网络延迟系统中几种滤波器设计方法研究

摘要

随着科技水平的提高，传感器网络在军事、工农业生产等领域特别是大型系统中的应用越来越多，而伴随“物联网”、“云计算”等概念的提出，传感器网络技术的研究和应用更加得到人们的关注。
　　网络的引入在给系统带来便利的同时，也出现一些不足。例如，在网络控制系统中，传感器量测数据在经过网络传输过程中，受网络带宽限制、多路由协议等因素的影响，被传送的数据会出现延迟、错序和丢包等现象。这些现象的出现使传统的滤波器设计方法遇到新的挑战，为此本文在阅读相关文献的基础上，针对被传输数据出现延迟和错序的情况，开展了延迟量测系统的几种滤波器设计方法研究。主要工作如下：
　　（1）给出了一种序贯式多传感器一步延迟无序量测滤波方法。针对多传感器系统具有多个一步延迟量测的情况，在单传感器一步延迟无序量测最优更新A1算法的基础上，引入序贯递推的思想，在线性最小方差准则下，进行直接更新，推导出序贯式多传感器一步延迟无序量测最优融合算法，提高了延迟问题处理的实时性。
　　（2）给出了一种具有随机一步延迟的多传感器系统序贯式滤波器设计方法。针对一步延迟具有的随机性，首先将其建模为具有随机变量的一步延迟系统，然后针对该系统，利用最小化估计误差协方差矩阵的准则，基于序贯递推的思想，给出了序贯式滤波器设计方法，并对其性能进行了计算机仿真比较。
　　（3）给出了一种被传输数据无时戳标定下的单传感器多步延迟系统的滤波方法。针对具有多步传感器延迟的线性定常系统，首先基于线性定常系统的时不变特性，建立延迟量测的伪测量模型库，然后将获得的量测作为可能发生延迟的所有量测在最小化估计误差协方差矩阵的准则下进行滤波更新，最后将各个局部状态估计值进行加权融合，从而得到当前时刻的最终状态估计值。

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第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2信息融合简介

1.3传感器网络简介

1.4国内外研究现状

1.5本文的主要内容及章节安排

1.6本章小结

第2章 基础理论

2.1状态估计基础

2.2多传感器融合方法

2.3本章小结

第3章 多传感器一步延迟无序量测序贯式滤波器设计

3.1引言

3.2问题描述

3.3算法介绍

3.4算法流程及分析

3.5仿真实验

3.6本章小结

第4章 随机一步延迟多传感器系统的序贯式滤波器设计

4.1引言

4.2系统描述

4.3序贯式估计融合算法

4.4仿真实验

4.5本章小结

第5章 基于加权的多步延迟系统滤波器设计

5.1引言

5.2系统描述

5.3加权滤波

5.4仿真实验

5.5本章小结

第6章 总结与展望

6.1研究工作总结

6.2研究方向展望

致谢

参考文献

附录

作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目发表和录用的学术论文：