基于卡尔曼滤波的远程迭代学控制系统传输噪声抑制方法

摘要

本发明涉及一种基于卡尔曼滤波的远程迭代学控制系统传输噪声抑制方法。本方法通过将远程迭代学控制系统的误差传递过程等效为卡尔曼滤波器适用的状态方程组，给出了卡尔曼滤波方法的实施步骤。采用本方法，可以保障远程迭代学控制系统在受到信道噪声影响时的跟踪效果。

主权项

1.一种基于卡尔曼滤波的远程迭代学习控制系统传输噪声抑制方法，其特征在于操作步骤如下：1）、远程迭代学习控制系统控制缓存加入初始控制向量，初始控制向量设置为零向量；2）、在第j次迭代去噪后的控制向量的作用下，执行器产生相应的第j次迭代的输出，j=1代表初始控制；如果该输出与预期跟踪轨迹的误差小于预先设置的阈值，则迭代学习过程结束，系统跟踪成功；若未能达到跟踪要求，则首先对迭代次数进行判断；如果迭代次数已经达到预先设置的迭代次数上限值，迭代过程停止，将该次的执行器输出作为控制系统的最终输出；如果迭代次数小于预先设置的迭代次数上限，则首先将执行器第j次运行所产生的输出轨迹与预期轨迹之间的误差向量进行双边带调制，然后将已调信号通过天线发射至无线信道中，接着通过无线信号接收模块将该信号从无线信道中接收，最后将该无线信号进行解调，恢复误差信号并传送至式(3)所表示的迭代学习控制器内，即：式中代表控制器产生的第j+1次受噪声污染的控制向量，代表第j次迭代的控制向量，为可调的增益矩阵，代表第j次迭代的系统输出与预期轨迹的误差向量，代表执行器与控制器之间的信道噪声；3）、式(3)所表示的迭代学习控制器产生了第(j+1)次迭代的控制向量，更新后的迭代学习控制向量经过双边带模拟信号传输方式通过迭代学习控制器与控制缓存之间的无线信道传输至执行器前端的控制缓存中；4）、在控制缓存中进行基于卡尔曼滤波的控制信号处理过程：该处理过程分为如下七个步骤：（1）通过第j-1次迭代的滤波后的执行器输出误差向量估计第j次迭代的执行器输出误差向量，j=1时，第0次迭代的输出误差向量为零；（2）计算单步预测：以第j-1次迭代执行器输出误差向量协方差矩阵预测第j次迭代执行器输出误差向量先验协方差矩阵；（3）计算卡尔曼增益；（4）将控制缓存收到的迭代学习控制器产生的第j+1次迭代控制向量与缓存中记录的第j次迭代的控制向量进行相减操作，得到第j次迭代过程中的带噪误差观测向量；（5）根据步骤(1)、(3)和步骤(4)计算第j次迭代过程的去噪误差向量；将该去噪后的误差向量记录在缓存中用于下一次滤波处理过程；（6）根据步骤(2),(3)更新步骤(2)所得到的协方差矩阵，用以下一次迭代过程；（7）将步骤(5)中得到的第j次迭代过程的去噪误差向量与第j次迭代的控制向量进行相加操作，得到第j+1次迭代过程中所用的去噪后的控制向量；将该控制向量记录在缓存中用于下一次滤波处理过程；5)、迭代次数j变为j+1，重复步骤2)-5)。