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state estimation是什麼意思,state estimation的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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常用詞典

  • [自][數] 狀态估計

  • 例句

  • The model of the power system state estimation is generalized.

    對電力系統狀态估計的模型進行了歸納。

  • Effect of random sampling number on state estimation is discussed.

    本文對隨機抽樣數目對狀态估計結果的影響進行了讨論。

  • Lane state estimation is the key function of driver assistant system.

    車道狀态估計是車輛輔助駕駛系統的關鍵功能。

  • State estimation of singular discrete-time linear systems is discussed.

    讨論了線性離散奇異系統的狀态估計問題。

  • After performing Kalman filter, the optimal state estimation can be obtained.

    進行卡爾曼濾波後,可以獲得系統狀态最優估計值。

  • 專業解析

    狀态估計(State Estimation)的詳細解釋

    狀态估計是控制理論與信號處理領域的核心概念,指通過系統觀測數據和數學模型,動态推演系統内部狀态的過程。其核心目标是利用有限且可能帶有噪聲的測量值,結合系統動力學模型,還原無法直接觀測的變量(如溫度、速度、位置等),從而實現對系統運行狀态的精準描述。

    1. 定義與原理

      狀态估計基于貝葉斯理論或卡爾曼濾波等算法,通過融合實時觀測值與先驗模型預測值,疊代更新系統狀态的最優估計。例如,在導航系統中,GPS測量數據與慣性傳感器的預測數據結合,可修正定位誤差。數學上,常用狀态空間模型表示為:

      $$

      begin{cases}

      xk = f(x{k-1}) + w_k

      z_k = h(x_k) + v_k

      end{cases}

      $$

      其中,( x_k )為狀态向量,( z_k )為觀測值,( w_k )和( v_k )為過程噪聲與觀測噪聲。

    2. 應用領域

      • 工業控制:化工過程監控中,通過傳感器數據估計反應器内部溫度與壓力(來源:IEEE Transactions on Control Systems Technology)。
      • 自動駕駛:多傳感器融合(激光雷達、攝像頭)實現車輛位置與周圍障礙物狀态的實時估計(來源:SAE International)。
      • 電力系統:利用SCADA數據估計電網節點電壓與功率(來源:IEEE Power & Energy Society)。
    3. 典型方法

      • 卡爾曼濾波:適用于線性高斯系統,通過預測-更新兩階段優化估計精度(來源:Kalman原始論文)。
      • 粒子濾波:基于蒙特卡洛采樣的非線性非高斯系統估計方法(來源:IEEE Transactions on Signal Processing)。
      • 滑動窗口估計:在SLAM(同步定位與建圖)中平衡計算複雜度與估計實時性(來源:Springer機器人學手冊)。
    4. 重要性

      狀态估計是系統可控性與可觀性的基礎。在複雜工程中,其精度直接影響故障診斷、預測性維護等高級功能的可靠性(來源:國際自動控制聯合會IFAC)。

    網絡擴展資料

    “State estimation”(狀态估計)是指通過傳感器數據、數學模型和算法,推斷一個動态系統内部狀态的過程。這些狀态通常是無法直接觀測的,但可以通過間接測量和計算來推測。以下是詳細解釋:


    核心概念

    1. 狀态(State)
      指描述系統當前狀況的變量集合。例如:

      • 機器人的位置、速度、方向;
      • 電池的剩餘電量、溫度;
      • 飛行器的姿态角、加速度。
    2. 估計(Estimation)
      由于傳感器存在噪聲、系統模型不完美或部分狀态無法直接測量,需通過數學方法(如濾波、優化)從觀測數據中推導出最可能的狀态值。


    典型應用場景


    常用方法

    1. 卡爾曼濾波(Kalman Filter)
      適用于線性高斯系統,通過預測-更新兩步驟疊代優化估計值。

    2. 擴展卡爾曼濾波(EKF)
      處理非線性系統的近似方法,通過局部線性化實現。

    3. 粒子濾波(Particle Filter)
      基于蒙特卡洛采樣的非參數化方法,適合強非線性或非高斯噪聲場景。

    4. 滑動窗口優化
      結合曆史數據窗口進行批量優化,如SLAM(同步定位與建圖)。


    數學表達

    狀态估計通常建模為:
    $$ begin{aligned} xk &= f(x{k-1}, u_k) + w_k quad &text{(狀态方程)} z_k &= h(x_k) + v_k quad &text{(觀測方程)} end{aligned} $$
    其中,(x_k)為狀态,(u_k)為控制輸入,(z_k)為觀測值,(w_k)和(v_k)為噪聲。


    挑戰與意義

    狀态估計是自動化系統實現感知、決策和控制的基礎技術,直接影響系統精度與可靠性。

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