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代数估计滤波方法的应用

作　者: 马百旺
导　师: 刘仙
学　校: 燕山大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 代数估计法神经群模型反馈控制 STM32 定位导航
分类号: TN966
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 25次
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内容摘要

由于对信号的测量总是不可避免的受到噪声的影响，因此人们发展了多种滤波方法来滤除噪声。传统的滤波方法或者只适用于线性系统，对非线性系统无能为力；或者计算过程复杂，耗时较长，实时性差，难于应用到工程实践中。代数估计滤波方法不需要知道系统的数学模型，也不需要了解噪声的统计学特性，只需要有限个含噪声的测量量就可以计算出该量的各阶导数的估计值，在计算过程中不存在积分运算，因此计算过程非常迅速，因此代数估计法在实时控制和信号处理中可以发挥重要的作用。本文将代数估计法分别应用于神经群模型的棘波控制以及船舶导航定位系统的设计中，取得了较好的效果。在神经群模型的棘波控制研究中，构造了基于代数估计滤波的闭环反馈控制策略，在此控制框架下，研究控制所加入的神经群的类型和数目不同、模型的兴奋性增益以及模型间的耦合强度不同时对控制性能的影响，并与直接比例反馈控制进行比较，证实代数估计在系统中所起的作用。在船舶定位导航系统的设计中，利用STM32开发板搭建了一个通过GPS接收机定位，无线模块发报，电子罗盘测向的船舶定位导航系统。由于在该系统中电子罗盘受附近磁体、地磁与其他磁体的相互作用，电子罗盘的精度难以提高，会对定位导航系统的设计目标造成不利影响。为了提高电子罗盘的测向精度，利用代数估计方法对电子罗盘的输出进行了滤波，以提高电子罗盘的精度。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-16
  1.1 课题背景  9-11
    1.1.1 传统的滤波方法  9-10
    1.1.2 代数估计法  10-11
  1.2 神经群模型的研究现状  11-12
  1.3 船舶定位导航系统的研究现状  12-13
  1.4 研究目的  13-14
  1.5 本文的主要研究内容及结构安排  14-16
    1.5.1 主要研究内容  14-15
    1.5.2 结构章节安排  15-16
第2章预备知识  16-22
  2.1 代数估计滤波方法  16-18
  2.2 神经群模型  18-20
  2.3 船舶定位导航系统  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章基于代数估计法的癫痫状棘波的控制  22-36
  3.1 神经群模型的状态方程  22-24
  3.2 神经群模型棘波的控制方案  24-25
  3.3 多个神经群耦合模型的动力学仿真  25-27
  3.4 神经群模型中的癫痫状棘波的控制仿真  27-35
    3.4.1 代数估计法的滤波效果  27
    3.4.2 神经群模型中的癫痫状棘波的控制  27-35
  3.5 本章小结  35-36
第4章代数估计法在船舶定位导航系统中的应用  36-60
  4.1 船舶定位导航系统所使用的硬件资源  36-43
    4.1.1 STM32 开发板  36-37
    4.1.2 GPS 接收模块  37-38
    4.1.3 无线数据传输模块  38-40
    4.1.4 电子罗盘模块  40
    4.1.5 船舶模型  40-41
    4.1.6 电机驱动电路  41-43
  4.2 船舶定位导航系统的组件连接设计  43-44
    4.2.1 船模搭载系统  43-44
    4.2.2 监控系统  44
  4.3 船舶定位导航系统的软件设计  44-57
    4.3.1 软件开发环境  45
    4.3.2 船舶定位导航系统的软件设计  45-57
  4.4 船舶定位导航系统实验分析  57-58
  4.5 应用代数估计法改进电子罗盘的精度  58
  4.6 本章小结  58-60
结论  60-61
参考文献  61-67
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  67-68
致谢  68-69
作者简介  69

代数估计滤波方法的应用

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