删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

基于变分贝叶斯理论的不确定厚尾噪声滤波方法

本站小编 Free考研考试/2022-02-12

董祥祥, 吕润妍, 蔡云泽()
上海交通大学 自动化系; 系统控制与信息处理教育部重点实验室;海洋智能装备与系统集成技术教育部实验室, 上海 200240
收稿日期:2020-01-06出版日期:2020-09-28发布日期:2020-10-10
通讯作者:蔡云泽E-mail:yzcai@sjtu.edu.cn
作者简介:董祥祥(1995-),女,山西省临汾市人,博士生,主要研究方向为状态估计与滤波
基金资助:国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(61627810);国家科技重大专项(2018YFB1305003)

A Variational Bayes-Based Filter with Uncertain Heavy-Tailed Noise

DONG Xiangxiang, LÜ Runyan, CAI Yunze*()
Department of Automation; Key Laboratory of System Control and Information Processing of the Ministry of Education; c. Key Laboratory of Marine Intelligent Equipment and System of the Ministry of Education, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
Received:2020-01-06Online:2020-09-28Published:2020-10-10
Contact:CAI Yunze* E-mail:yzcai@sjtu.edu.cn






摘要/Abstract


摘要: 为了解决非线性滤波中量测噪声呈厚尾分布且统计特性不确定的问题,提出一种基于Pearson Type VII 分布的自适应滤波算法.针对传统鲁棒卡尔曼滤波器因尺度矩阵和自由度参数固定不变而无法自适应调整的问题,以容积卡尔曼滤波器为基础,选择Pearson Type VII 分布对厚尾噪声进行建模,将传统鲁棒滤波固定自由度参数的估计转化为Pearson Type VII 分布中可自适应调整的双自由度参数的估计,并通过 inverse Wishart和Gamma分布描述尺度矩阵、双自由度参数和辅助参数的先验分布,利用遗忘因子对各参数进行时间更新;基于变分贝叶斯理论,对系统状态、尺度矩阵、双自由度参数和辅助参数形成的联合后验概率密度函数进行变分迭代,实现对系统状态和未知厚尾噪声的联合估计.仿真结果表明,在不确定厚尾噪声条件下,本文算法的滤波精度高于传统鲁棒容积卡尔曼滤波.
关键词: 厚尾噪声, Pearson Type VII 分布, 变分贝叶斯, 联合估计, 容积卡尔曼滤波
Abstract: An adaptive Pearson Type VII based filter was proposed to deal with measurement noise with heavy tailed distribution and uncertain statistical characteristics in nonlinear filtering. In view of the fact that the scale matrix and degree-of-freedom (DOF) parameters of traditional robust Kalman filter are fixed, which cannot adjust adaptively. The Pearson Type VII distribution was selected to model the heavy tailed noise to realize the adaptive estimation of 2-DOF parameters based on Cubature Kalman filter (CKF). Inverse Wishart and Gamma distributions were used to describe prior distributions of the scale matrix, 2-DOF parameters, and auxiliary parameters. Besides, time updating of these parameters was performed through a forgetting factor. Based on the variational Bayesian theory, the variational iteration of joint posterior probability density function formed by states together with the 2-DOF parameters and auxiliary parameters was performed, and the states and noise parameters were estimated simultaneously. The simulation results show that this algorithm has a higher filtering accuracy than the traditional robust CKF under the condition of uncertain heavy tailed noise.
Key words: heavy tailed noise, Pearson Type VII distribution, variational Bayesian (VB), joint estimation, Cubature Kalman filter (CKF)


PDF全文下载地址:

点我下载PDF
相关话题/系统 上海交通大学 统计 自动化系 控制

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 单输入单输出系统离散积分滑模预测控制
    刘邱,赵东亚()中国石油大学(华东)新能源学院,山东青岛266580收稿日期:2019-12-11出版日期:2020-09-28发布日期:2020-10-10通讯作者:赵东亚E-mail:dyzhao@upc.edu.cn作者简介:刘邱(1995-),男,重庆市人,硕士生,从事滑模控制和预测控制的研 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 欠驱动水面船舶的自适应神经网络-滑模路径跟随控制
    贺宏伟a,邹早建a,b(),曾智华aa.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海200240b.上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240收稿日期:2019-04-26出版日期:2020-09-28发布日期:2020-10-10通讯作者:邹早建E-mail:zjzou@sjtu.edu.c ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 拒绝服务攻击下信息物理系统事件触发广义预测控制
    王志文(),刘伟兰州理工大学电气工程与信息工程学院;甘肃省工业过程先进控制重点实验室;电气与控制工程国家级实验教学示范中心,兰州730050收稿日期:2020-01-10出版日期:2020-09-28发布日期:2020-10-10作者简介:王志文(1976-),男,甘肃省武威市人,教授,现主要从事网 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于高斯过程回归的车辆巡航系统学习预测控制
    何德峰(),彭彬彬,顾煜佳,余世明浙江工业大学信息工程学院,杭州310023收稿日期:2019-12-17出版日期:2020-09-28发布日期:2020-10-10作者简介:何德峰(1979-),男,浙江省义乌市人,教授,博士生导师,从事模型预测控制理论与应用的研究.电话(Tel):0571-85 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 城市污水处理过程出水氨氮优化控制
    韩红桂(),杨士恒,张璐,乔俊飞北京工业大学信息学部;计算智能与智能系统北京市重点实验室,北京100124收稿日期:2019-07-30出版日期:2020-09-28发布日期:2020-10-10作者简介:韩红桂(1983-),男,江苏省泰州市人,教授,现主要从事城市污水处理过程建模、优化和控制研究 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 舰载机无杆式牵引车横摆稳定性控制
    戚基艳,金嘉琦,付景顺()沈阳工业大学机械工程学院,沈阳110870收稿日期:2019-09-12出版日期:2020-09-28发布日期:2020-10-10通讯作者:付景顺E-mail:fujingshun@sut.edu.cn作者简介:戚基艳(1984-),女,辽宁省大连市人,博士生,现主要从事 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于鸽群层级交互的有人/无人机集群一致性控制
    赵建霞1,段海滨1(),赵彦杰2,范彦铭3,魏晨11.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京1000832.中国电子科技集团公司电子科学研究院,北京1000413.中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所,沈阳110035收稿日期:2020-05-25出版日期:2020-09-28发布日期:2 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于Wirtinger型积分不等式的线性时滞广义系统稳定性准则
    朱金梁1,王婷1(),李涛21.南京林业大学信息科学技术学院,南京2100372.南京航空航天大学自动化学院,南京211106收稿日期:2020-05-25出版日期:2020-09-28发布日期:2020-10-10通讯作者:王婷E-mail:chunchun1010@163.com作者简介:朱金梁 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 非仿射纯反馈非线性切换系统自适应控制
    陈龙胜(),王琦,何国毅南昌航空大学飞行器工程学院,南昌330063收稿日期:2020-05-18出版日期:2020-09-28发布日期:2020-10-10作者简介:陈龙胜(1983-),男,安徽省合肥市人,副教授,主要从事非线性系统控制及应用的研究.电话(Tel.):15350002862;Em ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 人工肛门括约肌系统便意感知重建
    朱东,姜萍萍,颜国正(),王志武,韩玎,赵凯,华芳芳,姚盛健,丁紫凡,周泽润上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240收稿日期:2019-07-26出版日期:2020-08-28发布日期:2020-08-18通讯作者:颜国正E-mail:gzhyan@sjtu.edu.cn作者简介:朱东( ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12