[发明专利]一种针对间歇过程的二维动态卡尔曼滤波器设计方法

摘要

本发明公开了一种针对间歇过程的二维动态卡尔曼滤波器设计方法，包括A、根据间歇过程的可重复特性和一维动态模型，构建间歇过程的二维动态模型；B、对当前批次k的上一批次k‑1数据进行零相移滤波；C、根据零相移滤波后的数据、构建的二维动态模型以及测量误差的方差计算当前时刻t的前向预测误差的协方差和卡尔曼增益；D、根据当前时刻t的测量值和前向预测误差的协方差进行卡尔曼滤波和更新，从而得到当前时刻的后向估计值和后向测量误差的协方差；然后令t=t+1，返回步骤B对下一时刻t+1进行计算，直到批次结束。本发能实时在线使用，精确度更高且使用范围更广；可有效解决相移的问题。本发明可广泛应用于滤波器的设计。

主权项

一种针对间歇过程的二维动态卡尔曼滤波器设计方法，其特征在于：包括：A、根据间歇过程的可重复特性和一维动态模型，构建间歇过程的二维动态模型，所述间歇过程的二维动态模型为：xt,k＝xt,k‑1+Φ(xt‑1,k‑xt‑1,k‑1)+Γ(ut‑d,k‑ut‑d,k‑1)+Qt,k‑Qt,k‑1，其中，t和k分别代表时间和批次方向，d为模型时滞，xt,k代表系统在t时刻第k批次的状态，xt,k‑1代表系统在t时刻第k‑1批次的状态，xt‑1,k代表系统在t‑1时刻第k批次的状态，xt‑1,k‑1代表系统在t‑1时刻第k‑1批次的状态，ut‑d,k代表系统在t‑d时刻第k批次的输入,ut‑d,k‑1代表系统在t‑d时刻第k‑1批次的输入,Φ和Γ均为模型参数，Qt,k是t时刻第k批次的不重复噪声,Qt,k‑1是t时刻第k‑1批次的不重复噪声；B、对当前批次k的上一批次k‑1数据进行零相移滤波，从而得到零相移滤波后的数据x_fltt,k‑1；C、根据零相移滤波后的数据x_fltt,k‑1、构建的二维动态模型以及测量误差的方差计算当前时刻t的前向预测误差的协方差和卡尔曼增益；D、根据当前时刻t的测量值和前向预测误差的协方差进行卡尔曼滤波和更新，从而得到当前时刻的后向估计值和后向测量误差的协方差；然后令t＝t+1，返回步骤B对下一时刻t+1进行计算，直到批次结束。