小二乘法和遗传算法得到了该非线性模型的参数.对实际系统、基于2阶线性简化模型的仿真系统与基于本文所提出模型的仿真系统的响应进行比较,证实了所提出模型及其参数整定方法的有效性. 展开更多

关键词 力控制 夹持器 饱和非线性 状态空间模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于支持向量机N4SID辨识模型的非线性预测控制 被引量：3

4

作者 向立志 史运涛 高东杰 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期549-553,共5页

针对工业控制领域中非线性系统的模型辨识与预测控制问题,采用最小二乘支持向量机回归方法构造非线性函数,运用状态子空间(N4SID)模型辨识方法辨识非线性状态空间模型.在此基础上建立非线性预测控制器,利用拟牛顿算法进行非线性预测控... 针对工业控制领域中非线性系统的模型辨识与预测控制问题,采用最小二乘支持向量机回归方法构造非线性函数,运用状态子空间(N4SID)模型辨识方法辨识非线性状态空间模型.在此基础上建立非线性预测控制器,利用拟牛顿算法进行非线性预测控制律的求解,从而实现了一种新的基于支持向量机N4SID辨识模型的非线性预测控制算法.仿真实验验证了该算法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 最小二乘支持向量机 N4SID模型辨识 非线性状态空间模型 非线性预测控制 拟牛顿算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

磁偶极子跟踪的渐进贝叶斯滤波方法 被引量：12

5

作者 张宏欣 周穗华 张伽伟 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期822-834,共13页

提出一种新的非线性滤波器应用于磁偶极子目标跟踪问题.建立了跟踪问题的状态空间模型,在此基础上,从高斯矩近似误差的角度分析了现有卡尔曼滤波更新在磁偶极子跟踪中的问题.对此,将贝叶斯更新过程等效为求解连续时间上的渐进贝叶斯问题... 提出一种新的非线性滤波器应用于磁偶极子目标跟踪问题.建立了跟踪问题的状态空间模型,在此基础上,从高斯矩近似误差的角度分析了现有卡尔曼滤波更新在磁偶极子跟踪中的问题.对此,将贝叶斯更新过程等效为求解连续时间上的渐进贝叶斯问题,在线性高斯条件下推导了其解析解,表明渐进贝叶斯更新可等效为定常系统的Kalman-Bucy滤波器;进一步采用一阶Taylor展开得到非线性近似解表达式,导出一种渐进贝叶斯滤波器,从理论上分析了与现有方法的异同.仿真与实测磁目标跟踪试验结果表明,渐进贝叶斯滤波器具有良好的精度和收敛性,能够有效抑制磁目标跟踪中由于大初始误差导致的性能下降和滤波发散,且计算效率与扩展卡尔曼滤波器相当,适于实际应用. 展开更多

关键词 磁偶极子 跟踪 状态–空间模型 非线性滤波 渐进贝叶斯

在线阅读 下载PDF 职称材料

步进加热炉经济燃烧操作的研究开发和实现 被引量：9

6

作者 蒋炯 吕勇哉 杨永耀 《信息与控制》 CSCD 北大核心 1989年第3期29-35,共7页

本文给出了一种以线性规划搜索来求解加热炉操作中的非线性多约束优化问题及基于以上算法和辅以动态反馈所实现的加热炉递阶控制系统。本文所提出的优化算法具有计算量小、收敛速度快、且稳定可靠的优点,故易于在线实时运行.动态反馈又... 本文给出了一种以线性规划搜索来求解加热炉操作中的非线性多约束优化问题及基于以上算法和辅以动态反馈所实现的加热炉递阶控制系统。本文所提出的优化算法具有计算量小、收敛速度快、且稳定可靠的优点,故易于在线实时运行.动态反馈又充分考虑了炉子复杂多变的加热环境.实时后的控制效果表明可提高出炉钢坯加热的均匀性而使生产工况趋于平稳,并有较大的节能和节约钢原材料的潜力. 展开更多

关键词 加热炉 递阶控制 优化燃烧

在线阅读 下载PDF 职称材料

一类非线性系统的自适应预测函数控制 被引量：2

7

作者 张日东 王树青 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期711-715,共5页

针对一类具有输出反馈耦合的离散非线性系统,将过程的非线性状态空间模型等效为线性时变状态空间模型;然后利用最小二乘法辨识系统参数,并通过在目标函数中引入系统状态的变化给出一种具有类似离散PI最优调节器结构的新型自适应预测函... 针对一类具有输出反馈耦合的离散非线性系统,将过程的非线性状态空间模型等效为线性时变状态空间模型;然后利用最小二乘法辨识系统参数,并通过在目标函数中引入系统状态的变化给出一种具有类似离散PI最优调节器结构的新型自适应预测函数控制器.由于引入了新的优化目标函数,该控制器控制效果与鲁棒性要优于仅考虑预测输出误差的传统预测函数控制器.仿真结果表明,该控制器优于经典离散PI最优调节器. 展开更多

关键词 非线性系统 状态空间模型 预测函数控制 PI最优调节器

在线阅读 下载PDF 职称材料

房价与地价的因果关系研究——基于重庆的实证检验 被引量：24

8

作者 叶贵 朱科卫 张继红 《中国土地科学》 CSSCI 北大核心 2016年第6期62-70,共9页

研究目的:探讨重庆市的房价与地价的因果关系并提出政策建议。研究方法:以重庆2008—2014年84组月度数据为研究对象,采用非线性Granger检验验证房价和地价之间的因果关系,并引入状态空间模型考察变量的时变特征。研究结果:(1)重庆市房... 研究目的:探讨重庆市的房价与地价的因果关系并提出政策建议。研究方法:以重庆2008—2014年84组月度数据为研究对象,采用非线性Granger检验验证房价和地价之间的因果关系,并引入状态空间模型考察变量的时变特征。研究结果:(1)重庆市房价和地价之间存在着显著的非线性关系,短期内房价是地价的Granger因,而长期房价与地价没有构成显著的因果关系;(2)房价波动将引起地价同方向的显著波动,富有弹性,但地价的变动对房价的影响很小,缺乏弹性,且二者之间的影响程度呈现出明显的阶段性特征。研究结论:重庆市房价和地价是单向的因果关系,地价不是房价上涨的原因,应从商品房市场本身的供需和合理的土地供应着手引导重庆市房地产市场健康发展。 展开更多

关键词 土地经济 房价 地价 非线性Granger因果关系 状态空间模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于局部模式的话音编码算法 被引量：2

9

作者 马霓 冯九超 韦岗 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第12期16-21,共6页

提出了一种新的基于非线性局部预测模式(NLLP)的信号处理方法,并将其应用于话音编码中.在相同的编码条件下,基于NLLP的编码方案性能好于标准的线性预测编码算法和由线性局部预测模式构成的方案.NLLP分析的计算复杂性并不比常规线性预测... 提出了一种新的基于非线性局部预测模式(NLLP)的信号处理方法,并将其应用于话音编码中.在相同的编码条件下,基于NLLP的编码方案性能好于标准的线性预测编码算法和由线性局部预测模式构成的方案.NLLP分析的计算复杂性并不比常规线性预测增加多少,但预测效果得到提高.用合适的状态空间邻近矢量进行非线性局部分析,即使没有基音周期估计。 展开更多

关键词 非线性 局部预测模式 状态空间 信号 话音编码

在线阅读 下载PDF 职称材料

Boost变换器状态反馈的精确线性化控制 被引量：9

10

作者 帅定新 谢运祥 王晓刚 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期134-139,共6页

将控制目标引入系统状态方程,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型.从理论上证明了所建立的系统模型满足状态反馈精确线性化的能控性条件和对合条件,构造了相应的非线性输出函数,得到非线性状态反馈控制律,实现了原系统... 将控制目标引入系统状态方程,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型.从理论上证明了所建立的系统模型满足状态反馈精确线性化的能控性条件和对合条件,构造了相应的非线性输出函数,得到非线性状态反馈控制律,实现了原系统的状态反馈精确线性化,并详细分析了反馈系数的选取.所提控制方案不需要附加电压比例积分(PI)环节,控制简单,对输入电压、负载和系统元件参数扰动均具有较强的鲁棒性.仿真结果表明,基于文中所提控制方法的系统性能优越,各项指标均优于无源性控制方案. 展开更多

关键词 电力电子 BOOST变换器 状态反馈 状态空间平均建模 非线性 精确线性化

在线阅读 下载PDF 职称材料

船舶静态电场跟踪的渐进更新扩展卡尔曼滤波器 被引量：5

11

作者 孙宝全 颜冰 +1 位作者 姜润翔 张伽伟 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期134-140,共7页

为了实现利用船舶静态电场对船舶进行跟踪的目的,针对传统卡尔曼滤波算法中存在的问题,设计一种新的非线性滤波器。建立船舶的状态空间模型,分析传统卡尔曼滤波算法在船舶跟踪中存在的问题;依据渐进贝叶斯思想,利用连续白噪声与离散白... 为了实现利用船舶静态电场对船舶进行跟踪的目的,针对传统卡尔曼滤波算法中存在的问题,设计一种新的非线性滤波器。建立船舶的状态空间模型,分析传统卡尔曼滤波算法在船舶跟踪中存在的问题;依据渐进贝叶斯思想,利用连续白噪声与离散白噪声序列噪声协方差之间的关系,设计一种新的渐进更新扩展卡尔曼滤波器。仿真结果表明,该滤波器能有效地抑制由于初始误差较大而造成的滤波性能下降和滤波发散,能够有效地跟踪船舶,具有较高的实用价值。 展开更多

关键词 非线性滤波器 船舶静态电场 状态空间模型 扩展卡尔曼滤波器

在线阅读 下载PDF 职称材料

准谐振开关变换器新的建模方法 被引量：4

12

作者 曹文思 郑盾 +1 位作者 巩鲁洪 邱道尹 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期88-91,95,共5页

根据准谐振开关变换器时变的、非线性的动态特性,以Boost ZVS-QRC为例分析了其工作模态和工作原理,提出了一种针对准谐振开关变换器新的建模方法,给出了该方法的推理过程和建模步骤。该方法把准谐振电路分为低频电路和高频电路两部分,... 根据准谐振开关变换器时变的、非线性的动态特性,以Boost ZVS-QRC为例分析了其工作模态和工作原理,提出了一种针对准谐振开关变换器新的建模方法,给出了该方法的推理过程和建模步骤。该方法把准谐振电路分为低频电路和高频电路两部分,低频电路部分电感和电容分别用恒流源和恒压源表示,在一个周期内对高频电路部分进行稳态分析,对低频电路部分的电感电压、电容电流在一个周期内进行平均,得到了统一的系统状态方程。应用Matlab对Boost ZVS-QRC原电路模型、新的建模方法数学模型和状态空间平均法数学模型进行仿真对比,结果表明新的建模方法更接近于实际电路模型的仿真结果。 展开更多

关键词 变换器 准谐振变换器 数学模型 非线性 状态空间平均法 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

有源电力滤波器状态反馈精确线性化控制 被引量：11

13

作者 乐江源 谢运祥 +1 位作者 张志 陈林 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期81-85,共5页

针对有源电力滤波器模型的非线性强耦合特点,提出了一种基于状态反馈精确线性化的非线性控制策略。采用状态空间平均建模方法建立了三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型,并从理论上证明了所建立的模型满足状态反馈精确线性化的条... 针对有源电力滤波器模型的非线性强耦合特点,提出了一种基于状态反馈精确线性化的非线性控制策略。采用状态空间平均建模方法建立了三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型,并从理论上证明了所建立的模型满足状态反馈精确线性化的条件,推导出了非线性系统的反馈控制律,实现了原系统的状态反馈精确线性化。再利用线性系统控制理论设计了控制器,实现了原非线性系统的解耦控制。与PI控制的三角波调制控制方案进行仿真对比分析,验证了所提出的控制方案性能优越,各项性能指标均优于PI控制方案。 展开更多

关键词 有源电力滤波器 解耦控制 精确线性化 状态空间平均建模 仿射非线性模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于两种数学模型的水力—机械系统小波动稳定分析 被引量：14

14

作者 俞晓东 李高会 卢伟华 《水电能源科学》 北大核心 2009年第5期172-175,共4页

采用不考虑水体弹性的状态空间法和考虑水体弹性的非线性整体系统数值模拟法,比较了某水电站小波动过渡过程中的调压室波动情况和调节品质指标。结果表明,两种计算模型的计算结果基本吻合,前者可先分析系统小波动稳定性,再利用后者校核... 采用不考虑水体弹性的状态空间法和考虑水体弹性的非线性整体系统数值模拟法,比较了某水电站小波动过渡过程中的调压室波动情况和调节品质指标。结果表明,两种计算模型的计算结果基本吻合,前者可先分析系统小波动稳定性,再利用后者校核,共同优化调速器参数,以确保系统小波动的稳定。 展开更多

关键词 水电站 小波动 数学模型 稳定性分析 水体弹性 状态空间法 非线性整体系统数值模型法

在线阅读 下载PDF 职称材料

三轴磁强计实时自校正算法 被引量：4

15

作者 张宏欣 周穗华 张伽伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1750-1757,共8页

提出一种三轴磁强计的实时自校正算法.通过分析测量误差因素,建立了三轴磁强计输出的参数模型.在此基础上,根据定点地磁场矢量模不变原则建立校正相关参数的非线性状态空间模型,导出了基于扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter,EKF... 提出一种三轴磁强计的实时自校正算法.通过分析测量误差因素,建立了三轴磁强计输出的参数模型.在此基础上,根据定点地磁场矢量模不变原则建立校正相关参数的非线性状态空间模型,导出了基于扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter,EKF)求解的校正参数估计算法,并相应给出了易于实现的U-D分解滤波形式.相比离线校正,新算法能够对校正参数进行实时估计,且更易于片上实现.通过数值仿真验证了算法推导的正确性.采用三轴磁强计RM3000进行实测校正试验,验证了算法的有效性,并将结果与离线的TWO-STEP算法进行了对比,得出了相应结论. 展开更多

关键词 三轴磁强计 实时校正 状态空间模型 扩展卡尔曼滤波器 非线性滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于Burckhardt轮胎模型的4WD+4WS型VSC系统建模 被引量：1

16

作者 李昌刚 胡俊杰 杨亚萍 《浙江万里学院学报》 2012年第3期67-75,共9页

文章采用Burckhardt轮胎模型,对不含侧倾的四轮驱动(4WD)、四轮转向(4WS)型车辆的稳定性控制(VSC)系统进行了非线性建模。文中采用解析形式和适当的近似技术建立了VSC系统标准的非线性状态空间模型,便于今后的控制器设计。

关键词 四轮驱动 四轮转向 非线性 Burckhardt轮胎 状态空间模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

非线性状态空间预测控制在聚丙烯装置中的应用 被引量：1

17

作者 任丽丽 曹巍 张贵礼 《石油化工自动化》 CAS 2015年第1期29-32,共4页

为解决实际装置Spheripol-II液相双环管聚丙烯反应器工艺瓶颈和控制难点,从丙烯聚合反应动力学出发,根据物料平衡和能量平衡原理建立了反应器动态数学模型,采用基于状态空间模型非线性预测控制策略,开发了由"DCS控制层"和&qu... 为解决实际装置Spheripol-II液相双环管聚丙烯反应器工艺瓶颈和控制难点,从丙烯聚合反应动力学出发,根据物料平衡和能量平衡原理建立了反应器动态数学模型,采用基于状态空间模型非线性预测控制策略,开发了由"DCS控制层"和"上位机控制层"构成的先进控制系统。结合DCS逻辑切换安全保护方法,该系统可灵活投用与切除,保障了双环管反应器控制问题的安全性。该控制器成功应用于国内某石化企业聚丙烯装置,有效地减少了双环管反应器反应温度和反应密度等关键参数的工艺波动,实现了熔体流动速率等产品质量指标的闭环控制,产品质量稳定提升,关键运行参数在投用先进控制系统后标准偏差减少了25%以上。 展开更多

关键词 聚合反应器 非线性模型预测控制 状态空间 动态建模 熔体流动速率

在线阅读 下载PDF 职称材料

三态Boost型DC/DC变换器的数学模型及其输入/输出反馈线性化非线性控制方法 被引量：4

18

作者 刘锦波 明文龙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期171-177,共7页

针对传统的Boost型DC/DC变换器存在不稳定的零动态问题,Viswanathan K.提出了一种改进拓扑结构的三态Boost型DC/DC变换器。考虑到现有文献均采用小信号模型和相应的线性控制方法,难以发挥该三态Boost变换器的优势,为此,在建立三态Boost... 针对传统的Boost型DC/DC变换器存在不稳定的零动态问题,Viswanathan K.提出了一种改进拓扑结构的三态Boost型DC/DC变换器。考虑到现有文献均采用小信号模型和相应的线性控制方法,难以发挥该三态Boost变换器的优势,为此,在建立三态Boost型DC/DC变换器大信号状态空间数学模型的基础上,根据其多变量、非线性特点,基于输入/输出反馈线性化提出一种新颖的非线性控制方法。自制的样机实验结果表明:与传统的PI控制方法相比,该新型非线性控制方案具有明显的优势,不仅输出电压的调节范围较宽、稳态偏差小,而且动态性能也明显改善。 展开更多

关键词 Boost型DC/DC变换器 状态空间平均模型 非线性控制方法 输入/输出反馈线性化 零动态

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于状态反馈精确线性化的Boost变换器最优控制 被引量：1

19

作者 逄海萍 闫蕾蕾 张向峰 《自动化技术与应用》 2017年第5期1-4,25,共5页

研究非线性Boost开关变换器的最优控制问题。根据Boost变换器的两种工作模式建立其状态方程,并用状态空间平均法建立其非线性数学模型。采用状态反馈精确线性化方法 ,推导出非线性状态反馈系统的精确线性化标准型,并构造虚拟输出函数,... 研究非线性Boost开关变换器的最优控制问题。根据Boost变换器的两种工作模式建立其状态方程,并用状态空间平均法建立其非线性数学模型。采用状态反馈精确线性化方法 ,推导出非线性状态反馈系统的精确线性化标准型,并构造虚拟输出函数,得出非线性状态反馈控制律表达式,进而利用线性二次型最优控制理论设计Boost变换器的控制律。基于MATLAB/Simulink仿真结果表明,该方法设计的控制器具有精度高、响应快、超调量低、抗干扰能力好等良好的动静态特性,对工程应用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 BOOST变换器 非线性 状态空间平均法 精确线性化 最优控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

自组织状态空间模型参数初始分布搜索算法 被引量：1

20

作者 甘敏 彭辉 +1 位作者 黄云志 董学平 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期1538-1543,共6页

自组织状态空间模型为估计非线性非高斯状态空间模型中的未知参数提供了一种有效方法.针对自组织状态空间模型中参数的初始分布难以确定的难点,提出了一种搜索自组织状态空间模型参数初始分布的算法.所用搜索算法基于一种高效的进化模型... 自组织状态空间模型为估计非线性非高斯状态空间模型中的未知参数提供了一种有效方法.针对自组织状态空间模型中参数的初始分布难以确定的难点,提出了一种搜索自组织状态空间模型参数初始分布的算法.所用搜索算法基于一种高效的进化模型,具有全局搜索能力,使得参数的初始分布向真实参数"移动".数值实验分析结果验证了提出方法的有效性. 展开更多

关键词 自组织状态空间模型 粒子滤波 参数估计 非线性 非高斯

在线阅读 下载PDF 职称材料