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H_∞滤波算法及其在GPS/SINS组合导航系统中的应用 被引量：28
1
作者 岳晓奎 袁建平 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期366-368,共3页
在对 H∞ 估计问题进行数学描述的基础上 ,建立了一种 H∞ 次优滤波算法的迭代方程。定性讨论了H∞滤波算法与传统 Kalman滤波器的关系 ,通过在 GPS/SINS组合系统中的实际应用进一步从精度、鲁棒性等性能指标方面对 H∞ 滤波和 Kalman... 在对 H∞ 估计问题进行数学描述的基础上 ,建立了一种 H∞ 次优滤波算法的迭代方程。定性讨论了H∞滤波算法与传统 Kalman滤波器的关系 ,通过在 GPS/SINS组合系统中的实际应用进一步从精度、鲁棒性等性能指标方面对 H∞ 滤波和 Kalman滤波算法进行了比较。仿真结果表明 ,在理想条件下 ,Kalman滤波方法具有较高的精度 ;但是 ,当系统模型和外部干扰统计特性发生变化时 ,H∞ 滤波算法明显具有良好的鲁棒性能 ,同时 ,估计精度也较高 ,有效地克服了 展开更多
关键词 h∞滤波 KALMAN滤波 鲁棒性 GPS/SINS 组合导航 飞行器 导航系统 算法
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H_∞ 滤波及其在惯导地面自对准中的应用 被引量：12
2
作者 冯绍军 袁信 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期383-387,共5页
在理想条件下，卡尔曼滤波技术应用于惯性导航系统的地面初始对准可实现快速对准并且具有较高的精度，然而在系统模型和统计特性存在不确定性的条件下，Ｈ∞滤波可有效地解决卡尔曼滤波应用受到的限制，不仅估计精度高，而且还具有鲁棒... 在理想条件下，卡尔曼滤波技术应用于惯性导航系统的地面初始对准可实现快速对准并且具有较高的精度，然而在系统模型和统计特性存在不确定性的条件下，Ｈ∞滤波可有效地解决卡尔曼滤波应用受到的限制，不仅估计精度高，而且还具有鲁棒性。本文将Ｈ∞滤波应用于惯性导航系统地面自对准，仿真结果表明，对准过程不仅速度快、精度高，而且还具有鲁棒性，效果优于卡尔曼滤波。 展开更多
关键词 惯性导航 卡尔曼滤波 h∞滤波 地面自对准
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H_∞滤波在惯导系统地面快速对准中的应用 被引量：8
3
作者 王艳东 范跃祖 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期516-518,共3页
阐述了H∞ 滤波器的设计过程 ,并将H∞ 滤波方法应用于惯导系统地面初始对准 .文中建立了惯导系统的误差模型 ,并对其进行了可观性分析 ,利用H∞ 滤波方法对可观子系统进行了滤波计算 ,给出了在噪声统计特性未知方差有界情况下惯导系统... 阐述了H∞ 滤波器的设计过程 ,并将H∞ 滤波方法应用于惯导系统地面初始对准 .文中建立了惯导系统的误差模型 ,并对其进行了可观性分析 ,利用H∞ 滤波方法对可观子系统进行了滤波计算 ,给出了在噪声统计特性未知方差有界情况下惯导系统初始对准的仿真曲线 ,仿真结果表明该方法克服了卡尔曼滤波对噪声的苛刻要求 ,滤波效果能够满足工程需要 ,进一步说明H∞ 滤波应用于惯导系统初始对准是有效的 .为提高对准速度 ,文中给出了方位误差角的一种快速估计方法 ,结果表明该方法是可行的 . 展开更多
关键词 飞机惯性导航 卡尔曼滤波 可检测性 h∞滤波
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时滞离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒故障检测 被引量：9
4
作者 王红茹 王常虹 高会军 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期796-800,共5页
研究具有状态时滞离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒故障检测问题.基于依赖于系统模态的滤波器构造残差产生系统,利用H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题,应用线性矩阵不等式技术得到了此类系统的故障检测滤波器存在的充分条... 研究具有状态时滞离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒故障检测问题.基于依赖于系统模态的滤波器构造残差产生系统,利用H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题,应用线性矩阵不等式技术得到了此类系统的故障检测滤波器存在的充分条件.数值仿真表明所提方法是可行的. 展开更多
关键词 时滞马尔可夫跳跃系统 故障检测 h∞滤波 线性矩阵不等式
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基于声矢量传感器阵列的鲁棒H_∞空气流动速度估计算法 被引量：13
5
作者 陈诚 陶建武 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期361-370,共10页
研究了基于声矢量传感器阵列的空气流动速度测量问题。首先,根据声波在气流中的传播原理,求得声场中质点振速与空气流动速度的关系表达式,建立基于声矢量传感器线性阵列的测量模型。在此基础上,根据各个阵元输出信号之间的相位差,提出... 研究了基于声矢量传感器阵列的空气流动速度测量问题。首先,根据声波在气流中的传播原理,求得声场中质点振速与空气流动速度的关系表达式,建立基于声矢量传感器线性阵列的测量模型。在此基础上,根据各个阵元输出信号之间的相位差,提出了基于鲁棒H∞滤波的空气流动速度估计算法,该算法通过各个阵元的信息迭代估计出空气流动速度。然后从理论上讨论了算法的初值选取,并分析了算法对随机扰动的鲁棒性。最后,计算机仿真表明该算法具有良好的鲁棒性和容错性。 展开更多
关键词 声矢量传感器阵列 质点振速 空气流动速度测量 h∞滤波 初值选取
原文传递
联合H_∞滤波算法及其在组合导航系统中的应用研究 被引量：9
6
作者 单茂华 周百令 黄丽斌 《数据采集与处理》 CSCD 2003年第4期418-422,共5页
针对联合卡尔曼滤波器对系统模型和系统噪声先验知识依赖性过强的局限性 ,基于 H∞ 滤波对系统模型和噪声等不确定性因素具有极强的鲁棒性能的特点 ,介绍了一种 H∞ 滤波的分散化技术 ,并在此基础上提出了联合H∞ 滤波算法 ,给出了信息... 针对联合卡尔曼滤波器对系统模型和系统噪声先验知识依赖性过强的局限性 ,基于 H∞ 滤波对系统模型和噪声等不确定性因素具有极强的鲁棒性能的特点 ,介绍了一种 H∞ 滤波的分散化技术 ,并在此基础上提出了联合H∞ 滤波算法 ,给出了信息分配方式 ,并对其性能作了详细的分析 ,指出该算法能有效解决局部滤波器测量更新之间的相关性问题。对 MIMU/ GPS/ HMR组合导航系统进行了计算机仿真 ,仿真结果表明 ,该联合 H∞ 滤波算法虽然不是最优的 ,但是其状态估计精度仍然要优于分散 H∞ 展开更多
关键词 组合导航系统 联合h∞滤波算法 联合卡尔曼滤波算法 计算机仿真 分散化技术 卡尔曼滤波器
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捷联惯导系统传递对准两种滤波方法比较研究 被引量：9
7
作者 王司 邓正隆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第2期9-13,共5页
将H∞滤波方法用于捷联惯导系统(SINS)空中动基座传递对准,并对卡尔曼滤波和H∞滤波应用于传递对准的鲁棒效果进行了比较研究。仿真结果表明,在有色噪声和白噪声强度较小时,两种滤波方法的滤波精度差别不大,但当有色噪声和白噪声强度较... 将H∞滤波方法用于捷联惯导系统(SINS)空中动基座传递对准,并对卡尔曼滤波和H∞滤波应用于传递对准的鲁棒效果进行了比较研究。仿真结果表明,在有色噪声和白噪声强度较小时,两种滤波方法的滤波精度差别不大,但当有色噪声和白噪声强度较大时,卡尔曼滤波精度优于H∞滤波。换言之,卡尔曼滤波对于噪声的不确定性是具有一定的鲁棒性的,并且就估计精度而言,其鲁棒性优于H∞滤波,但H∞滤波的估计速度优于卡尔曼滤波。 展开更多
关键词 传递对准 动基座 h∞滤波 卡尔曼滤波
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具有分布时滞和随机测量数据丢失的离散切换系统H_∞滤波 被引量：10
8
作者 李艳辉 柳桐 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期1486-1492,共7页
由于传感器间接失效、信号带宽限制等原因,测量数据丢失和分布时滞成为无线传感器网络中的常见现象,若不能有效地考虑这些现象对系统的影响,则无法保证系统的性能.为此,针对一类具有分布时滞和随机测量数据丢失的离散切换系统研究H_∞... 由于传感器间接失效、信号带宽限制等原因,测量数据丢失和分布时滞成为无线传感器网络中的常见现象,若不能有效地考虑这些现象对系统的影响,则无法保证系统的性能.为此,针对一类具有分布时滞和随机测量数据丢失的离散切换系统研究H_∞滤波问题,采用已知概率的Bernoulli随机序列描述测量数据丢失,构造Lyapunov-krasorskii函数,基于平均驻留时间法和LMI技术提出保证滤波误差系统均方指数稳定且满足H_∞性能的充分条件.数值仿真验证了所提出方法的可行性. 展开更多
关键词 离散切换系统 分布时滞 测量数据丢失 h∞滤波
原文传递
具有多测量数据包丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计 被引量：10
9
作者 李岳炀 钟麦英 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期1638-1648,共11页
研究存在多数据包丢失现象的线性离散时变系统有限时间域内故障检测滤波器(Fault detection filter,FDF)设计问题.在数据包具有时间戳标记的条件下,设计基于观测器的FDF作为残差产生器,构造两类FDF.其一为H-/H∞-FDF或H∞/H∞-FDF.定义... 研究存在多数据包丢失现象的线性离散时变系统有限时间域内故障检测滤波器(Fault detection filter,FDF)设计问题.在数据包具有时间戳标记的条件下,设计基于观测器的FDF作为残差产生器,构造两类FDF.其一为H-/H∞-FDF或H∞/H∞-FDF.定义故障到残差和未知输入到残差的广义传递函数算子,将此类FDF设计问题转换为随机意义下H-/H∞或H∞/H∞性能指标优化问题.其二为H∞-FDF,将此类FDF设计问题转化为随机意义下的H∞滤波问题.采用基于伴随算子的H∞优化方法,通过求解递推Riccati方程,得到上述两类FDF设计问题的解析解.通过算例验证所提方法的有效性. 展开更多
关键词 线性离散时变系统 数据包丢失 RICCATI方程 h∞滤波 故障检测滤波器
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基于sigma点H∞滤波的说话人跟踪方法 被引量：9
10
作者 侯代文 殷福亮 陈喆 《信号处理》 CSCD 北大核心 2009年第3期374-378,共5页
在基于麦克风阵列的说话人跟踪系统中,存在观测方程的非线性程度较强,观测误差的统计特性不易准确描述等问题。本文提出了一种基于sigma点H_∞滤波的说话人跟踪方法。该方法用sigma点转换技术减小观测方程的线性化误差,用H_∞滤波方法... 在基于麦克风阵列的说话人跟踪系统中,存在观测方程的非线性程度较强,观测误差的统计特性不易准确描述等问题。本文提出了一种基于sigma点H_∞滤波的说话人跟踪方法。该方法用sigma点转换技术减小观测方程的线性化误差,用H_∞滤波方法降低观测误差不确定性对说话人位置估计的影响,从而提高了说话人跟踪精度,增强了跟踪系统对噪声的鲁棒性。仿真实验结果表明,相对于扩展卡尔曼滤波方法,本文方法在多种噪声条件下可将说话人跟踪误差降低25%以上。 展开更多
关键词 说话人跟踪 非线性系统 h∞滤波 sigma点转换 鲁棒性
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基于轨道约束H_∞滤波的北斗辅助列车定位算法研究 被引量：10
11
作者 王鹏飞 李卫东 初宪武 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期812-818,共7页
针对列车定位的高安全性和稳定性要求,结合列车行驶的特殊性,提出采用铁路轨道信息对北斗定位数据进行约束的H_∞滤波算法。以模糊自适应"当前"统计模型为基础建立列车运动模型,通过将轨道近似为直线段,建立轨道约束模型。将... 针对列车定位的高安全性和稳定性要求,结合列车行驶的特殊性,提出采用铁路轨道信息对北斗定位数据进行约束的H_∞滤波算法。以模糊自适应"当前"统计模型为基础建立列车运动模型,通过将轨道近似为直线段,建立轨道约束模型。将轨道约束与H_∞滤波器结合实现轨道约束H_∞滤波算法。通过仿真对比分析H_∞滤波与卡尔曼滤波、约束与无约束估计的误差。仿真结果表明:轨道约束在提高算法定位精度方面效果明显,H_∞滤波在列车位置估计上具有鲁棒性优势。验证了轨道约束H_∞滤波算法的有效性,对北斗辅助列车定位的工程应用具有理论指导意义。 展开更多
关键词 轨道约束 h∞滤波 北斗卫星导航系统 列车定位
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H_∞滤波和自适应卡尔曼滤波在消除重力异常畸变中的对比研究 被引量：6
12
作者 赵池航 周百令 胡斌宗 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期34-38,共5页
为了有效地消除重力异常畸变对海洋重力仪测量精度的影响,得到更高精度的重力异常测量值,根据随机过程理论,分析了重力异常状态方程,并对H∞滤波算法和自适应卡尔曼滤波算法进行了理论对比分析,将其应用到消除重力异常畸变系统中。为了... 为了有效地消除重力异常畸变对海洋重力仪测量精度的影响,得到更高精度的重力异常测量值,根据随机过程理论,分析了重力异常状态方程,并对H∞滤波算法和自适应卡尔曼滤波算法进行了理论对比分析,将其应用到消除重力异常畸变系统中。为了避免滤波发散,自适应卡尔曼滤波采用降阶的Sage-Husa算法。理论分析和仿真实验表明:H∞滤波算法和自适应卡尔曼滤波算法都具有较好的滤波收敛特性,并能在一定程度上有效地消除重力异常畸变对重力异常测量精度的影响,但自适应卡尔曼滤波的性能优于H∞滤波。 展开更多
关键词 h∞滤波 自适应卡尔曼滤波 重力异常畸变 海洋重力仪 测量精度 重力异常状态方程
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Non-fragile H∞ Filter Design for Delta Operator Formulated Systems with Circular Region Pole Constraints： an LMI Optimization Approach 被引量：10
13
作者 GUO Xiang-Gui YANG Guang-Hong 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期1209-1215,共7页
关键词 三角算子系统 滤波器 乘法增益 线性矩阵不等式
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线性系统的非脆弱H_∞滤波 被引量：7
14
作者 王武 郭祥贵 杨富文 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期503-506,510,共5页
考虑一类线性系统的非脆弱H∞滤波器设计问题.所设计的滤波器具有乘性的滤波器增益变化.采用线性矩阵不等式方法,给出线性连续系统和离散系统的非脆弱H∞滤波器存在的充要条件.数值仿真例子说明了设计方法的有效性.
关键词 线性系统 非脆弱 h∞滤波 乘性增益变化 线性矩阵不等式
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一种自适应H_∞滤波的运动学约束惯性导航方法 被引量：9
15
作者 程向红 赵莹 田芸 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期295-300,共6页
纯捷联惯性导航系统的精度主要受限于传感器精度,为了在固有的传感器精度上进一步提高纯捷联惯性系统导航精度,提出了一种基于自适应H∞滤波的运动学约束辅助惯性导航算法。利用运动约束条件,将载体系中的侧向和上向速度作为量测量,将... 纯捷联惯性导航系统的精度主要受限于传感器精度,为了在固有的传感器精度上进一步提高纯捷联惯性系统导航精度,提出了一种基于自适应H∞滤波的运动学约束辅助惯性导航算法。利用运动约束条件,将载体系中的侧向和上向速度作为量测量,将纯捷联惯性导航系统输出的姿态误差、速度误差及传感器误差作为状态量,采用一种能够自动调节滤波器参数的自适应H∞滤波方法以提高系统性能。实验结果表明,所提出的自适应H∞滤波运动学约束算法与无约束纯惯导算法相比能够提高23.7%~81%的定位精度,与无自适应H∞滤波运动学约束算法相比能够提高16.3%~62.2%的定位精度。 展开更多
关键词 惯性导航 自适应算法 h∞滤波 运动学约束
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弹载捷联惯导系统的在线标定方法 被引量：8
16
作者 周本川 程向红 陆源 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期1-4,共4页
针对弹载捷联惯导系统的在线标定问题,提出基于H∞滤波技术的"速度+姿态"匹配方法对陀螺仪和加速度计的误差进行在线标定。分析了主子惯导系统的时间不同步因素对H∞滤波估计的影响,并提出了一种新的时间延迟补偿方法。某型... 针对弹载捷联惯导系统的在线标定问题,提出基于H∞滤波技术的"速度+姿态"匹配方法对陀螺仪和加速度计的误差进行在线标定。分析了主子惯导系统的时间不同步因素对H∞滤波估计的影响,并提出了一种新的时间延迟补偿方法。某型捷联惯导系统机载数据的半物理仿真试验结果表明,经在线标定补偿后弹载惯导系统的纯惯性导航定位误差降低了82.6%,从而有效实现了弹载捷联惯导系统的在线标定。 展开更多
关键词 捷联惯导 在线标定 “速度+姿态”匹配 h∞ 滤波 时间延迟
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基于H_∞与Kalman联合滤波的二次快速传递对准方法研究 被引量：4
17
作者 王司 邓正隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1266-1270,共5页
将H∞滤波用于舰载导弹捷联惯导系统(SINS)的动基座传递对准。仿真研究结果表明,在测量噪声强度较小时,H∞滤波方法的显著特点是估计速度优于Kalman滤波,其估计精度略低于Kalman滤波。为提高动基座传递对准的快速性,将精对准分为两次进... 将H∞滤波用于舰载导弹捷联惯导系统(SINS)的动基座传递对准。仿真研究结果表明,在测量噪声强度较小时,H∞滤波方法的显著特点是估计速度优于Kalman滤波,其估计精度略低于Kalman滤波。为提高动基座传递对准的快速性,将精对准分为两次进行。第一次精对准利用H∞滤波估计速度快的这一优点,通过速度匹配进行水平对准,第二次精对准采用Kalman滤波通过速度加姿态变化量匹配进行航向对准。仿真结果表明,在测量噪声强度较小时,第一次对准可在2秒钟之内完成,第二次对准可在7秒钟之内完成。两次传递对准可在9秒钟之内完成。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 动基座对准 传递对准 h∞滤波 卡尔曼滤波
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连续切换LPV系统的鲁棒H_∞滤波 被引量：7
18
作者 李艳辉 黄娜 关正伟 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期456-460,共5页
探究连续切换线性参数变化(LPV)系统的鲁棒H_∞滤波问题.对于整个参数变化空间,传统方法是设计单一LPV滤波器,具有较大的保守性.为此,利用多参数依赖Lyapunov函数设计了切换LPV系统的多参数依赖鲁棒H_∞滤波器,以降低设计的保守性.考虑... 探究连续切换线性参数变化(LPV)系统的鲁棒H_∞滤波问题.对于整个参数变化空间,传统方法是设计单一LPV滤波器,具有较大的保守性.为此,利用多参数依赖Lyapunov函数设计了切换LPV系统的多参数依赖鲁棒H_∞滤波器,以降低设计的保守性.考虑了平均驻留时间切换逻辑,所设计的鲁棒H_∞滤波器能够确保滤波误差系统指数稳定且具有一定的H_∞扰动抑制水平.数值仿真实例验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 切换系统 线性参数变化系统 h_∞滤波 参数依赖LYAPUNOV函数 平均驻留时间
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具有离散和分布时滞的中立系统的时滞相关H_∞滤波 被引量：6
19
作者 李会莹 王永成 杨成梧 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期278-283,共6页
研究关于具有离散和分布时滞的中立微分系统的时滞相关鲁棒H∞滤波问题。求得的滤波器是Luenberger观测器类型的,它能保证滤波系统的渐进稳定并能满足一个给定的H∞性能指标。用Lyapunov稳定性理论和广义模型转换来分析系统,欲使得该设... 研究关于具有离散和分布时滞的中立微分系统的时滞相关鲁棒H∞滤波问题。求得的滤波器是Luenberger观测器类型的,它能保证滤波系统的渐进稳定并能满足一个给定的H∞性能指标。用Lyapunov稳定性理论和广义模型转换来分析系统,欲使得该设计方法比已存在的设计方法有更小的保守性。给出的例子说明了此设计方法的有效性。 展开更多
关键词 中立系统 h∞滤波 不确定性 广义模型转换 线性矩阵不等式
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基于LMI的不确定系统鲁棒故障检测 被引量：6
20
作者 王红茹 王常虹 高会军 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期461-465,共5页
针对具有未知输入的范数有界不确定性系统,研究了基于滤波器的鲁棒故障检测问题。依据H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题,应用线性矩阵不等式技术推导了此类系统的鲁棒故障检测滤波器存在的条件。所设计的滤波器能够... 针对具有未知输入的范数有界不确定性系统,研究了基于滤波器的鲁棒故障检测问题。依据H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题,应用线性矩阵不等式技术推导了此类系统的鲁棒故障检测滤波器存在的条件。所设计的滤波器能够保证残差信号和加权故障信号之间的误差最小,同时对未知输入、控制输入及系统的不确定性具有鲁棒性。数值仿真表明所提方法是可行的。 展开更多
关键词 范数有界不确定性 故障检测 h∞滤波 线性矩阵不等式 残差
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