状态空间模型可以随着时间改变状态大小吗?

信息处理 卡尔曼滤波器 状态空间
2022-01-13 03:38:41

我曾使用与卡尔曼估计相关的状态空间模型。在这里,我总是看到随着时间的推移具有固定状态大小的状态空间模型,即状态转换矩阵是正方形的。让我们例如定义:

xt+1=Atxt+Btutyt=Ctxt+Dtvt
然后Atn×n.

我想我可以很容易地让状态随时改变大小tchange通过允许Atchange有大小m×n在哪里mn. 这在一般状态空间模型中是否“允许”?这是否会导致应用卡尔曼滤波器来估计状态的任何问题xt为了t“越过”这一点tchange?

1个回答

简短的回答:是但不是。

长答案:

如果系统矩阵是矩形的,那么它意味着要么;

  • 状态的数量多于其导数的数量,这是没有意义的。如果您有一个系统,例如跳跃线性系统或耦合到初始系统并扩展状态空间的系统,您仍然可以使用打开/关闭(例如,基于事件)的方形系统的互连,而无需返回对于这种深奥的方法

要么

  • 有比状态数更多的微分方程,这意味着其中一些状态可以被视为外生输入,而这些输入又可以通过将这些项带入您的 B 矩阵并再次留下 A 矩阵正方形来调和。

所以简而言之,使用方形状态矩阵,您不会失去一般性。