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濾波器設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用:非線性非高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)

濾波器設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用:非線性非高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)

作者：文成林
出版社：電子工業(yè)出版社出版時(shí)間：2024-03-01
開(kāi)本： 其他 頁(yè)數(shù)： 276
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濾波器設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用:非線性非高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì) 版權(quán)信息

濾波器設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用:非線性非高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書介紹粒子濾波器在Kalman濾波框架下的系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)與狀態(tài)估計(jì)機(jī)制。本書聚焦的新型濾波器解決了困繞深度學(xué)習(xí)強(qiáng)非線性模型參數(shù)的收斂性訓(xùn)練、復(fù)雜系統(tǒng)隨工況變化的模型參數(shù)自適應(yīng)辨識(shí)、聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架中各客戶端模型個(gè)性化設(shè)計(jì)、輸入輸出強(qiáng)非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)參數(shù)自適應(yīng)更新、工業(yè)裝備和設(shè)備壽命預(yù)測(cè)等難題。本書對(duì)從事信息科學(xué)、人工智能、電子信息等領(lǐng)域研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣大科技工作者具有一定的參考價(jià)值，也適合作為相關(guān)專業(yè)研究生教材。

濾波器設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用:非線性非高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì) 目錄

**部分 基 礎(chǔ) 篇
第1章 緒論 002
1.1 研究背景及意義 002
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 003
1.3 本書主要內(nèi)容與安排 005
參考文獻(xiàn) 007
第2章 典型的濾波器設(shè)計(jì)方法 011
2.1 線性高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的卡爾曼濾波器設(shè)計(jì) 011
2.2 非線性高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的擴(kuò)展卡爾曼濾波器設(shè)計(jì) 017
2.3 非線性高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的無(wú)跡卡爾曼濾波器設(shè)計(jì) 026
2.4 一般系統(tǒng)噪聲密度函數(shù)下?tīng)顟B(tài)估計(jì)的粒子濾波器設(shè)計(jì) 031
2.5 特征函數(shù)及其基本性質(zhì) 038
參考文獻(xiàn) 047
第二部分 現(xiàn) 代 篇
第3章 線性狀態(tài)模型與一維非線性觀測(cè)模型的特征函數(shù)濾波器 050
3.1 引言與存在問(wèn)題分析 050
3.2 線性狀態(tài)模型與觀測(cè)模型組成的非高斯系統(tǒng)描述 051
3.3 非高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 052
3.4 求解濾波器增益向量的性能指標(biāo)函數(shù)設(shè)計(jì) 053
3.5 求解濾波器增益向量算法 054
3.6 計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真 057
3.7 濾波器性能分析 059
3.8 本章小結(jié)與存在問(wèn)題 060
參考文獻(xiàn) 060
第4章 線性狀態(tài)模型與多維非線性觀測(cè)模型的特征函數(shù)濾波器 063
4.1 引言與存在問(wèn)題分析 063
4.2 線性狀態(tài)模型與多維非線性觀測(cè)模型組成的非高斯系統(tǒng)描述 064
4.3 特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì)與目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建 065
4.4 求解特征函數(shù)濾波器增益矩陣 067
4.5 計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真 069
4.6 本章小結(jié)與存在問(wèn)題 078
參考文獻(xiàn) 078
第三部分 現(xiàn) 在 篇
第5章 弱非線性狀態(tài)模型與強(qiáng)非線性觀測(cè)模型的特征函數(shù)濾波器 080
5.1 引言與存在問(wèn)題分析 080
5.2 弱非線性狀態(tài)模型與強(qiáng)非線性觀測(cè)模型系統(tǒng)描述 081
5.3 非線性特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 082
5.4 非線性狀態(tài)模型的局部線性化 082
5.5 特征函數(shù)濾波器增益矩陣求解 084
5.6 計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真 088
5.7 本章小結(jié)與存在問(wèn)題 098
參考文獻(xiàn) 098
第6章 非線性狀態(tài)模型與強(qiáng)非線性觀測(cè)模型的高階擴(kuò)維特征函數(shù)濾波器 099
6.1 引言與存在問(wèn)題分析 099
6.2 非線性非高斯系統(tǒng)描述 099
6.3 非線性狀態(tài)模型的偽線性化表示與隱變量引入 101
6.4 二階多項(xiàng)式隱變量在全維空間中的線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模 104
6.5 非線性觀測(cè)模型基于二階泰勒展開(kāi)的等效描述 105
6.6 非線性系統(tǒng)二階擴(kuò)維特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 108
6.7 二階擴(kuò)維特征函數(shù)濾波器的降維實(shí)現(xiàn)與性能分析 115
6.8 計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真 116
6.9 本章小結(jié)與存在問(wèn)題 119
參考文獻(xiàn) 119
第四部分 未 來(lái) 篇
第7章 強(qiáng)非線性復(fù)雜系統(tǒng)的一型高階特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 122
7.1 引言與存在問(wèn)題分析 122
7.2 強(qiáng)非線性非高斯系統(tǒng)描述 122
7.3 隱變量引入與強(qiáng)非線性狀態(tài)模型的偽線性化表示 124
7.4 隱變量線性狀態(tài)動(dòng)態(tài)建模與狀態(tài)模型在全維空間中的線性化表示 126
7.5 隱狀態(tài)變量引入與強(qiáng)非線性觀測(cè)模型在全維空間中的等效表示 128
7.6 求解系統(tǒng)參數(shù)變量 的特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 131
7.7 求解系統(tǒng)隱狀態(tài)變量 的特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 135
7.8 求解系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)誤差變量 的特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 141
7.9 原始系統(tǒng)狀態(tài)變量 估計(jì)值的重構(gòu)與特征函數(shù)濾波器性能分析 144
7.10 本章小結(jié)與存在問(wèn)題 146
參考文獻(xiàn) 146
第8章 強(qiáng)非線性復(fù)雜系統(tǒng)的二型高階特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 148
8.1 引言與存在問(wèn)題分析 148
8.2 強(qiáng)非線性非高斯系統(tǒng)描述 148
8.3 強(qiáng)非線性系統(tǒng)的線性化形式描述 149
8.4 基于狀態(tài)模型和觀測(cè)模型建模誤差雙特征函數(shù)的濾波器設(shè)計(jì) 151
8.5 原始系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)值的重構(gòu)與特征函數(shù)濾波器性能分析 159
8.6 本章小結(jié)與存在問(wèn)題 161
參考文獻(xiàn) 161
第9章 強(qiáng)非線性復(fù)雜系統(tǒng)的三型高階特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 162
9.1 引言與存在問(wèn)題分析 162
9.2 強(qiáng)非線性非高斯系統(tǒng)描述 162
9.3 強(qiáng)非線性系統(tǒng)的線性化形式描述 163
9.4 高階隱變量線性狀態(tài)動(dòng)態(tài)建模與濾波器設(shè)計(jì)條件設(shè)置 164
9.5 隱參數(shù)變量 和 的特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 167
9.6 擴(kuò)維狀態(tài)隱變量 的序貫式特征函數(shù)濾波器組設(shè)計(jì) 170
9.7 系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)誤差變量 的序貫式特征函數(shù)濾波器設(shè)計(jì) 174
9.8 原始系統(tǒng)狀態(tài)變量估計(jì)值的重構(gòu)與濾波器性能分析 182
9.9 本章小結(jié)與存在問(wèn)題 184
參考文獻(xiàn) 184
第五部分 應(yīng) 用 篇
第10章 多傳感器狀態(tài)融合估計(jì)的特征函數(shù)濾波方法 186
10.1 引言 186
10.2 多傳感器非線性觀測(cè)系統(tǒng)描述 187
10.3 基于CFF的集中式融合方法設(shè)計(jì) 188
10.4 基于CFF的并行式融合方法設(shè)計(jì) 190
10.5 基于CFF的序貫式融合方法設(shè)計(jì) 194
10.6 多參數(shù)預(yù)測(cè)誤差模型設(shè)計(jì) 198
10.7 仿真實(shí)驗(yàn) 199
10.8 本章小結(jié)與存在問(wèn)題 206
參考文獻(xiàn) 207
第11章 極坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系混合環(huán)境下的目標(biāo)跟蹤方法 208
11.1 一般線性狀態(tài)模型多維非線性系統(tǒng)描述 208
11.2 極坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系下的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)描述 209
11.3 極坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系混合環(huán)境下的目標(biāo)跟蹤案例 210
參考文獻(xiàn) 216
第12章 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)自適應(yīng)辨識(shí)方法 217
12.1 引言 217
12.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)常用更新方法 218
12.3 基于CFF的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)更新方法 223
12.4 稀疏神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì) 231
12.5 計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn) 233
12.6 本章小結(jié) 235
參考文獻(xiàn) 235
第13章 設(shè)備壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)在線辨識(shí)方法 238
13.1 引言 238
13.2 鋰電池充放電動(dòng)態(tài)過(guò)程建模 239
13.3 電池SOC估計(jì)的高階項(xiàng)擴(kuò)維建模 241
13.4 仿真實(shí)驗(yàn) 245
13.5 本章小結(jié) 246
參考文獻(xiàn) 247
第14章 超非線性輸入輸出系統(tǒng)參數(shù)在線辨識(shí)方法 249
14.1 引言 249
14.2 非線性輸入輸出系統(tǒng)描述 250
14.3 非線性輸入輸出系統(tǒng)的狀態(tài)與觀測(cè)動(dòng)態(tài)特性建模 250
14.4 基于EKF的非線性輸入輸出系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)方法 251
14.5 基于CFF的非線性輸入輸出系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)方法 252
14.6 計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn) 257
參考文獻(xiàn) 263
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濾波器設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用:非線性非高斯系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì) 作者簡(jiǎn)介

文成林，男，1963年4月生，博士(后)，二級(jí)教授，博士生指導(dǎo)教師。 1986年河南大學(xué)數(shù)學(xué)系本科畢業(yè)留校，直到2004年6月調(diào)動(dòng)到杭州電子科技大學(xué)，是該校首任特聘教授；2020年1月調(diào)動(dòng)至廣東石油化工學(xué)院任高層人才特聘教授(二層次)。期間分別在：1993年鄭州大學(xué)研究生畢業(yè)，獲碩士學(xué)位；1999年西北工業(yè)大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)畢業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位；2002年清華大學(xué)控制科學(xué)與工程博士后流動(dòng)站出站。主要研究方向：信息融合與目標(biāo)檢測(cè)、故障診斷與主動(dòng)安全控制、深度學(xué)習(xí)與優(yōu)化決策系統(tǒng)、人機(jī)混合增強(qiáng)智能與工業(yè)認(rèn)知計(jì)算、知識(shí)遷移與聯(lián)邦學(xué)習(xí)。近年來(lái)，已主持承擔(dān)8項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金（3項(xiàng)重點(diǎn)、1項(xiàng)目重大研究計(jì)劃），參與承擔(dān)4項(xiàng)并組織8項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等20余項(xiàng)國(guó)家或省部級(jí)項(xiàng)目，科研經(jīng)費(fèi)3000余萬(wàn)元。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，其中有200余篇/次被SCI/EI收錄；出版5部學(xué)術(shù)專著，教材5部。現(xiàn)為中國(guó)電子學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)會(huì)員，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)認(rèn)知計(jì)算與系統(tǒng)專業(yè)委員會(huì)副主任委員、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)粒計(jì)算與多尺度分析委員會(huì)副主任委員、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)過(guò)程故障診斷與技術(shù)專業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)智能控制專業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)智能學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)與信息處理/智能服務(wù)專業(yè)委員會(huì)唐員。是自動(dòng)化學(xué)報(bào)、電子學(xué)報(bào)和電子與信息學(xué)報(bào)等期刊編委，曾經(jīng)多次擔(dān)任國(guó)際會(huì)議的委員或分會(huì)主席。已培養(yǎng)碩士學(xué)位研究生140余人，博士學(xué)位畢業(yè)生30余人。是浙江省有突出貢獻(xiàn)中青年專家（2016），省級(jí)特聘教授（2013），浙江省"新世紀(jì)151人才工程”第一層次（2008），浙江省優(yōu)秀博士后（2008），浙江省高等學(xué)校中青年學(xué)科帶頭人（2007），浙江省杰出青年科學(xué)基金（2006），杭州電子科技大學(xué)特聘教授（2004-2010），河南省"555”人才一層次（2003），河南省杰出青年科學(xué)基金（2002），河南創(chuàng)新人才工程培養(yǎng)計(jì)劃（2001）。

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