最优估计作业

发布 2023-05-16 16:51:28 阅读 7971

姓名朱凯歌学号 2014261623

homework 1

1) 批处理:

**如图所示:

2) 递推算法:

取的初值为,,得估计。

**如图所示:

分析:由**结果可得,观测数据长度增加,递推估计参数精度越高。

程序**: the movement parameter of a aircraft evolves with time according

to y(t)=a*t^2+b*t+c. sample in each 1s period, and thus obtain 20

data pair (1, y1),.20, y20). obtain the ls estimate of a, b

and c.

data of y: 2.9828 4.525 6.1155 7.234 8.4329 9.1259 10.1800 10.8600

requirement

(1) prepare matlab programs for batch and recursive methods

(2) submit the technical report including the estimates of a, b and c;

plot the t-vs-estimate curve of a,b and c, analyze the relationship

between data length and estimate accuracy;

plot measurement data and actual parameters

clear all

close all

实验数据。

y=[2.9828 4.525 6.1155 7.234 8.4329 9.1259 10.1800 10.8600 10.9300...

h=for i=1:20

h=[h;i^2 i 1];

end 批处理算法。

e_abc_bat=inv(h'*h)*h'*y;

y_e_bat=h*e_abc_bat;

figure(1);

plot(1:20,y,'-g*',1:20,y_e_bat,'-bo');

legend('量测数据曲线','估计曲线');

xlabel('t')

ylabel('y')

title('最小二乘批处理算法')

递推算法。

x0=zeros(3,1);

p=1000000*diag([1 1 1]);

x_re=zeros(3,21);

x_re(:,1)=x0;

for i=1:20

p=p - p * h(i

inv( h(i,:)p * h(i,:)1 ) h(i,:)p;

k=p * h(i,:)

x_re(:,i+1)=x_re(:,i) +k*( y(i)-h(i,:)x_re(:,i) )

ende_abc_re=x_re(:,21);

y_e_re=h*e_abc_re;

figure(2);

plot(1:20,y,'-g*',1:20,y_e_re,'-bo');

legend('量测数据曲线','估计曲线');

xlabel('t')

ylabel('y')

title('最小二乘递推算法')

figure(3);

plot(1:20,x_re(1,2:21),'g*',1:20,x_re(2,2:21),'bo',.

1:20,x_re(3,2:21),'rs');

legend('a','b','c');

xlabel('t')

ylabel('估计值')

title('数据长度与递推估计参数变化关系')

grid on

homework 2

1) 30次独立量测。

z1=columns 1 through 30

2) 采用递推最小二乘估计,选取初值,,**如图:

分析:随着时间的推移,x的估计趋于真实值且趋于稳定。

3) 100次**得到x的每一个分量元素估计样本方差曲线。

分析:x的每一个分量元素估计的抽样误差方差随着量测数据增多逐渐减少并趋于稳定值。

4) 这里,被认为是理论方差,**如图所示:

分析:x的每一个分量元素的理论方差随着量测数据增多逐渐减少并趋于稳定值。

程序**: consider the actual but unknown vector x=[3 2 0]',the measurement

matrix h is a 3*3 unite matrix, measurement noise is zero-mean

gaussian with covariance diag.

(1) bring out 30 independent measurements

(2) plot the ls estimate of each element in x vs observation times;

also plot measurements

(3) plot sampled error variance of each element in x based on 100 simulations

(4) plot the corresponding theoretical variance

clear all

close all

x=[3 2 0]';

cov=diag([1,9,2]);

h=eye(3

30次独立观测样本。

z1=zeros(3,30);

for i=1:30

z1(:,i)=h * x+ sqrt(cov) *randn(3,1);

end 递推最小二乘估计。

x0=zeros(3,1

p=1000000*diag([1 1 1]);

x_est=zeros(3,31);

x_est(:,1)=x0;

for i=1:30

p=p - p * h' *inv( h * p * h' +eye(3) )h * p;

k=p * h';

x_est(:,i+1)=x_est(:,i) +k * z1(:,i) -h * x_est(:,i) )

endx_est=x_est(:,2:31);

figure(1)

plot(1:30,x_est(1,:)g-',1:30,z1(1,:)bo');

legend('参数1估计曲线','量测数据曲线');

xlabel('k')

ylabel('x1')

title('x1的递推最小二乘估计')

grid on

figure(2)

plot(1:30,x_est(2,:)g-',1:30,z1(2,:)bo');

legend('参数2估计曲线','量测数据曲线');

xlabel('k')

ylabel('x2')

title('x2的递推最小二乘估计')

grid on

figure(3)

plot(1:30,x_est(3,:)g-',1:30,z1(3,:)bo');

legend('参数3估计曲线','量测数据曲线');

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