滤波问题

✍ dations ◷ 2025-12-06 18:10:32 #控制理论

在随机过程理论中的滤波问题(Filtering problem)是指针对信号处理及相关领域中,许多状态估测问题的数学模型。大致概念是从不完整的、可能包括噪声的观测值中,建立有关系统真实值的“最佳估测”。最佳非线性滤波问题(甚至也包括非平稳过程问题)由Ruslan L. Stratonovich(英语:Ruslan L. Stratonovich)(1959年、1960年)找到解答,在Harold J. Kushner(英语:Harold J. Kushner)的研究及Moshe Zakai(英语:Moshe Zakai)的研究中也有提到,Zakai建立了滤波器在条件几率未归一情况下的简化动态模型,称为Zakai方程(英语:Zakai equation)。不过一般情形下的解是无限维的。

目前已针对一些近似以及一些特定条件有深入的研究。例如在高斯随机变数的假设下,最佳解是线性滤波器,也称为维纳滤波及卡尔曼滤波。更一般的情形下,其解为无限维度,为了在有限内存的电脑中计算,需要进行有限维度的近似,有限维的近似型非线性滤波器(英语:nonlinear filter)比较会以启发为基础,例如扩展型卡尔曼滤波器(英语:Extended Kalman Filter)或是假定密度滤波器(Assumed Density Filters),也有更方法论导向的作法,例如Projection Filters,其中有些子系列恰好和假定密度滤波器相同。

一般来说,若可以适用分离原理,这些滤波器也可以成为最优控制问题解的一部分。例如在LQG控制最佳控制问题中,其估测部分的解就是卡尔曼滤波。

考虑概率空间 (Ω, Σ, P),并且假设在维度欧几里得空间 R的系统,其在时间的(随机)状态为随机变量  : Ω → R,可以由以下形式伊藤清随机微分方程的解来求得

其中是标准维布朗运动, : ,也就是说

因此

这个基本结果是滤波理论中,广义Fujisaki-Kallianpur-Kunita方程的基础。

相关

  • 爱德华·桑代克爱德华·李·桑代克(Edward Lee Thorndike,1874年8月31日-1949年8月9日),美国心理学家,心理学行为主义的代表人物之一。他几乎终生在哥伦比亚大学教育学院执教。他从研究动物的实
  • 外部效度外部效度(External Validity),是指实验结果类推到其他母体或环境的有效性(普遍适应性)。外部效度是基于特殊科学实验的处理外部有效性,而对实验能否可以类推到其他母体或环境的推
  • 溴甲烷3.974 g/l (20 °C,气态)溴甲烷是一种有机化合物,分子式CH3Br。无色气体,通常无臭。高浓度时有类似氯仿的甜气味,有辛辣味。易溶于乙醇、乙醚、氯仿、二硫化碳、苯、四氯化碳。
  • 博恩霍尔姆岛博恩霍尔姆岛(丹麦语:Bornholm)是波罗的海西南部的一个岛屿,北望瑞典,南望波兰,历史上曾由丹麦和瑞典交替统治,现属丹麦管辖,并且是丹麦领土地理上的极东点。面积588平方公里,人口约
  • picogram为了帮助比较理解不同的质量数量级,在下面列出了列出了质量从10−36 kg 到1052 kg的事物。
  • 罗泽南罗泽南(1807年-1856年),字仲岳,号罗山,湖南湘乡石牛湾洲人,晚清著名程朱派经学家、理学家,官至浙江甯绍台道布政使,加布政使衔。湘军缔造人之一,门下李续宾、李续宜、曾国荃、曾国华、
  • 李适造反李适之乱发生于1624年(仁祖2年),叛变的将军李适由于不满在在仁祖反正事件中论功行赏的赏赐,所以发起事变,推举仁祖大王的叔叔兴安君李瑅为新王。叛变事件令汉阳陷落,但只维持了三
  • 马德琳·欧布莱特马德琳·亚娜·科贝尔·奥尔布赖特(英语:Madeleine Jana Korbel Albright;1937年5月15日-)原名玛丽·亚娜·科贝洛娃(捷克语:Marie Jana Korbelová),是一位捷克出生的美国政治人物和
  • 嘉利-马蒂·拉特瓦拉亚里-马蒂·拉特瓦拉(芬兰语:Jari-Matti Latvala,又译为嘉利-马蒂·拉特瓦拉;1985年4月2日-),芬兰人,世界拉力锦标赛(WRC)车手。自2003年德国拉力赛起,他的领航员(英语:co-driver)为米卡·
  • 为恭纪念医院为恭纪念医院(全名:为恭医疗财团法人为恭纪念医院),是位于台湾苗栗县头份市的大型教学医院,1994年创立。为恭纪念医院的前身为“矿工医院头份分院”,由前省议员林佾廷创立于1984