基于有偏估计的数据融合提高双传感器测量可靠性 - 化工学报.pdf

第 65 卷 第 4 期 化 工 学 报 Vol.65 No.4 April 2014 2014 年 4 月 CIESC Journal ·1287 · 基于有偏估计的数据融合提高双传感器测量可靠性 左信，岳元龙，罗雄麟 ( 中国石油大学自动化系，北京 102249) 摘要：为了提高测量数据可靠性，过程控制领域广泛采用双冗余传感器测量生产状态信息，而目前处理双传感器 测量数据常用的方法为线性无偏估计融合理论。通过估计理论得到的测量数据同时涉及方差和偏差两个统计特性。 由于无偏测量数据具有无偏性的优良性质，所以测量方差能够全面地描述无偏测量数据的可靠性，然而不能由此 认为无偏测量数据一定具有高可靠性。为了进一步提高双传感器测量数据的可靠性，提出有偏估计数据融合方法。 首先，证明了有偏测量能够改善单传感器测量数据的可靠性；其次，采用凸组合方法推导了双传感器有偏估计融 合表达式；最后，证明了有偏估计融合的均方误差小于任意单传感器的均方误差。仿真分析与实例应用均表明有 偏估计数据融合可以有效地提高双传感器测量数据的可靠性。 关键词：测量；双传感器；可靠性；有偏估计；数据融合 DOI ：10.3969/j.issn.0438-1157.2014.04.019 中图分类号：TB 114.3; TB 22 文献标志码：A 文章编号：0438—1157 （2014 ）04—1287—09 Improving reliability of bi-sensors measurement based on biased estimation data fusion ZUO Xin, YUE Yuanlong, LUO Xionglin (Department of Automation, China University of Petroleum, Beijing 102249, China) Abstract: For the sake of improving the reliability of measured data, the bi-sensors data fusion method is widely applied to obtain the information on product status in the process control field, and the linearly unbiased estimation theory used as the data fusion method is widely adopted to deal with measurement data. For any estimation process, both variance and bias are the significant indices evaluating the performance of the measurement data. Because the unbiased measurement data possesses unbiased merit, varianc