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噪声信号雅可比导数估计的误差分析。 (英语) Zbl 1227.65026号

积分数值微分计算给定函数(x)的导数。一个简单的例子是Lanczos广义导数
\[D_Tx(t_0)=\压裂{3}{2T}\,int_{-1}^1\tau\,x(t_0+t\tau)\,D\tau=x'(t_0)+{mathcal O}(t^2)\]
使用\(T>0\)。在本文中,作者研究了由M.Mboup和C.JoinM.弗利斯【数值算法50,No.4,439–467(2009;Zbl 1162.65009号)],它通过给定噪声信号的积分(y=x+ω)估计第(n)阶导数,其中使用雅可比多项式。这里\(\omega \)表示噪声。这些雅可比导数估计量包含偏差项误差和噪声误差。为了减少这些误差,作者扩展了雅可比导数估计量中使用的参数域。如果\(\omega\)是一个具有有限二阶矩的连续参数随机过程,并且\(x\)足够光滑,则存在Jacobi导数估计量,并分析了它们的统计性质(均值、方差和协方差)。最后,给出了数值实验。

MSC公司:

65D25个 数值微分
42立方厘米 特殊正交函数中的傅里叶级数(勒让德多项式、沃尔什函数等)
60华氏30 随机分析的应用(PDE等)
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参考文献:

[1] Abramowitz,M.,Stegun,I.A.(编辑):数学函数手册。纽约多佛(1965)·Zbl 0171.38503号
[2] Al-Alaoui,M.A.:一类二阶积分器和低通微分器。IEEE传输。电路系统。I 42(4),220–223(1995)·数字对象标识代码:10.1109/81.382477
[3] Chen,C.K.,Lee,J.H.:使用L1误差准则设计高阶数字微分器。IEEE Trans。电路系统。II 42(4),287–291(1995)·数字对象标识代码:10.1109/82.378044
[4] Chitour,Y.:数值微分的时变高增益观测器。IEEE传输。自动化。合同。47, 1565–1569 (2002) ·Zbl 1364.93083号 ·doi:10.1109/TAC.2002.802740
[5] Dabroom,A.M.,Khalil,H.K.:数值微分高增益观测器的离散时间实现。《国际期刊控制》72,1523–1537(1999)·Zbl 0941.93541号 ·doi:10.1080/002071799220029
[6] Diop,S.、Grizzle,J.W.、Chaplais,F.:关于非线性估计的数值微分算法。摘自:IEEE决策与控制会议记录。IEEE出版社,纽约(2000)。纸张CD001876
[7] 弗利斯,M.:分析非标准噪音。C.R.学院。科学。巴黎Ser。I 342,797–802(2006年)·邮编1093.94009 ·doi:10.1016/j.crma.2006.02.037
[8] 弗利斯,M.:《通信数字中和谐信号的批判》——质疑数字通信中的信噪比。摘自:国际纪念克劳德·洛布里会议,ARIMA(Revue africaine d’informatique et de Mathématiques appliques),第9卷,第419-429页。可在http://hal.inria.fr/inia-00311719/en/ (2008)
[9] Fliess,M.、Join,C.、Mboup,M.和Sira-Ramírez,H.:传输过程中的压缩差异。C.R.学院。科学。(巴黎)I(339),821-826(2004)·Zbl 1060.94504号 ·doi:10.1016/j.crma.2004.10.003
[10] Fless,M.,Sira Ramírez,H.:通过新的代数技术对连续时间线性系统进行闭环参数辨识。收录于:Garnier,H.,Wang,L.(编辑)《从采样数据中识别连续时间模型》,第363–391页。施普林格(2008)。可在http://hal.inria.fr/inria-00114958/en/
[11] Fliess,M.,Sira-Ramírez,H.:线性识别的代数框架。ESAIM控制优化。计算变量。9, 151–168 (2003) ·Zbl 1063.93014号 ·doi:10.1051/cocv:2003008
[12] Háo,D.N.,Schneider,A.,Reinhardt,H.J.:抛物方程非特征Cauchy问题的正则化。反问题11,1247–1264(1995)·Zbl 0845.35130号 ·doi:10.1088/0266-5611/11/6/009
[13] Haykin,S.,Van Veen,B.:《信号与系统》,第二版。威利,纽约(2002)·Zbl 0944.94002号
[14] Ibrir,S.:在线精确微分和渐近代数观测器的概念。IEEE传输。自动化。合同。48, 2055–2060 (2003) ·Zbl 1364.93090号 ·doi:10.1109/TAC.2003.819303
[15] Ibrir,S.:线性时滞跟踪器。Automatica 40、397–405(2004)·Zbl 1044.93021号 ·doi:10.1016/j.automatica.2003.09.020
[16] Khan,I.R.,Ohba,R.:数值微分的新有限差分公式。J.计算。申请。数学。126, 269–276 (2000) ·Zbl 0971.65014号 ·doi:10.1016/S0377-0427(99)00358-1
[17] Levant,A.:高阶滑模、微分和输出反馈控制。《国际期刊控制》76,924–941(2003)·Zbl 1049.93014号 ·doi:10.1080/0020717031000099029
[18] Lanczos,C.:应用分析。Prentice-Hall,Englewood Cliffs(1956年)·Zbl 0111.12403号
[19] Liu,D.Y.,Gibaru,O.,Perruquetti,W.:一类数值微分器的误差分析:在状态观测中的应用。参见:第48届IEEE决策与控制会议,中国(2009年)。可在http://hal.inria.fr/inria-00437129/en/
[20] Liu,D.Y.,Gibaru,O.,Perruquetti,W.,Fliess,M.,Mboup,M.:含噪正弦信号代数估计中的误差分析。在:第16届地中海控制与自动化会议(MED’2008),阿雅克肖(2008)。可在http://hal.inria.fr/inria-00300234/en/
[21] Liu,D.Y.,Gibaru,O.,Perruquetti,W.:通过雅可比多项式积分进行微分。J.计算。申请。数学。(2010). doi:10.1016/j.cam.2010.12.023。可在http://hal.iria.fr/inia-00550160 ·Zbl 1214.65011号
[22] Loève,M.:《概率论》,第三版。van Nostrand,纽约(1963)·Zbl 0095.12201号
[23] Lyness,J.N.:有限部分积分和Euler–Maclaurin展开。In:Zahar,R.V.M.(编辑)近似与计算,国际期刊。数字。数学。,第119卷,第397-407页。Birkhäuser,巴塞尔(1994年)·Zbl 0817.41028号
[24] Mboup,M.:微分方程描述的信号参数估计。申请。分析。88, 29–52 (2009) ·Zbl 1164.94003号 ·网址:10.1080/00036810802555441
[25] Mboup,M.,Join,C.,Fliess,M.:修订了数值微分法在非线性反馈控制中的应用。摘自:第十五届地中海控制与自动化会议(MED’07)。希腊雅典(2007)
[26] Mboup,M.,Join,C.,Fliess,M.:噪声环境中零化子的数值微分。数字。算法50(4),439–467(2009)·Zbl 1162.65009号 ·doi:10.1007/s11075-008-9236-1
[27] Murio,D.A.:软化方法和不适定问题的数值解。威利,纽约(1993)
[28] Murio,D.A.、MejíA,C.E.、Zhan,S.:离散软化和自动数值微分。计算。数学。申请。35, 1–16 (1998) ·兹比尔0910.65010 ·doi:10.1016/S0898-1221(98)00001-7
[29] Nakamura,G.,Wang,S.,Wag,Y.:二元函数二阶导数的数值微分。J.计算。申请。数学。212, 341–358 (2008) ·Zbl 1133.65011号 ·doi:10.1016/j.cam.2006.11.035
[30] Qu,R.:数值微分和积分的新方法。数学。计算。24(10), 55–68 (1996) ·Zbl 0874.65011号
[31] Rader,C.M.,Jackson,L.B.:通过正向/反向块递归近似具有任意极点的非因果IIR数字滤波器,包括新的Hilbert变压器设计。IEEE传输。电路系统。I 53(12),2779–2787(2006)·兹比尔1374.94587 ·doi:10.1109/TCSI.2006.883877
[32] Ramm,A.G.,Smirnova,A.B.:关于稳定数值微分。数学。计算。70, 1131–1153 (2001) ·Zbl 0973.65015号 ·doi:10.1090/S0025-5718-01-01307-2
[33] Rangarajana,S.K.,Purushothaman,S.P.:Lanczos的高阶广义导数。J.计算。申请。数学。177, 461–465 (2005) ·Zbl 1067.65025号 ·doi:10.1016/j.cam.2004.10.016
[34] Roberts,R.A.,Mullis,C.T.:数字信号处理。Addison-Wesley,雷丁(1987)·Zbl 0689.94001号
[35] Parzen,E.:随机过程。Holden-Day,旧金山(1962)
[36] Su,Y.X.,Zheng,C.H.,Mueller,P.C.,Duan,B.Y.:仅基于位置测量的低速区域的简单改进速度估计。IEEE传输。控制系统。技术。14, 937–942 (2006) ·doi:10.1109/TCST.2006.876917
[37] Szegö,G.:正交多项式,第3版。AMS,普罗维登斯(1967)
[38] Wang,Y.,Jia,X.,Cheng,J.:一种数值微分方法及其在不连续重构中的应用。反问题18,1461–1476(2002)·Zbl 1041.65024号 ·doi:10.1088/0266-5611/18/6/301
[39] Wang,Z.,Wen,R.:用积分方法进行高阶数值微分。J.计算。申请。数学。234, 941–948 (2010) ·兹比尔1188.65021 ·doi:10.1016/j.cam.2010.01.056
[40] Wei,T.,Hon,Y.C.,Wang,Y.:从散射噪声数据重建数值导数。反问题21,657–672(2005)·Zbl 1071.65026号 ·doi:10.1088/0266-5611/21/2013
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