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白噪声作用下的一般离散线性随机系统卡尔曼滤波1. 数学建模与原理推导离散时间线性随机控制系统模型其中,(系统噪声)和(量测噪声)是零均值的白噪声信号,满足:1.1修改状态方程形式(构造出一个新的与不相关的取代) 运用拉格朗日(Lagrange)乘子法的思想,将(2)式变形嵌入(1)式,得: (为待定系数阵) (3)其中,1.2利用投影法计算一步预测由(3)式,得状态的一步预测(预测递推时,某一时刻噪声值未知) (6)由(4)式,得输出(观测)的一步预测(预测递推时,某一时刻噪声值未知) (7)输出(观测)的预测误差新息 (8)(其中,)状态和观测的一步最佳预测误差间相关阵 (测量噪声与系统状态不相关,) (9)(其中,是状态的一步预测均方误差阵,待定)观测的一步最佳预测误差均方阵 (同理,) (10)1.3求状态的最优估计由更新定理得:(定理证明) (11) (12) (13)投影定理正交性 (14)无偏估计 (15)又根据线性最小方差估计性质3(线性2) (16) (17)即 (18)(其中,)1.4求先推导和. (19) (20)分别对(11)式和(12)式两边求方差阵:代
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