[发明专利]在协议影响下的时变系统滤波器设计方法、装置和滤波器

摘要

本发明公开了一种在协议影响下的时变系统滤波器设计方法，包括：构建含有混合时滞和状态饱和的时变系统数学模型；根据所述时变系统数学模型的测量输出确定协议规则；根据所述协议规则对所述时变系统数学模型进行更新并增广；根据所述更新并增广的时变系统数学模型构建具有待求解滤波参数滤波器模型；根据所述滤波器模型的状态向量估计值和所述更新并增广的时变系统数学模型的状态向量实际值计算出滤波器误差；令所述滤波器误差满足给定条件，求解所述待求解滤波参数。以及一种在协议影响下的时变系统滤波装置和滤波器。以解决实际应用中考虑混合时滞和状态饱和情况下，网络带宽对于所有传感器节点可以同时通过通信网络传输信号不能实现的问题。

主权项

1.一种在协议影响下的时变系统滤波器设计方法，其特征在于，包括：

构建含有混合时滞和状态饱和的时变系统数学模型；

根据所述时变系统数学模型的测量输出确定协议规则；

根据所述协议规则对所述时变系统数学模型进行更新并增广；

根据所述更新并增广的时变系统数学模型构建具有待求解滤波参数滤波器模型；

根据所述滤波器模型的状态向量估计值和所述更新并增广的时变系统数学模型的状态向量实际值计算出滤波器误差；

令所述滤波器误差满足给定条件，求解所述待求解滤波参数。

2.根据权利要求1所述一种在协议影响下的时变系统滤波方法，其特征在于，所述时变系统数学模型包括：

时变系统的状态向量、时变系统的测量输出和所述状态向量的初始条件；

由K时刻之前的状态向量构建所述混合时滞；

由K时刻的状态向量构建所述状态饱和；

所述混合时滞和所述状态饱和，共同构建所述时变系统的状态向量。

3.根据权利要求1或2所述一种在协议影响下的时变系统滤波方法，其特征在于：

所述时变系统在K时刻的所述协议规则的确定方法为：所述时变系统数学模型的测量输出在所述K时刻正在传输的所述测量输出最大值对应的节点。

4.根据权利要求2所述一种在协议影响下的时变系统滤波方法，其特征在于：

将所述协议规则代入所述测量输出，得到具有协议规则的测量输出；

更新并增广所述时变系统的状态向量的方法为：将K‑1时刻的所述具有协议规则的测量输出，作为K时刻所述状态向量的增广矩阵，完成对所述时变系统数学模型进行更新并增广。

5.根据权利要求4所述一种在协议影响下的时变系统滤波方法，其特征在于：

所述时变系统的状态向量，具有过程噪音；所述时变系统的测量输出，具有测量噪音；

将所述K时刻的测量噪音作为K时刻所述过程噪音的增广矩阵，完成对所述时变系统数学模型的噪声进行更新并增广。

6.根据权利要求1所述一种在协议影响下的时变系统滤波方法，其特征在于：

所述给定条件，为所述滤波器误差的椭圆约束。

7.根据权利要求4所述一种在协议影响下的时变系统滤波方法，其特征在于：

所述过程噪音和所述测量噪音，分别满足椭圆约束。

8.一种在协议影响下的时变系统滤波装置，其特征在于，包括：

时变系统数学模型构建单元（201），所述时变系统数学模型构建单元（201）与协议规则确定单元（202）连接，所述协议规则确定单元（202）与时变系统数学模型进行更新并增广单元（203），所述时变系统数学模型进行更新并增广单元（203）与待求解滤波参数滤波器模型构建单元（204）连接，所述待求解滤波参数滤波器模型构建单元（204）与滤波器误差计算单元（205）连接，所述滤波器误差计算单元（205）与待求解滤波参数求解单元（206）连接；

所述时变系统数学模型构建单元（201），用于构建含有混合时滞和状态饱和的时变系统数学模型；

所述协议规则确定单元（202），用于根据所述时变系统数学模型的测量输出确定协议规则；

所述时变系统数学模型进行更新并增广单元（203），用于根据所述协议规则对所述时变系统数学模型进行更新并增广；

所述待求解滤波参数滤波器模型构建单元（204），用于根据所述更新并增广的时变系统数学模型构建具有待求解滤波参数滤波器模型；

所述滤波器误差计算单元（205），用于根据所述滤波器模型的状态向量估计值和所述更新并增广的时变系统数学模型的状态向量实际值计算出滤波器误差；

所述待求解滤波参数求解单元（206），用于令所述滤波器误差满足给定条件，求解所述待求解滤波参数。

9.一种在协议影响下的时变系统滤波装置，其特征在于，包括：

存储器和处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序为如权利要求1～7任一项所述一种在协议影响下的时变系统滤波方法，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

构建含有混合时滞和状态饱和的时变系统数学模型；

根据所述时变系统数学模型的测量输出确定协议规则；

根据所述协议规则对所述时变系统数学模型进行更新并增广；

根据所述更新并增广的时变系统数学模型构建具有待求解滤波参数滤波器模型；

根据所述滤波器模型的状态向量估计值和所述更新并增广的时变系统数学模型的状态向量实际值计算出滤波器误差；

令所述滤波器误差满足给定条件，求解所述待求解滤波参数。

10.一种在协议影响下的时变系统滤波器，其特征在于，包括：

如权利要求1～7任一项所述一种在协议影响下的时变系统滤波方法，或者如权利要求8和9任一项所述一种在协议影响下的时变系统滤波装置。