正则化最小二乘问题时变ar模型正交最小二乘估计法及其工程应用
时变AR模型正交最小二乘估计法是一种利用正交投影技术对时变自回归(AR)模型进行参数估计的方法。该方法可以在存在噪声的情况下,通过最小化误差能量来估计模型的参数。
首先,假设AR模型的形式为:
y(t) = a(t-1)y(t-1) + a(t-2)y(t-2) + ... + a(t-p)y(t-p) + e(t)
其中,y(t)表示观测信号,a(t-i)表示时变参数,p表示模型阶数,e(t)为白噪声。
正交最小二乘估计方法的步骤如下:
1. 对观测信号y(t)进行延迟运算,得到延迟矩阵Y(t)=[y(t-1), y(t-2), ..., y(t-p)],并且构建一个检测矩阵G(t)=[g(t-1), g(t-2), ..., g(t-p)],其中g(t-i)表示对a(t-i)的估计。
2. 对Y(t)进行正交分解,得到Q(t)和R(t)两个正交矩阵,其中Q(t)=[q(t-1), q(t-2), ..., q(t-p)],R(t)为上三角矩阵。
3. 将G(t)正交投影到Q(t)的列空间上,并得到正交投影系数矩阵A(t)=[a(t-1), a(t-2), ..., a(t-p)]。
4. 利用观测信号y(t)和A(t),通过最小二乘法得到新的参数估计值。
5. 重复上述步骤,直到参数收敛为止。
时变AR模型正交最小二乘估计法在工程应用中有广泛的应用,特别是在系统辨识和信号处理方面。该方法可以提取出模型的时变特性,能够较准确地估计时变系统的参数,并且能够对系统的动态特性进行分析。因此,在信号处理、滤波器设计、系统建模等领域具有重要的作用。
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