基于非線性高斯濾波器的量測滯后信息處理方法研究.pdf

1、復(fù)雜工業(yè)過程關(guān)鍵質(zhì)量參量的在線檢測對于產(chǎn)品質(zhì)量控制及優(yōu)化調(diào)控至關(guān)重要，是過程監(jiān)控的重點(diǎn)和先進(jìn)控制策略實(shí)施的重要依據(jù)?；趶?fù)雜工業(yè)過程的非線性狀態(tài)空間模型，采用非線性高斯濾波器進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)是實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵質(zhì)量參量在線檢測的一種有效手段。在實(shí)際工程應(yīng)用中由于傳感器傳輸延遲、采樣時(shí)間過長或離線分析等原因，部分量測信息不可避免地延遲到達(dá)數(shù)據(jù)處理單元造成量測滯后現(xiàn)象。非線性高斯濾波器無法直接利用滯后的量測信息，僅依靠實(shí)時(shí)到達(dá)的量測信息進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)難以有

2、效地修正估計(jì)誤差。經(jīng)離線分析獲得的量測信息具有較高的精度，將量測滯后信息處理后加以利用可以進(jìn)一步提高復(fù)雜工業(yè)過程關(guān)鍵質(zhì)量參量的在線檢測精度。因此，研究基于非線性高斯濾波器的量測滯后信息處理方法具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文在分析非線性高斯濾波算法和現(xiàn)有量測滯后信息處理方法的基礎(chǔ)上，研究了量測滯后下非線性系統(tǒng)離散時(shí)間狀態(tài)空間模型的構(gòu)建及容積卡爾曼濾波算法，給出了一種量測滯后下的非線性狀態(tài)估計(jì)方法;基于協(xié)方差融合算法和分

3、布式狀態(tài)融合方法，給出了一種采用協(xié)方差融合的量測滯后信息處理方法;結(jié)合容積卡爾曼濾波算法，提出了一種協(xié)方差融合容積卡爾曼濾波算法，該方法不需要對系統(tǒng)模型進(jìn)行變換，可以處理采樣時(shí)刻在滯后信息到達(dá)后才已知的情況，具有較強(qiáng)的工程適用性。采用量測滯后下的連續(xù)補(bǔ)料發(fā)酵過程模型和聚合反應(yīng)模型進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。
　　仿真實(shí)驗(yàn)研究表明，提出的量測滯后下非線性狀態(tài)估計(jì)方法能夠應(yīng)用于量測滯后下非線性系統(tǒng)的在線狀態(tài)估計(jì)，具有良好的通用性和有效性;提出的協(xié)