双线性状态空间系统的状态观测器设计

作     者：张霄 丁锋 ZHANG Xiao;DING Feng

作者机构：江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2023年第38卷第1期

页      面：274-280页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61873111) 

主　　题：双线性状态空间系统 状态估计 卡尔曼滤波 辅助模型 状态观测器 delta算子 

摘      要：针对受过程噪声和量测噪声干扰的双线性状态空间系统,研究其状态估计算法.借助双线性系统的特殊结构,将其等价表示为线性时变模型,推导基于Kalman滤波的状态估计算法.针对线性时变模型中存在的未知变量,基于辅助模型辨识思想,通过构造一个辅助模型,将未知变量用该模型的输出代替,提出基于辅助模型的双线性系统状态估计算法.构造双线性状态观测器,引入delta算子极小化状态估计误差协方差矩阵,从而得到最优状态估计增益,并提出基于delta算子的双线性系统状态估计算法.所提出的算法能够避免线性化过程带来的估计精度差的问题,提高双线性系统的状态估计精度.通过仿真实验验证了所提出算法的有效性,并对比分析了不同噪声情况下所提出算法的估计效果.