1.一种基于多率模型的阶段预测和平滑算法,其特征在于,其包括以下算法步骤:(S1)、利用收集的系统输入数据u(t)、系统噪声v(t)建立多率模型(S2)、经输出采样器收集可测输出y(ol),l=1,…,β;
(S3)、然后根据多率模型辨识预测输出y(mk),k=1,…,α,并计算系统变量的方差,最后基于系统变量的方差和可测输出y(ol)的估计期望值对预测输出y(mk)进行修正,从而实现对不可测输出的修正;
其中,
y(t)是系统的可测输出,v(t)是系统的噪声,且服从均值为零,方差为δ的高斯分布,A(d)是系统输出的多项式,B(d)是系统输入的多项式, 是t时刻输出的信息向量,是t时刻输入的信息向量,θy是输出向量对应的参数,θu是输入向量对应的参数,d是后移算子(d-1y(t)=y(t-1)),t表示收集的数据个数,t=1、2……N。
2.根据权利要求1所述的一种基于多率模型的阶段预测和平滑算法,其特征在于,所述系统变量的方差计算步骤包括:定义
其中 P(t)是变量e(t)的方差,θh为第h次系统对参数θ的估计,由式(2)和(3)可得
然后根据式(1)和式(4)可得e(t)=[et-1,et-2,…,et-n]θy+v(t), (5)由式(2)、(3)和式(5)可得其中P(t|t-i)=Cov(e(t),e(t-i))是e(t)和e(t-i)的协方差,且用下式计算为
3.根据权利要求1所述的一种基于多率模型的阶段预测和平滑算法,其特征在于,所述步骤(S3)中,当利用最靠近可测输出来修正预测输出时,其对预测输出的修正包括以下步骤:如果mk+1=ol,得到如下分布
其中 是变量,则得到
因而利用可测输出y(ol)和预测输出 的误差对预测输出 进行校正,得到输出估计期望值:
4.根据权利要求1所述的一种基于多率模型的阶段预测和平滑算法,其特征在于,所述步骤(S3)中,当利用修正好的输出来修正预测输出时,其对预测输出的修正包括以下步骤:如果mk+1=mk+1,得到如下分布
然后利用全期望和全方差公式得到
其中
从而得到
即得到输出估计期望值:
5.根据权利要求2或3或4所述的一种基于多率模型的阶段预测和平滑算法,其特征在于,对预测输出的修正包括下述步骤:(1.1)收集输入数据u(t)和可测输出数据y(ol),t=1,…,N,l=1,…,β;
(1.2)设ol+1=mk;
(1.3)构建k时刻的信息向量
(1.4)由式(3)计算出预测输出变量
(1.5)由式(6)和式(7)分别计算预测输出的方差P(mk)和协方差P(mk|mk-j),j=1,…,n;
(1.6)使mk=mk+1,如果mk≠ol+1,则利用修正好的输出来修正预测输出,且返回步骤(1.3);否则利用已知的最靠近可测输出来修正预测输出,即继续下一步;
(1.7)由式(4)、(6)和(7)分别计算 P(mk)以及P(mk|mk-j),j=1,…,n;
(1.8)令mk=mk-1,根据式(8)和(9)计算预测输出的估计期望值 以及系统变量方差的估计期望值(1.9)再令mk=mk-1,若mk≠ol,则继续利用修正好的输出来修正预测输出,即根据式(10)和(11)计算 以及 并返回步骤(1.8);否则,继续下一步;
(1.10)令l=l+1,如果ol≥oβ,最后一个可测输出前所有时刻的不可测输出实现全部修正,则终止循环;否则返回步骤(1.2)。