[发明专利]一种多阶目标运动信息的估计方法

摘要

本发明提供了一种多阶目标运动信息的估计方法，包括步骤(1)从控制角度出发，通过综合考虑滤波特性和各运动分量间关系，在控制器设计过程中把外回路主要由比例积分环节构成，且积分环节为多个；步骤(2)每个积分环节需设计为内环，形成内部负反馈，以此提升控制内部过程变量的估计精度，这样可通过反向微分单独获得每个控制过程变量；步骤(3)在设计控制器过程中，需保证控制器的时域稳定性，满足李雅普诺夫稳定性判据；步骤(4)从频域角度分析滤波器的特性，响应带宽，保证能有效滤波；步骤(5)将过程变量输出，作为目标运动信息的高阶估计。该方法依靠滤波降低了输入位置信号的噪声，且不基于目标的运动模型，与控制易于结合，计算简单，容易实现。

主权项

1.一种多阶目标运动信息的估计方法，其特征在于：该方法利用控制过程中的积分单元，逐级嵌套构成一个高阶滤波控制器，控制过程中通过积分方式得到目标运动的速度、加速度，甚至更高阶的目标运动分量，该方法步骤如下：/n步骤(1)：从控制角度出发，通过综合考虑滤波特性和各运动分量间关系，其中位置、速度、加速度之间为逐级微分关系，反之则为积分环节，在控制器设计过程中外回路由比例积分环节构成，且积分环节为多个；/n步骤(2)：每个积分环节设计为内环，形成内部负反馈，以此提升控制内部过程变量的估计精度，通过反向微分单独获得每个控制过程变量；/n步骤(3)：在设计控制器过程中，需保证控制器的时域稳定性，满足李雅普诺夫稳定性判据或者劳斯稳定性判据；/n步骤(4)：从频域角度分析滤波器的特性，响应带宽，保证能有效滤波；/n步骤(5)：将过程变量输出，作为目标运动信息的高阶估计；/n其中，步骤(1)针对输入目标信息设计一个滤波器，该滤波器利用控制环节中的积分环节和比例反馈形成闭环单元，其中每个闭环单元的输出被称为过程状态变量，该过程状态变量通过积分单元反向与各运动分量进行一一对应，包括位置、速度和加速度；先从整体上设计滤波器，确定滤波阶数和滤波参数；/n其中，步骤(2)中每个内回路的开环为一个积分环节，采用比例反馈的形式构成内闭环回路，内闭环回路能提升控制内部过程状态变量的估计精度；当滤波器的整体阶数和参数确定后，则对积分单元进行离散处理，然后针对各闭环回路单独一步一步进行计算，获取过程状态变量，而不是整体上的滤波处理再积分；/n其中，步骤(4)中对滤波特性的要求，需保证滤波有效，在整体滤波器设计时利用其频率伯德图对其滤波特性进行选择，针对不同的噪声特性设计不同的滤波性能。/n