基于粒子滤波的时变参数建模方法及应用(可复制论文).pdf

基于粒子滤波的时变参数建模方法及应用要摘根据颤振试验的原理和特点,本文将綦二毫W勇瞬ǖ氖北洳问7椒ㄒ氲【关键词】:非平稳信号分析是现代数字信号处理的一个重要分支,而基于时变参数建模的自适应时频分析是处理非平稳信弓的一个有效工具。目静,如何在非肺刃院芨呱至是模型出现非线性的情况下对时变信号进行建模是一个难点问题,比是⋯项具积极学术意义和明确应用价值的课题。本文在系统学习现有时变参数建模相关理论的基础上,系统研究了基W勇波的建模思想和基本方法。通过引入遗忘因子概念,提出了基于遗忘斟子的书尔复粒子滤波方法,在~定程度上缓解了传统方法在参数估计过程中的粒了衰竭问题。通过扩展状态变量,改进了基于辅助变量的无轨迹卡尔曼粒子滤波器的性能,铂效地解决了模型非线性带来的问题。论文还通过数字仿真对所研究方法的数值特性进行了分析研究。飞机结构亚临界响应分析的颤振边界预测芯康敝校岢隽耸视谩:连续变速颤振试验的椒ā>址抡婕霸谀承头苫P偷退俜缍床袷匝槭虼β模验证了本文方法的可行性、可靠性和工程实用性。本文数值仿真与分析软件攀予软件和槟庖瞧魃杓曝⒎ⅰ联合时频分析时变参数建模粒子滤波颤振边界预西北工业大学硕貉宦畚
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重要符号及缩写说明斜舀科集合,时刻状态向量,时刻某一状态笨坦鄄庀蛄,时刻某一观测值,时刻状态方程焙ァ兜墓鄄夥匠凳蚩占时问点ǎ模概率密度离散时间长度卜标时指转秩标准正态分布成比例服从分布状态密度函数观测密度函数均值向量方差方差向量必然收敛依概率收敛独立同分硝概率密度函数联合时频分布粒子滤波序惯蒙特卡罗序惯重要性采样序惯重要性熏采马尔可夫链蒙特卡罗跳变马尔叫蛳低高斯粒子滤波高斯求和粒子滤波扩展卡尔曼滤波无轨迹变换无轨迹卡尔曼滤波无轨迹粒子滤波时变自回归长自回归短时傅立叶变换颤振试验数据处理颤振边界预测●“烈丁萌北阂等搜妒宦畚缩写疐自丐■一二
第一章前言§时频分析概述概念,用以确定声音的声谱图。短时艘换的基本思想是:假定非平稳信号存年,在题为“通信理论”这篇经典论文中强调指出:将信号描述成时间的函数,另一种将信号描述成频率的函数分析同的时间宽度内为不同的伪平稳信号,从而计算出信号在不同时间段的住“迄今为止,通信理论的基础一直是由信号分析的两种方法组成的:一种是这两种方法都是理想化的⋯。然而,我们每一天的经历一特别是我们的听觉一却一直是用时间和频率两者来描述信号的。”随着相关数学理论的不断完善、计算机技术的快速发展以及各个应用领域的实际需要,现代信号处理正朝着非平稳、非高斯、非线性和多维阵列信号处理的方向发展。其中,如何来描述非平稳信号的时问一频率特性已引起了研究者的浓厚兴趣,成为当今国内外研究的热点之一。其应用涉及工程、物理学、天文学、地球物碑学、生物学和医学等在内的诸多领域。非平稳信号的研究最早从世纪年代开始。为了分析语音信号,,移动分析窗,使信号在一、采等人的研究工作为开端,诞生了时变谱的另外一种分析工具,这就是信号的时频分析方法。时频分析的基本思想是:通过设计时间和频率的联合函数来同时描述信号在不同时间和频率的能量密度或强度,这种时问和频率的联合函数简称时频分布。晔紫忍岢鯰分布的概念,并把它用于量子力学领域,在之后的一段时间内并没有引起人们的重视。直到年,才首先由颜飧龈拍钜胄藕糯砹煊颍虼耍琖植加殖芖布,简称为辏珼瓸慷訵分布作了评述,并把魑P碌信号变换的数学基础。年,的文章,对髁巳娴奶致邸U庑┕ぷ魇沟枚訵的研究骤然引起嗣堑谋眄北阂等搜я粆:学位论文
甁普恍〔ǚ纸夂椭毓箍焖偎惴ㄎ4淼睦肷⑿〔ǚ骤芟低撤椒ā浚趣,发表了大量的论史,也取得了可喜的成果。年,给出了各科逼捣布的统一表示形式,将已有的分布、肌甒植嫉取踛属嗍逼捣植肌D壳耙烟岢隽耸嘀炙咝允逼捣植迹潜煌吵莆!癈类”岢稣庑┓植嫉囊桓鲋匾D康氖俏A讼魅鮓植贾械慕徊嫦睿⒏慕自项的分辨率。年,英国物理学家,诺叭尔奖得主固岢鲆恢钟胘:维时频平面上离散栅格处的点来表示一维信号的方法,即在联合时频域中将信号展开成~组离散男问剑庵终箍7绞胶罄幢怀莆狦展开,而展开系数的积分表达式则被称作浠俊最初选择魑D负馐且蛭高斯函数的浠灰彩歉咚沟模虼吮Vち耸庇蚝推涤虻哪苌愣冀衔<小S于藕诺氖笨碛氪沓嘶悴蝗范ㄔ淼南孪蓿蚨直Vち俗钣诺氖崩频率分辨率。但是,由于展开系数计算困难,箍5恼狻敕ǔて诿挥斜恢厥印赢到年提出用对偶函数来求解的方法之后,对箍5难芯坎乓人们的兴趣。此后,发表了大量的相关论文,这和几乎是同时开始的赪秩的研究构成了信号时频分析的主要内容。现在,箍:虶变换已被公认为足