مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی بهینه فیلتر ترکیبی کالمن و H بینهایت، با استفاده از روش بهینه سازی چند هدفی

نویسندگان
1 دانشکده فنی دانشگاه گیلان
2 هیت علمی دانشگاه گیلان
چکیده
در چند دهه گذشته، شناسایی متغیرهای حالت و پارامترهای یک مدل دینامیکی از روی داده های اندازه گیری شده ناقص و مخدوش با نویز مورد توجه محققان قرار گرفته است. فیلترهای کالمن و H بینهایت از معروفترین روشهای شناسایی مدل و پالایش داده های مخدوش هستند. فیلتر کالمن در صورت وجود اطلاعات کافی در مورد نویزهای فرآیند دارای عملکرد مناسبی است بگونه ای که میانگین مجذور خطای تخمین را حداقل می نماید. همچنین فیلتر Hبینهایت مستقل از اطلاعات نویزهای فرآیند، بوسیله یک حد بالای محدود کننده تخمینی ارائه می دهد که در مقابل اغتشاشات مدل مقاوم است. در این مقاله فیلتر ترکیبی کالمن و H بینهایت ارائه گردیده است که بوسیله آن محدوده اجرایی فیلتر H بینهایت درحالی بکار برده خواهد شد که به طور همزمان محدوده اجرایی فیلتر کالمن که همان حداقل نمودن میانگین مجذور خطای تخمین است برآورده شود. با استفاده از روش بهینه سازی چند هدفی نقاط پارتو غیر برتر طراحی از دید دو تابع میانگین مجذور خطا و حد بالای فیلتر H بینهایت برای دو مورد مطالعاتی ارائه گردیده است. شبیه سازی برای دو مورد مطالعاتی نشان دهنده عملکرد مقاوم و کمینه بودن میانگین مجذور خطاها برای نقطه مصالحه طراحی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimal Design of Mixed Kalman-H infinity Filter Using Multi-objective Optimization Method

نویسندگان English

Mojtaba Masoumnezhad 1
Ali Moafi 1
Ali Jamali 2
Nader Nariman-zadeh 1
چکیده English

Dynamic model identification and state variables estimation from the corrupted measurement data have been attracted much research efforts during the recent years. In this way, Kalman and H-infinity filters have been increasingly used to estimate the parameters individually. In this paper, a mixed kalman-H_∞ filter is designed in an innovative approach using a multi-objective optimization method. It is desired to simultaneously employ the advantages of both filters to minimize both the root-mean squared errors and the upper bounds limit of estimation errors associated with Kalman and H-infinity filters, respectively. Some Pareto optimum design points are presented for two case studies from which trade-off optimum design points can be simply selected.

کلیدواژه‌ها English

Kalman filter
H infinityFilter
Mixed Kalman-H infinity Filter
State Estimation
multi-objective optimization