FILTRAGEM ÓTIMA PARA SISTEMAS LINEARES NUM CENÁRIO DE FUSÃO DE DADOS

Islane Dutra Pereira Moura, Gildson Queiroz de Jesus
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Abstract

No presente artigo é proposto o desenvolvimento de algoritmos de filtragem para sistemas lineares discretos no tempo num cenário de fusão de dados. O objetivo foi desenvolver filtros ótimos robustos, onde os sistemas são sujeitos a incertezas paramétricas e podem operar sob diferentes condições de falhas. A abordagem utilizada para o desenvolvimento dos filtros ótimos deste trabalho foi baseada em dois métodos de otimização, a saber: o método dos mínimos quadrados regularizados e o método da função penalidade. As estimativas tipo Kalman e as correspondentes equações de Riccati são obtidas, matematicamente, como uma extensão de resultados já conhecidos na literatura. Em seguida, foram realizadas simulações no Scilab com o objetivo de verificar a possibilidade dos algoritmos apresentados funcionarem quando estão suscetíveis a diversas condições de falhas. A principal contribuição deste trabalho, foi mostrar que é possível obter filtros ótimos, mesmo quando estes apresentam incertezas paramétricas em todos os parâmetros do sistema e, além disso, estão condicionados a diversos modelos de medidas. Mas para tanto, é necessário utilizar uma técnica denominada fusão de dados, esta por sua vez, possibilita obter informações dos modelos de medidas mesmo quando o sistema está sujeito a falhas. Os resultados obtidos demonstram a eficácia da técnica proposta, pois a mesma permite reduzir significativamente as limitações inerentes ao uso de uma única medida.
数据融合场景中线性系统的最优滤波
本文提出了数据融合情景下线性离散时间系统滤波算法的发展。目标是开发鲁棒最优滤波器,其中系统受参数不确定性的影响,可以在不同的故障条件下运行。本文开发最优滤波器的方法是基于两种优化方法,即正则最小二乘法和惩罚函数法。卡尔曼型估计和相应的Riccati方程是作为文献中已知结果的数学扩展而得到的。然后,在Scilab中进行了仿真,以验证所提出的算法在各种故障条件下工作的可能性。这项工作的主要贡献是表明,即使在所有系统参数中都存在参数不确定性的情况下,也有可能获得最优滤波器,此外,它们还受各种测量模型的约束。但为此,有必要使用一种称为数据融合的技术,这反过来允许从测量模型中获取信息,即使系统容易发生故障。所获得的结果证明了所提出的技术的有效性,因为它允许显著减少使用单一测量的固有限制。
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