專利名稱：一種動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
對(duì)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的傳統(tǒng)估計(jì)方法需要對(duì)被估參數(shù)進(jìn)行直接或間接測量并基于被估不確定參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行濾波估計(jì)，因而需要在動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中增加相應(yīng)的測量部件，這樣就增加了重量、體積、能耗和成本，而且基于統(tǒng)計(jì)特征的濾波估計(jì)方法所估計(jì)出的參數(shù)值往往有較多高頻波動(dòng)甚至跳變，難以客觀準(zhǔn)確地反映參數(shù)的真實(shí)狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性也會(huì)帶來不利影響。譬如，在航天器再入地球或進(jìn)入火星大氣的過程中，初始狀態(tài)參數(shù)和氣動(dòng)參數(shù)中的不確定性會(huì)給航天器狀態(tài)參數(shù)的確定造成很多不利影響。因此，發(fā)展一種新型的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的估計(jì)方法，以實(shí)現(xiàn)在不額外增加專門的測量部件的條件下對(duì)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的自適應(yīng)精確估計(jì)就是一個(gè)十分迫切的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的估計(jì)方法；所述方法在不增設(shè)專門用于測量動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)測量部件的條件下，僅利用動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中已有的狀態(tài)參數(shù)測量部件，在知道待估的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的變化范圍的情況下，對(duì)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中的不確定參數(shù)在每一個(gè)狀態(tài)時(shí)刻的具體參數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)精確估計(jì)，并使得對(duì)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的精確估計(jì)與動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)同時(shí)進(jìn)行。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的估計(jì)方法，包括下列步驟:步驟A，預(yù)置動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù):找出動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中待估的不確定參數(shù)P及其參數(shù)值的變化范圍[Pmin，Pmax]，在該區(qū)間上按照設(shè)定的概率分布或者預(yù)定義的規(guī)則，取N個(gè)不同的設(shè)定值Pi, i=l,2,-,N；其中，Pmin是該不確定參數(shù)變化范圍的最小值，Pmax是該不確定參數(shù)變化范圍的最大值，PiR表不確定參數(shù)P的第i個(gè)設(shè)定值，N是自然數(shù)；步驟B，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型集，其過程如下:步驟B-1，建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，如下式所示:
\x{t) = f(X{t),t) + F{t)W{t)/、
Z{t) = h(X(t),t) + V{t)其中，X(t)是η維狀態(tài)向量，t是時(shí)間變量，f(X(t)，t)是η維非線性矢量連續(xù)函數(shù)，F(xiàn)(t)是nXr維系數(shù)矩陣，h(X(t)，t)是m維非線性矢量連續(xù)函數(shù)，r，n，m是自然數(shù)，W(t),V(t)均為彼此不相關(guān)的零均值白噪聲；
步驟B-2，將Pi代入上式中，得到第i個(gè)動(dòng)力學(xué)模型，其解析式為:
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的估計(jì)方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟A，預(yù)置動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù): 找出動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中待估的不確定參數(shù)P及其參數(shù)值的變化范圍[Pmin，Pmax]，在該區(qū)間上按照設(shè)定的概率分布或者預(yù)定義的規(guī)則，取N個(gè)不同的設(shè)定值Ρρ =1，2，...，Ν;其中，Pmin是該不確定參數(shù)變化范圍的最小值，Pmax是該不確定參數(shù)變化范圍的最大值，Pi代表不確定參數(shù)P的第i個(gè)設(shè)定值，N是自然數(shù)； 步驟B，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型集，其過程如下: 步驟B-1，建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，如下式所示:
全文摘要
本發(fā)明提出了一種動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的估計(jì)方法。本發(fā)明基于多模型自適應(yīng)估計(jì)算法，通過預(yù)置動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)、改變條件概率密度函數(shù)的計(jì)算方法、增加一個(gè)用于求取動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的步驟，從而完成了對(duì)多模型自適應(yīng)估計(jì)算法的適應(yīng)性改進(jìn)，進(jìn)而利用改進(jìn)的多模型自適應(yīng)估計(jì)算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中狀態(tài)參數(shù)和不確定參數(shù)的同步估計(jì)。本發(fā)明在對(duì)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)的同時(shí)，同步進(jìn)行對(duì)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的精確估計(jì)，無需專門增設(shè)用于測量動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不確定參數(shù)的部件，從而降低了重量、體積、能耗和成本。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103218482SQ20131010944
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者李爽, 江秀強(qiáng) 申請人:南京航空航天大學(xué)