滚动时域估计mhe算法

滚动时域估计（Roughly Speaking, Moving Horizon Estimation, MHE）是一种动态系统的预测和控制方法，它结合了模型预测控制（MPC）与在线优化的特点。在MHE中，系统状态会在每个时间步长内被连续地估计，并利用有限的观测数据对未来的时间点进行优化。

算法流程主要包括以下几个步骤：

1. **预测阶段**：从当前时刻开始，利用系统的动态模型向前模拟若干个时间步长的状态，形成一个预测窗或称为预测序列。

2. **优化阶段**：在这个预测窗口中，找到使实际观测值与模型预测最接近的状态估计，通常会考虑一些性能指标，如均方误差或其他动态性能量。

3. **更新阶段**：只接受最新观测到的数据，将优化得到的状态估计与实际观测合并，然后剔除旧的信息，滚动到下一个时间步，重新开始上述过程。

4. **迭代优化**：MHE通常涉及到求解在线优化问题，可能是一个非线性规划问题，通过数值方法（如SQP、LQI等）进行多次迭代求解。

MHE特别适用于处理不确定性高的系统，如传感器噪声大、模型不精确或存在外部扰动的情况。它的优点是可以实时调整和适应新的信息，提供了对系统动态的精细估计和有效的控制决策。

相关问题

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MHE（滚动时域估计）算法是一种用于估计动态系统状态的方法。它是一种递归算法，可以基于过去观测值和系统模型对当前状态进行估计。

滚动时域估计算法的工作原理如下：
1. 首先，我们需要有一个系统模型，描述系统的动态行为。这个模型可以是线性或非线性的，并且通常基于物理原理或经验知识建立。
2. 接下来，我们收集历史观测数据，并将其用于初始化状态估计。这可以通过使用初始状态值或通过最小二乘法来实现。
3. 然后，我们使用测量更新步骤来更新状态估计值。这是通过比较模型预测值与实际观测值之间的差异来实现的。差异越小，状态估计越准确。
4. 最后，我们使用状态预测步骤来预测下一个时间步的状态。这是通过使用系统模型和当前状态估计值进行预测来实现的。

滚动时域估计算法的优点是可以实时地对系统状态进行估计，并且可以随着新的观测数据的到来进行持续更新。它具有较低的计算复杂度和较小的存储需求，适用于许多实时应用领域，如控制系统、信号处理和机器人导航等。

总之，滚动时域估计算法是一种递归算法，可用于估计动态系统的状态。它的工作原理包括系统模型、历史观测数据的初始化、测量更新和状态预测。它具有实时性、低计算复杂度和小存储需求等优点。