马尔可夫跳跃非线性系统的高斯和滤波器设计

0 下载量 45 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 165KB PDF 举报
本文针对马尔可夫跳跃非线性系统的状态估计问题,提出了Gaussian sum filter (GSF) 的一种新方法。在研究中,作者重点探讨了如何利用高斯和方法来近似条件后验概率密度函数,从而在最小均方误差意义下构建一个通用的GSF框架。这种方法的关键在于利用小的高斯集合设计策略,通过合并初始阶段的高斯成分,有效地降低了计算复杂度。 具体而言,作者首先详细介绍了马尔可夫跳跃非线性系统的特性,这种系统在许多实际应用中,如机器人导航、信号处理和控制系统中具有重要意义,其动态模型可能随时间随机变化。传统的滤波算法在处理这类系统的不确定性时可能存在困难,因此引入高斯和滤波器能够更好地捕捉非线性和跳跃性质。 在GSF框架中,通过使用一系列独立的高斯分布来逼近状态的概率密度函数,每个高斯分布代表了对系统状态的一种可能性。这种方法允许对复杂的非线性关系进行建模,并且在估计过程中考虑到状态间的跳跃转移。与交互式多模型粒子滤波器(IMMPF)相比,该算法的优势在于能以更低的计算成本实现相近甚至更好的性能。 为了验证理论效果,作者进行了数值模拟,结果显示,提出的GSF算法在保持良好估计精度的同时,显著减少了计算量,这使得它在实际应用中具有更高的效率和实用性。此外,文中还讨论了算法的稳定性和鲁棒性,以及可能的扩展和优化方向,这对于理解和改进马尔可夫跳跃非线性系统状态估计的理论和技术具有重要的参考价值。 这篇研究论文提供了一种创新的高斯和滤波技术,对于处理马尔可夫跳跃非线性系统中的状态估计问题具有实用价值,不仅提高了估计精度,还优化了计算效率,是当前智能系统估计技术领域的一个重要进展。