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KALMAN濾波基礎及MATLAB仿真/王可東 版權信息
- ISBN：9787512428430
- 條形碼：9787512428430 ; 978-7-5124-2843-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
KALMAN濾波基礎及MATLAB仿真/王可東 本書特色
本書以隨機過程為基礎,從*估計基本概念入手,系統講解了Kalman濾波理論、應用方法和性能分析等,并通過MATLAB編程示范,促進對濾波算法的掌握和應用。全書共9章,內容包括:*估計和Kalman濾波的歷史與發展趨勢、向量矩陣運算基礎、隨機過程基礎、線性系統基礎、典型*估計算法、Kalman濾波算法、Kalman濾波應用方法、Kalman濾波性能分析、非線性濾波基礎、Kalman濾波算法在衛星/慣性組合導航中的應用。書中各章配備有相應的練習題,主要算法和例題均提供了MATLAB參考程序。 本書可作為高等院校控制類、儀器類和應用數學類專業*估計和信息融合方法的教學用書,也可供其他相關專業的師生和科技人員參考。
KALMAN濾波基礎及MATLAB仿真/王可東 內容簡介
作者權威： 作者王可東，博士，副教授，本、碩畢業于東北大學，博士畢業于清華大學，博士后在北京大學，在澳大利亞新南威爾士大學做訪問學者。一直在北京航空航天大學從事組合導航和濾波算法等的教學和研究。 內容全面： 可實現Kalman濾波算法理論和應用方法的入門到精通。在加強基本原理講解的同時，配備了適當的例題，解釋和示范有關原理和方法；針對大部分濾波算法， 配備MATLAB代碼，以加深對算法的理解。 以讀者為本： 作者在全面了解市面上已有圖書特點的基礎上，結合自己多年教學和科研經驗，寫成此書。有理論，但不局限于公式推導，例題助理解；內容新，Kalman濾波*成果本書都有涉及；有代碼，所有例題和大部分算法均有MATLAB實現，讀者可基于程序做更進一步的擴展和應用。
KALMAN濾波基礎及MATLAB仿真/王可東 目錄
第1章
緒 論 1
1.1 *優估計 1
1.1.1 估計的定義 1
1.1.2 *優估計的定義 3
1.1.3 *優估計的一般架構 4
1.2 Kalman濾波的發展歷史 5
1.2.1 *小二乘算法 5
1.2.2 Wiener濾波算法 5
1.2.3 Kalman濾波算法 6
1.2.4 非線性濾波算法 7
1.3 本教材所包括的內容 9
1.4 MATLAB軟件簡介 9
1.4.1 軟件界面簡介 9
1.4.2 常用的操作命令 10
1.4.3 m文件 11
1.4.4 繪 圖 12
習 題 15
第2章
數學基礎 16
2.1 向 量 16
2.1.1 表示法 16
2.1.2 基本運算方法 16
2.2 矩 陣 18
2.2.1 表示法 18
2.2.2 基本運算方法 18
2.3 向量矩陣運算 21
2.3.1 二次型 21
2.3.2 定21
2.3.3 范 數 22
2.3.4 梯度運算 23
2.4 *小二乘算法 24
2.5 概 率 26
2.6 隨機變量 28
2.6.1 概率分布函數 28
2.6.2 概率分布密度函數 28
2.6.3 聯合概率分布函數 28
2.6.4 聯合概率分布密度函數 28
2.6.5 隨機變量的變換 29
2.6.6 獨立隨機變量和的分布 31
2.6.7 統計特性 34
2.6.8 常用的分布 36
2.6.9 隨機向量的正交投影 41
2.7 隨機過程 42
2.7.1 定 義 42
2.7.2 隨機過程的統計特性 43
2.7.3 平穩性 43
2.7.4 各態歷經性 44
2.7.5 功率譜密度函數 46
2.7.6 白噪聲 49
2.7.7 Gauss過程 52
2.7.8 Markov過程 53
2.7.9 隨機游走 56
2.7.10 偽隨機信號 56
習 題 65
第3章
線性系統 68
3.1 系統分類 68
3.2 控制系統的數學模型 69
3.2.1 連續系統 69
3.2.2 離散系統 70
3.2.3 連續系統狀態空間方程的建立方法 70
3.2.4 連續狀態空間方程的解 76
3.2.5 離散狀態空間方程的建立方法 78
3.2.6 連續狀態方程的離散化方法 79
3.3 可觀性和可控性 81
3.3.1 可觀性 81
3.3.2 可控性 82
3.4 誤差分析 83
3.4.1 協方差 83
3.4.2 誤差傳播 85
3.5 常見的隨機誤差模型 89
3.5.1 狀態增廣 89
3.5.2 隨機常數 89
3.5.3 隨機游走 90
3.5.4 隨機斜坡 91
3.5.5 指數型自相關函數的隨機過程 92
習 題 92
第4章
*優估計算法 95
4.1 *小二乘估計算法 95
4.1.1 LS估計算法 95
4.1.2 WLS估計算法 97
4.1.3 RLS估計算法 98
4.2 *小方差估計 101
4.2.1 *小方差估計算法 101
4.2.2 估計偏差特性 102
4.2.3 Gauss分布時的*小方差估計 102
4.3 線性*小方差估計 109
4.3.1 估計算法 110
4.3.2 線性特性 111
4.3.3 正交投影定理 111
4.4 極大驗后估計 113
4.5 極大似然估計 113
4.6 Wiener濾波 115
習 題 117
第5章 Kalman濾波算法 120
5.1 遞推濾波器 121
5.2 離散Kalman濾波算法
121
5.2.1 系統建模 121
5.2.2 算法推導 122
5.2.3 算法總結 123
5.2.4 正交投影法推導 126
5.3 離散Kalman濾波使用方法
??132
5.3.1 初值的確定 132
5.3.2 Pk( )計算公式 133
5.3.3 離散化 133
5.3.4 系統模型中有確定性項 136
5.3.5 狀態噪聲與量測噪聲相關 136
5.4 連續Kalman濾波算法
139
5.4.1 系統模型 139
5.4.2 算法推導 140
5.4.3 Riccati方程求解 142
習 題 149
第6章 Kalman濾波應用技術 152
6.1 有色噪聲152
6.1.1 白噪聲和有色噪聲 152
6.1.2 有色噪聲的白化處理方法 152
6.2 有色噪聲時的Kalman濾波算法 177
6.2.1 系統噪聲為有色噪聲 177
6.2.2 量測噪聲為有色噪聲 178
6.3 序貫處理 185
6.3.1 量測噪聲方差陣為分塊對角陣 185
6.3.2 量測噪聲方差陣為非分塊對角陣 187
6.4 信息濾波 190
6.5 濾波發散的抑制 191
6.5.1 現象及原因 191
6.5.2 衰減記憶法 193
6.5.3 限定記憶法 194
6.6 平方根濾波 195
6.6.1 Potter算法 196
6.6.2 Carlson算法 198
6.7 UD分解算法 199
6.8 自適應濾波算法 201
6.8.1 輸出相關法 201
6.8.2 新息估計法 203
6.8.3 Sage
Husa算法 204
6.9 次優濾波 204
6.9.1 狀態刪減 205
6.9.2 常增益 206
6.9.3 狀態解耦 206
習 題 207
第7章 Kalman濾波性能分析209
7.1 協方差分析 209
7.1.1 次優濾波性能分析 209
7.1.2 誤差預算分析 210
7.1.3 靈敏度分析 216
7.1.4 Monte
Carlo仿真 218
7.2 穩定性分析 223
7.2.1 穩定性的定義 223
7.2.2 充分條件 224
7.3 可觀測度分析 225
習 題 229
第8章
非線性濾波基礎 231
8.1 EKF算法 231
8.2 UKF算法 235
8.2.1
Unscented變換 235
8.2.2 SUT變換 236
8.2.3 濾波算法 237
8.3 PF算法 242
8.3.1 遞推Bayes估計 242
8.3.2 Monte
Carlo模擬 243
8.3.3 重要性采樣 243
8.3.4 序貫重要性采樣 244
8.3.5 重采樣 246
8.4 改進的PF算法 247
8.4.1 通用算法 247
8.4.2 優化重采樣算法 248
8.4.3 改進的粒子濾波算法 248
習 題 253
第9章 GPS/INS組合導航 256
9.1 INS導航解算 256
9.1.1 陀螺儀簡介 256
9.1.2 加速度計簡介 257
9.1.3 常用坐標系 258
9.1.4 導航解算 258
9.2 GPS定位測速原理 266
9.2.1 定位原理 266
9.2.2 測速原理 266
9.2.3 精度因子 267
9.3 GPS/INS組合導航方法 269
9.3.1 組合模式 269
9.3.2 系統建模 270
9.3.3 量測建模 274
9.3.4 濾波算法 275
習 題 280
參考文獻 282
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KALMAN濾波基礎及MATLAB仿真/王可東 作者簡介
王可東，男，1975年生，安徽廬江人，博士、副教授。1996年7月和1999年3月于東北大學機械專業分別獲得學士和碩士學位，2003年1月于清華大學精密儀器及機械專業獲得工學博士學位。2003年4月—2005年3月于北京大學地理學專業從事博士后研究工作，2005年3月至今于北京航空航天大學宇航學院從事教學和科研工作，2008年9月—2009年8月于澳大利亞新南威爾士大學進行訪問研究。一直從事組合導航和濾波算法等研究，發表學術論文50多篇，其中12篇被SCI檢索、20多篇被EI檢索；獲國家發明專利4項；獲國防技術發明獎三等獎、國防科技進步獎三等獎和北京市科學技術獎三等獎各1項。主講“傳感器技術與測試系統”和“卡爾曼濾波基礎”等課程。
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