Verteilte Zustandsschätzung nichtlinearer Systeme:
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| Veröffentlicht: |
Ilmenau
Univ.-Verl.
2012
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
ZUSAMMENFASSUNG XXIII
ABSTRACT XXV
VORWORT XXVII
1. EINFUEHRUNG UND STAND DER TECHNIK 1
1.1. EINFUEHRUNG 1
1.2. STAND DER TECHNIK 3
1.3. GLIEDERUNG DER ARBEIT 6
2. GRUNDLAGEN 7
2.1. SYSTEMDARSTELLUNG I M ZUSTANDSRAUM 7
2.1.1. LINEARE SYSTEME 8
2.1.2. NICHTLINEARE SYSTEME 9
2.1.3. ZEITDISKRETE DARSTELLUNG 9
2.1.4. STOCHASTISCHE STOERUNGEN 10
2.2. DEFINITIONEN 11
2.2.1. ZUSTAENDE 12
2.2.2. PARAMETER 12
2.2.3. STOERUNGEN 12
2.2.4. ZUSTANDSSCHAETZUNG 13
2.3. KAIMAN-FILTER 13
2.3.1. HERLEITUNG 14
2.3.2. ANSCHAULICHE INTERPRETATION 21
2.3.3. ALGORITHMUS 24
2.3.4. EIGENSCHAFTEN 25
2.4. DAS ERWEITERTE KAIMAN-FILTER 25
V
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
2.5. NICHTLINEARE TRANSFORMATIONEN 27
2.5.1. ERWARTUNGSWERT 28
2.5.2. KOVARIANZ 29
2.6. DIE UNSCENTED TRANSFORMATION 31
2.7. UNSCENTED KAIMAN-FILTER 36
2.7.1. ALGORITHMUS 36
2.7.2. EIGENSCHAFTEN 39
3. VERTEILTE UND DEZENTRALE ZUSTANDSSCHAETZER 41
3.1. MOTIVATION 41
3.2. DEZENTRALES KAIMAN-FILTER 42
3.2.1. DEZENTRALISIERUNG DER MESSUNGEN 43
3.2.2. DEZENTRALISIERUNG DES ZUSTANDS 46
3.3. VERTEILTES U N D DEZENTRALES KAIMAN-FILTER 48
3.3.1. TRANSFORMATIONSMATRIZEN 48
3.3.2. WAHL DER TRANSFORMATIONSMATRIZEN 49
3.3.3. VERTEILUNG VON SCHAETZWERTEN U N D KOVARIANZMATRIZEN 51
3.3.4. ALGORITHMUS 54
3.3.5. EIGENSCHAFTEN 56
3.4. VERTEILTES U N D DEZENTRALES UNSCENTED KAIMAN-FILTER . . 56 3.4.1.
VERTEILUNG DER MODELLE 57
3.4.2. VERTEILUNG U N D FUSION I M UKF 60
3.4.3. ALGORITHMUS 60
3.5. BEOBACHTBARKEIT 63
3.5.1. BEOBACHTBARKEIT LINEARER SYSTEME 63
3.5.2. BEOBACHTBARKEIT NICHTLINEARER SYSTEME 64
3.5.3. BEOBACHTBARKEIT VERTEILTER U N D DEZENTRALER SY STEME 67
4. ANWENDUNG AUF UNTERSCHIEDLICHE SYSTEME 69
4.1. DREITANKSYSTEM 69
4.1.1. MODELLIERUNG 70
4.1.2. LOKALE MODELLE U N D LOKALE ZUSTAENDE 72
4.1.3. SIMULATION 77
V I
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
4.1.4. ZENTRALE SCHAETZUNG 78
4.1.5. VERTEILTE SCHAETZUNG 79
4.2. MULTILASERTRACKERSYSTEM I - VERFOLGUNG 83
4.2.1. BESCHREIBUNG EINES LASERTRACKER 83
4.2.2. MULTILASERTRACKER 84
4.2.3. MODELLIERUNG 85
4.2.4. ZENTRALE SCHAETZUNG 87
4.2.5. REFERENZBEWEGUNGEN 90
4.2.6. DEZENTRALES FILTER 93
4.2.7. DEZENTRALE SCHAETZUNG 95
4.2.8. AUSFALL VON MESSEINRICHTUNGEN 95
4.2.9. UMKONFIGURATION DES MESSSYSTEMS 101
4.3. MULTILASERTRACKERSYSTEM II - BEOBACHTUNG 106
4.3.1. MODELLIERUNG MEHRERER GEKOPPELTER P E N D E L . . . 106 4.3.2.
PARAMETER DES TESTSYSTEMS 114
4.3.3. VERTEILUNG DES MODELLS 118
4.3.4. BEOBACHTBARKEIT 123
4.3.5. ZENTRALES FILTER 124
4.3.6. VERTEILTES FILTER 125
4.3.7. TESTBEWEGUNGEN 127
4.3.8. VERTEILTE SCHAETZUNG 127
4.3.9. AUSFALL EINER MESSEINRICHTUNG 132
4.3.10. BETRACHTUNG DER BERECHNUNGSZEITEN 147
4.4. BEWERTUNG 154
5. DIE ESTIMATION TOOLBOX FUER MATLAB 157
5.1. BESCHREIBUNG 157
5.1.1. DIE MODEL-KLASSE 157
5.1.2. DIE E S T I M A T O R - K L A S S E 160
5.2. ERWEITERUNG FUER VERTEILTE U N D DEZENTRALE SCHAETZUNGEN . 162 5.2.1.
DIE D D E S T I M A T O R - K L A S S E 162
5.2.2. BENUTZUNG DER D D E S T I M A T O R - K L A S S E 163
6. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 165
VII
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
A. TRAJEKTORIEN DER VERFOLGUNG EINES ZUFAELLIG BEWEGTEN OBJEK TES 171
B. BEWEGUNG DER REFLEKTOREN IM TRACKERKOORDINATENSYSTEM 189
VIII |
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