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基于无迹卡尔曼滤波的动力电池状态估计 被引量:5
1
作者 李锦满 李儒欢 +5 位作者 李浩南 李存鑫 邱子桐 郭凯 吴锴 周峻 《电池》 CAS 北大核心 2024年第3期340-343,共4页
准确预测动力电池的荷电状态(SOC)与健康状态(SOH)对电动汽车电池系统的安全运行至关重要。卡尔曼滤波(KF)算法被广泛用于动力电池的状态估计,但非线性误差较大。提出利用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法实现对动力电池状态的准确估计。首先,... 准确预测动力电池的荷电状态(SOC)与健康状态(SOH)对电动汽车电池系统的安全运行至关重要。卡尔曼滤波(KF)算法被广泛用于动力电池的状态估计,但非线性误差较大。提出利用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法实现对动力电池状态的准确估计。首先,通过分析动力电池实验数据,建立一阶等效电路模型,模型拟合优度达到0.992。随后,加入容量衰退机制模拟锂离子电池老化过程,并对电池进行恒流充电以及随机放电循环,模拟动力电池实际工况。不同初始值下,SOC、SOH估计的均方根误差均小于0.01,且随着循环次数的增加,误差逐渐减小。 展开更多
关键词 锂离子电池 状态估计 等效电路模型 荷电状态(SOC) 健康状态(SOH) 无迹卡尔曼滤波(ukf)
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有色噪声下的不敏卡尔曼滤波器 被引量:12
2
作者 熊伟 陈立奎 +1 位作者 何友 张晶炜 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期598-600,共3页
有色噪声干扰情况下非线性系统的状态估计是许多实际工程需要解决的问题。通常的方法是利用扩展卡尔曼滤波方法将非线性系统线性化后,再利用线性系统的方法对有色噪声系统进行估计。然而,模型的线性化误差往往会严重影响最终的滤波精度... 有色噪声干扰情况下非线性系统的状态估计是许多实际工程需要解决的问题。通常的方法是利用扩展卡尔曼滤波方法将非线性系统线性化后,再利用线性系统的方法对有色噪声系统进行估计。然而,模型的线性化误差往往会严重影响最终的滤波精度,甚至导致滤波发散。为了避免此类误差,先通过对测量方程进行变换的方法,将观测方程的有色噪声转换为白噪声后,再利用不敏卡尔曼滤波方法,对系统的状态进行估计。虽然,该方法也需要对观测方程进行线性化,但是由于此线性化过程是在求解新量测方程的测量误差中进行,因此对系统的误差影响不是很大。仿真结果表明新方法能够有效地对有色噪声环境下系统的状态进行估计,性能要优于现有的一些基于EKF的方法。 展开更多
关键词 有色噪声 非线性 不敏卡尔曼滤波 状态估计
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基于动态生成树和改进不敏卡尔曼滤波的传感器网络目标跟踪算法研究 被引量:14
3
作者 蒋鹏 宋华华 王兴民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期415-421,共7页
针对在传感器网络目标跟踪的实际应用中,节点感知的数据与目标真实状态之间通常呈现非线性的特点,提出了一种基于改进不敏卡尔曼滤波的传感器网络目标跟踪算法。通过引入粒子群技术对不敏卡尔曼滤波中δ采样点的分布和收敛速度进行优化... 针对在传感器网络目标跟踪的实际应用中,节点感知的数据与目标真实状态之间通常呈现非线性的特点,提出了一种基于改进不敏卡尔曼滤波的传感器网络目标跟踪算法。通过引入粒子群技术对不敏卡尔曼滤波中δ采样点的分布和收敛速度进行优化,使得δ采样点的分布更加接近目标的真实状态,以提高目标跟踪精度。同时,构建了一个随目标移动而动态生成的树形结构作为算法的执行平台。仿真结果表明,采用动态生成树作为算法执行平台提高了节点资源的利用率,降低了网络能耗,采用粒子群优化后的不敏卡尔曼滤波提高了目标跟踪精度,减少了算法运行时间。 展开更多
关键词 目标跟踪 改进不敏卡尔曼滤波 粒子群优化 动态生成树
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UKF在INS/GPS直接法卡尔曼滤波中的应用 被引量:24
4
作者 杨波 秦永元 柴艳 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期842-846,共5页
提出将Unscented卡尔曼滤波(UKF)用于INS/GPS组合导航系统的直接法卡尔曼滤波,避免了对非线性的系统状态方程进行线性化.以INS输出的导航参数及平台误差角等作为系统状态,惯导力学编排方程和姿态误差方程作为系统状态方程,GPS输出的导... 提出将Unscented卡尔曼滤波(UKF)用于INS/GPS组合导航系统的直接法卡尔曼滤波,避免了对非线性的系统状态方程进行线性化.以INS输出的导航参数及平台误差角等作为系统状态,惯导力学编排方程和姿态误差方程作为系统状态方程,GPS输出的导航参数作为量测,采用UKF方法对系统导航参数直接进行估计.仿真结果表明,UKF方法有效地解决了直接法卡尔曼滤波中系统状态方程的非线性问题,并使INS/GPS组合导航系统具有较高的导航定位精度. 展开更多
关键词 Unscented卡尔曼滤波(ukf) 组合导航 惯性导航系统(INS) 全球定位系统(GPS)
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基于“当前”统计模型的自适应不敏卡尔曼滤波算法 被引量:4
5
作者 简金蕾 李静 +1 位作者 任宏斌 郭颖睿 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2011年第9期48-52,共5页
基于机动目标"当前"统计模型在直角坐标系下建立了三坐标雷达跟踪系统的状态方程和观测方程。针对非线性自适应滤波这一问题,提出了一种基于"当前"统计模型的自适应不敏卡尔曼滤波算法(CS-UKF),并对算法作了说明。... 基于机动目标"当前"统计模型在直角坐标系下建立了三坐标雷达跟踪系统的状态方程和观测方程。针对非线性自适应滤波这一问题,提出了一种基于"当前"统计模型的自适应不敏卡尔曼滤波算法(CS-UKF),并对算法作了说明。通过计算机仿真验证了CS-UKF算法的有效性,并且该算法跟踪效果良好,精度好于基于"当前"统计模型的自适应扩展卡尔曼滤波算法(CS-EKF)算法。 展开更多
关键词 控制理论 机动目标跟踪 “当前”统计模型 不敏卡尔曼滤波
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运动多平台无源跟踪截尾不敏卡尔曼滤波算法 被引量:1
6
作者 骆卉子 曲长文 冯奇 《信号处理》 CSCD 北大核心 2016年第12期1434-1439,共6页
针对已有非线性滤波算法用于运动多平台无源跟踪时精度不高的问题,提出了一种新的跟踪算法即截尾不敏卡尔曼滤波(TUKF)算法以改善跟踪性能。该算法对状态先验概率密度函数及测量噪声概率密度函数进行截尾处理,使其变为具有有界支撑集的... 针对已有非线性滤波算法用于运动多平台无源跟踪时精度不高的问题,提出了一种新的跟踪算法即截尾不敏卡尔曼滤波(TUKF)算法以改善跟踪性能。该算法对状态先验概率密度函数及测量噪声概率密度函数进行截尾处理,使其变为具有有界支撑集的函数,并在此基础上结合原始状态先验概率密度函数设计了混合先验概率密度函数,然后针对其中的两种先验概率密度函数,分别应用不敏变换计算对应的后验概率密度函数的前两阶矩信息,并对其进行融合处理得到最终状态估计。仿真结果表明相对于几种典型的非线性滤波算法,TUKF算法能有效改善跟踪性能。 展开更多
关键词 多平台 无源跟踪 非线性滤波 截尾不敏卡尔曼滤波 不敏变换
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不敏卡尔曼滤波在一体化引信起爆延时算法中的应用
7
作者 温银放 刘斌 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期14-18,27,共6页
由于通常意义上的红外成像一体化引信存在不能测距的缺点,在弹道终端如果仅利用红外成像一体化引信的角度信息估计起爆延时,误差较大且对角度测量精度要求较高。如将激光测距引入到红外成像一体化引信的前视探测技术中,利用脉冲激光测... 由于通常意义上的红外成像一体化引信存在不能测距的缺点,在弹道终端如果仅利用红外成像一体化引信的角度信息估计起爆延时,误差较大且对角度测量精度要求较高。如将激光测距引入到红外成像一体化引信的前视探测技术中,利用脉冲激光测距的距离信息和红外成像一体化引信的角度信息,将会提高延时估计精度。为提高估计精度和满足实际应用要求,对测量信息进行滤波至关重要。研究了UKF滤波算法在起爆延时估计中的应用,该算法采用策略逼近非线性分布的方法,其以UT变换(不敏变换)为基础,采用卡尔曼滤波的框架,采样形式为确定性,滤波性能与基于二阶泰勒级数近似得到的非线性估计算法一致,减小了线性误差,提高了系统精度。仿真结果表明,该算法的应用能有效地提高起爆延时的估计精度。 展开更多
关键词 一体化引信 脉冲激光测距 起爆延时 不敏卡尔曼滤波
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基于自适应无迹卡尔曼滤波的结构损伤在线识别算法
8
作者 黄可 孙展 +1 位作者 黄杜康 王磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期203-210,259,共9页
在运用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filtering,UKF)对结构进行损伤识别和健康监测的过程中,噪声往往未知时变,而传统UKF方法在噪声参数选择不当时易出现性能退化及发散的问题。为此,提出一种基于自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive uns... 在运用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filtering,UKF)对结构进行损伤识别和健康监测的过程中,噪声往往未知时变,而传统UKF方法在噪声参数选择不当时易出现性能退化及发散的问题。为此,提出一种基于自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filtering,AUKF)的结构损伤在线识别算法。该算法利用协方差匹配法和遗忘因子法,通过残差和新息序列实时识别并更新测量噪声和过程噪声,在保证噪声矩阵正定性的同时,提高了UKF对结构未知参数和损伤的识别精度。采用桥梁模型和非线性模型的数值算例验证本文方法的有效性。结果表明,该方法可以有效识别大型土木工程结构和非线性结构的损伤位置和程度,且对时变的噪声具有自适应能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波(ukf) 损伤识别 噪声识别 结构健康监测
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基于不敏卡尔曼滤波平滑的再入弹头弹道系数提取 被引量:4
9
作者 王晓楠 高山 程柏林 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第6期89-92,共4页
再入弹头超高速再入大气层是典型的非线性过程,并且再入过程存在扰动。针对系统的扰动,采用时变的弹道系数模型,针对弹头再入过程的非线性,建立了基于不敏卡尔曼滤波平滑法来提取弹道系数的模型,与不敏卡尔曼滤波法相比,改善了再入段目... 再入弹头超高速再入大气层是典型的非线性过程,并且再入过程存在扰动。针对系统的扰动,采用时变的弹道系数模型,针对弹头再入过程的非线性,建立了基于不敏卡尔曼滤波平滑法来提取弹道系数的模型,与不敏卡尔曼滤波法相比,改善了再入段目标弹道系数的提取精度。 展开更多
关键词 再入弹头 弹道系数 不敏卡尔曼滤波平滑
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双向不敏卡尔曼滤波的无源定位算法 被引量:1
10
作者 张志敏 刘学 张维轩 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第2期267-271,共5页
针对不敏卡尔曼滤波算法在单站无源定位的应用中受初始状态误差和可观测条件等影响易产生滤波发散、收敛精度低、收敛速度慢的问题.提出一种双向平方根不敏卡尔曼滤波的无源定位算法.充分利用了平方根不敏卡尔曼滤波算法数值稳定性高的... 针对不敏卡尔曼滤波算法在单站无源定位的应用中受初始状态误差和可观测条件等影响易产生滤波发散、收敛精度低、收敛速度慢的问题.提出一种双向平方根不敏卡尔曼滤波的无源定位算法.充分利用了平方根不敏卡尔曼滤波算法数值稳定性高的优点,采用后向平滑算法逐次修正状态估计值,从而提高了定位算法对初始状态的鲁棒性.试验结果验证了该算法的有效性. 展开更多
关键词 无源定位 不敏卡尔曼滤波 后向平滑 非线性滤波 状态估计 平方根 扩展卡尔曼滤波 稳定性
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基于自适应无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估计 被引量:20
11
作者 刘胜永 于跃 +2 位作者 罗文广 李昊 黄俊华 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第8期1611-1616,共6页
锂电池荷电状态(SOC)的准确估算是制约电动汽车发展的关键技术之一。针对传统Kalman滤波算法因固定的噪声滤波初值不能够跟随工况变化致使SOC估算不准确的问题,基于PNGV模型建立状态空间方程组,将Sage-Husa自适应滤波算法融合到无迹卡... 锂电池荷电状态(SOC)的准确估算是制约电动汽车发展的关键技术之一。针对传统Kalman滤波算法因固定的噪声滤波初值不能够跟随工况变化致使SOC估算不准确的问题,基于PNGV模型建立状态空间方程组,将Sage-Husa自适应滤波算法融合到无迹卡尔曼滤波(UKF)算法之中,对噪声进行实时预测和修正,进而提高SOC的估算精度。仿真实验结果表明,AUKF比UKF的估算值更接近于理论参考值,AUKF解决了UKF因固定噪声带来的误差问题,可提高电动汽车启动、巡航、制动等复杂工况下的电池组电流剧烈变化中SOC的估算精度。 展开更多
关键词 自适应无迹卡尔曼滤波(Aukf) 荷电状态(SOC) Sage-Husa自适应滤波算法 无迹卡尔曼滤波(ukf) PNGV模型
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一种扩维无迹卡尔曼滤波 被引量:9
12
作者 黄铫 张天骐 +1 位作者 李越雷 刘燕丽 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第S1期56-60,共5页
本文讨论了一种基于扩维的无迹卡尔曼滤波(A-UKF)。通过无迹变换(UT),引出了无迹卡尔曼滤波(UKF)的算法描述,进一步深入研究了扩维无迹卡尔曼滤波,它把非线性系统中的过程噪声和测量噪声引入到采样点中,当采样点通过非线性系统传播时,... 本文讨论了一种基于扩维的无迹卡尔曼滤波(A-UKF)。通过无迹变换(UT),引出了无迹卡尔曼滤波(UKF)的算法描述,进一步深入研究了扩维无迹卡尔曼滤波,它把非线性系统中的过程噪声和测量噪声引入到采样点中,当采样点通过非线性系统传播时,有效的削弱了噪声的影响,并在算法上进行了比较,说明了A-UKF比UKF的精确性要高。最后通过仿真进行了验证。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波(ukf) 无迹变换(UT) 扩维(Augmented)
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基于无迹卡尔曼滤波的单站混合定位跟踪算法 被引量:6
13
作者 刘翔 宋常建 +1 位作者 胡磊 钟子发 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期71-75,共5页
针对移动台的单站跟踪问题,以"到达时间和与到达时间差(TSOA/TDOA)"新型混合定位技术作为基础,提出一种基于"到达时间和与到达时间差"混合被动单站定位模型的无迹卡尔曼滤波跟踪算法。该算法以观测到的有噪信息为基... 针对移动台的单站跟踪问题,以"到达时间和与到达时间差(TSOA/TDOA)"新型混合定位技术作为基础,提出一种基于"到达时间和与到达时间差"混合被动单站定位模型的无迹卡尔曼滤波跟踪算法。该算法以观测到的有噪信息为基础,引入"到达时间和与到达时间差"观测模式,使用受随机加速影响的匀速运动状态作为跟踪算法的状态模型,将无迹卡尔曼滤波(UKF)算法应用在移动台的定位跟踪上,实现了对移动台的位移和速度的同步跟踪。仿真结果表明:无迹卡尔曼滤波算法应用移动台跟踪系统是有效的;与扩展卡尔曼滤波相比,其跟踪算法的滤波精度、稳定性更优。 展开更多
关键词 移动台跟踪 无迹卡尔曼滤波(ukf) 到达时间之和(TSOA) 混合定位
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无味卡尔曼滤波在热平衡试验中的应用研究 被引量:4
14
作者 付仕明 郄殿福 刘锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期546-551,共6页
在航天器热平衡试验中应用温度外推预报技术可以快速准确的给出航天器的极限热平衡温度,缩短热平衡试验时间,降低航天器的研制成本。介绍了一种新颖的热平衡试验数据外推方法———无味卡尔曼滤波(UKF),分析了UKF的应用效果,结果表明应... 在航天器热平衡试验中应用温度外推预报技术可以快速准确的给出航天器的极限热平衡温度,缩短热平衡试验时间,降低航天器的研制成本。介绍了一种新颖的热平衡试验数据外推方法———无味卡尔曼滤波(UKF),分析了UKF的应用效果,结果表明应用UKF外推能够在较短的时间内更准确的获得航天器的极限热平衡温度。 展开更多
关键词 航天器 热平衡试验 温度外推 无味卡尔曼滤波(ukf)
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混合卡尔曼滤波在外辐射源雷达目标跟踪中的应用 被引量:9
15
作者 武勇 王俊 《雷达学报(中英文)》 CSCD 2014年第6期652-659,共8页
为了提高无迹卡尔曼滤波(UKF)中误差协方差矩阵的估计精度,该文结合外辐射源雷达目标跟踪模型,提出了一种混合卡尔曼滤波(MKF)算法,首先通过UKF对目标状态进行一次后验估计,然后重新建立一个观测方程,把UKF滤波输出的状态估计值转化为... 为了提高无迹卡尔曼滤波(UKF)中误差协方差矩阵的估计精度,该文结合外辐射源雷达目标跟踪模型,提出了一种混合卡尔曼滤波(MKF)算法,首先通过UKF对目标状态进行一次后验估计,然后重新建立一个观测方程,把UKF滤波输出的状态估计值转化为新建观测方程的量测值,并通过线性卡尔曼滤波对状态进行二次最优估计。实验结果表明,与扩展卡尔曼滤波(EKF),UKF相比,MKF明显提高了外辐射源雷达目标跟踪的精度。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波(ukf) 外辐射源雷达 状态估计 混合卡尔曼滤波(MKF)
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防发散无迹卡尔曼滤波自适应网格交互式多模型算法 被引量:4
16
作者 张园 董受全 +2 位作者 钟志通 刘淑波 初俊博 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2015年第2期40-44,共5页
针对非线性观测条件下的机动目标跟踪问题,基于机动目标的协同转弯模型,采用防发散无迹卡尔曼滤波方法和自适应网格的模型集自适应策略,研究了一种变结构交互式多模型算法。对二维机动目标跟踪的仿真结果表明,该算法与相应的固定结构交... 针对非线性观测条件下的机动目标跟踪问题,基于机动目标的协同转弯模型,采用防发散无迹卡尔曼滤波方法和自适应网格的模型集自适应策略,研究了一种变结构交互式多模型算法。对二维机动目标跟踪的仿真结果表明,该算法与相应的固定结构交互式多模型算法相比,可以解决固定结构多模型算法存在的问题,有效提高多模型算法的精度和费效比,缩短计算时间,且适合工程应用。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波(ukf) 自适应网格(AG) 交互式多模型(IMM) 机动目标跟踪 变结构多模型(VSMM)
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基于Unscented卡尔曼滤波的目标位置和信道参数同时估计算法 被引量:2
17
作者 宋保业 田国会 周风余 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期178-181,187,共5页
针对传统非线性最小二乘估计算法和多步迭代估计算法估计节点位置和信道参数时存在的缺点,提出一种新的基于卡尔曼滤波的目标位置和信道参数同时估计算法。新算法将接收信号强度指示(RSSI)定位问题转化为非线性方程组的参数向量估计问题... 针对传统非线性最小二乘估计算法和多步迭代估计算法估计节点位置和信道参数时存在的缺点,提出一种新的基于卡尔曼滤波的目标位置和信道参数同时估计算法。新算法将接收信号强度指示(RSSI)定位问题转化为非线性方程组的参数向量估计问题,使用UKF对目标位置和无线信道参数同时进行估计。试验结果表明,与非线性最小二乘方法相比,新算法定位误差更小,对信道参数的估计也更准确。 展开更多
关键词 接收信号强度指示(RSSI) 定位 Unscented卡尔曼滤波(ukf)
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基于部分扩维的无迹卡尔曼滤波算法研究 被引量:1
18
作者 张晶 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第24期302-307,共6页
UKF扩维算法往往因为比较复杂而导致计算量较大,为此EW等学者提出了当过程噪声和量测噪声都是白噪声时UKF的简化算法。证明了这种简化算法在线性条件下不能达到最优估计;即线性条件下与Kalman滤波不等效;同时证明了UKF部分扩维的算法即... UKF扩维算法往往因为比较复杂而导致计算量较大,为此EW等学者提出了当过程噪声和量测噪声都是白噪声时UKF的简化算法。证明了这种简化算法在线性条件下不能达到最优估计;即线性条件下与Kalman滤波不等效;同时证明了UKF部分扩维的算法即只将过程噪声进行扩维后仍能达到最优估计;且又在一定程度上减少了计算量。最后在GPS/INS组合导航中进行了仿真验证,仿真结果进一步证明了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 组合导航 ukf 扩维ukf 卡尔曼滤波
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无迹卡尔曼滤波法估计锂离子电池的SOC 被引量:11
19
作者 高博洋 刘广忱 +1 位作者 张建伟 王生铁 《电池》 CAS 北大核心 2021年第3期270-274,共5页
通过电池脉冲放电实验,得到脉冲放电曲线,对曲线回弹段进行二阶指数拟合,结合电压零输入响应,离线辨识锂离子电池二阶RC等效电路模型的参数。为避免非线性函数线性化处理出现的误差,提高算法精度,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)估计荷电状态(S... 通过电池脉冲放电实验,得到脉冲放电曲线,对曲线回弹段进行二阶指数拟合,结合电压零输入响应,离线辨识锂离子电池二阶RC等效电路模型的参数。为避免非线性函数线性化处理出现的误差,提高算法精度,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)估计荷电状态(SOC)。与扩展卡尔曼滤波(EKF)和安时积分法估计相比,UKF的估计误差在1%以内,精度更高。 展开更多
关键词 锂离子电池 荷电状态(SOC) 无迹卡尔曼滤波(ukf) 二阶RC等效电路
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2种卡尔曼滤波算法的应用分析 被引量:4
20
作者 鲁建辉 刘代军 杨林冲 《现代防御技术》 北大核心 2012年第6期125-128,139,共5页
将传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和基于无味变换(UT)和标准卡尔曼滤波体系相结合的无味卡尔曼滤波(UKF)算法应用于反辐射导弹抗雷达关机的技术中,并对其进行仿真分析。结果表明,UKF算法具有跟快的收敛性和具有更高的精度,并能有效克服非线... 将传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和基于无味变换(UT)和标准卡尔曼滤波体系相结合的无味卡尔曼滤波(UKF)算法应用于反辐射导弹抗雷达关机的技术中,并对其进行仿真分析。结果表明,UKF算法具有跟快的收敛性和具有更高的精度,并能有效克服非线性严重时出现的滤波发散的问题,较好地达到了反辐射导弹抗雷达关机的目的。 展开更多
关键词 反辐射导弹 抗关机 扩展卡尔曼滤波(EKF) 无味卡尔曼滤波(ukf)
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