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基于修正协方差近似二阶扩展卡尔曼滤波算法的电池荷电状态估算
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作者 王伯运 何耀 郑昕昕 《汽车工程师》 2023年第2期1-8,共8页
为解决扩展卡尔曼滤波(EKF)算法中由非线性变换忽略高阶泰勒项引起的荷电状态(SOC)估算误差和在迭代过程中协方差容易出现病态的问题,采用修正协方差近似二阶扩展卡尔曼滤波(MVASOEKF)算法,通过混合脉冲功率特性试验对等效模型内部参数... 为解决扩展卡尔曼滤波(EKF)算法中由非线性变换忽略高阶泰勒项引起的荷电状态(SOC)估算误差和在迭代过程中协方差容易出现病态的问题,采用修正协方差近似二阶扩展卡尔曼滤波(MVASOEKF)算法,通过混合脉冲功率特性试验对等效模型内部参数进行离线辨识并建立了二阶RC等效电池模型,在MATLAB/Simulink平台上进行SOC估算,结果表明,EKF算法估算平均绝对误差约为2.0%,MVASOEKF算法估算平均绝对误差约为0.5%,与EKF算法相比,MVASOEKF算法虽增加了一定的计算量,但是SOC估计精度明显改善,且收敛性更好。 展开更多
关键词 二阶RC 等效电池模型 参数辨识 荷电状态估算 修正协方差近似二阶扩展卡尔曼滤波
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扩展卡尔曼滤波的改进蛇定位算法在WSN中的应用 被引量:1
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作者 彭铎 刘明硕 谢堃 《无线电工程》 2024年第6期1489-1496,共8页
针对接收信号强度指示(Received Signal Strength Index,RSSI)定位易受到环境因素的影响,提出了一种基于RSSI扩展卡尔曼滤波的改进蛇定位算法(RSSI Extended Kalman Filter-based Improved Snake Optimization Localization Algorithm,R... 针对接收信号强度指示(Received Signal Strength Index,RSSI)定位易受到环境因素的影响,提出了一种基于RSSI扩展卡尔曼滤波的改进蛇定位算法(RSSI Extended Kalman Filter-based Improved Snake Optimization Localization Algorithm,RSSI-EISL)。该算法利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)模型对RSSI信号值进行平滑处理,使其能够抑制噪声和异常值对估计结果的影响,从而提高测距的准确性和鲁棒性。通过引入Levy飞行和非线性收敛因子的改进蛇优化算法(Improved Snake Optimization Algorithm,ISO),提升了蛇优化算法(Snake Optimization Algorithm,SO)的寻优能力,使之能够更加准确地计算出待测节点的坐标。根据仿真结果显示,相较于基于RSSI最小二乘定位算法(RSSI Ordinary Least Squares Localization Algorithm,ROL)、基于RSSI EKF的灰狼定位算法(RSSI Extended Kalman Filter-based Grey Wolf Optimization Algorithm,REGL)和基于RSSI EKF的蛇定位算法(RSSI EKF-based Snake Optimization Localization Algorithm,RESL),RSSI-EISL的定位精度分别提高了26.4%、8.75%和5.6%,算法的收敛速度和全局搜索能力也有所提升。 展开更多
关键词 无线传感器网络 接收信号强度 蛇优化算法 扩展卡尔曼滤波 Levy飞行 非线性收敛因子
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多传感器非线性系统序贯观测融合二阶扩展卡尔曼滤波器
3
作者 姜吉鹏 孙书利 《黑龙江大学工程学报(中英俄文)》 2024年第1期27-39,共13页
对多传感器非线性系统提出了一种序贯观测融合二阶扩展卡尔曼滤波(Second-order Extended Kalman Filter,SOEKF)算法。该算法的中心思想是根据传感器观测数据到达融合中心的先后次序依次进行处理。研究表明,提出的序贯观测融合SOEKF算... 对多传感器非线性系统提出了一种序贯观测融合二阶扩展卡尔曼滤波(Second-order Extended Kalman Filter,SOEKF)算法。该算法的中心思想是根据传感器观测数据到达融合中心的先后次序依次进行处理。研究表明,提出的序贯观测融合SOEKF算法比集中式观测融合EKF算法具有更高的精度;与集中式观测融合SOEKF算法精度相当,且具有更低的计算复杂度。目标跟踪系统的仿真验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 多传感器信息融合 序贯观测融合 非线性系统 二阶扩展卡尔曼滤波
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结合扩展卡尔曼滤波的CamShift移动目标跟踪算法 被引量:26
4
作者 李明锁 井亮 +2 位作者 邹杰 冯星 姜长生 《电光与控制》 北大核心 2011年第4期1-5,共5页
CamShift算法是一种利用颜色信息对移动目标进行跟踪的算法,当目标快速运动或者受到干扰时容易导致跟踪失败。因此提出了一种结合CamShift与扩展卡尔曼滤波的移动目标跟踪算法,使用扩展卡尔曼滤波对目标运动速度和空间位置进行预测,同... CamShift算法是一种利用颜色信息对移动目标进行跟踪的算法,当目标快速运动或者受到干扰时容易导致跟踪失败。因此提出了一种结合CamShift与扩展卡尔曼滤波的移动目标跟踪算法,使用扩展卡尔曼滤波对目标运动速度和空间位置进行预测,同时采用目标加权直方图改进CamShift算法。所研究的算法能有效地克服目标背景干扰,存在干扰目标或目标部分被遮挡的情况下,仍能实现有效跟踪。实验结果表明,所研究的方法能够对移动目标持续稳定地跟踪。 展开更多
关键词 目标跟踪 CAMSHIFT算法 扩展卡尔曼滤波 直方图加权
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基于改进的粒子群优化扩展卡尔曼滤波算法的锂电池模型参数辨识与荷电状态估计 被引量:16
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作者 项宇 马晓军 +2 位作者 刘春光 可荣硕 赵梓旭 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1659-1666,共8页
为解决锂电池荷电状态(SOC)难以精确估计的问题,提出了基于改进的粒子群优化扩展卡尔曼滤波(IPSO-EKF)算法预测电池SOC。为减小参数非线性特性影响,重新构建了EKF算法电池状态空间方程,以辨识出的电池模型参数为基础,获得SOC最优估计。... 为解决锂电池荷电状态(SOC)难以精确估计的问题,提出了基于改进的粒子群优化扩展卡尔曼滤波(IPSO-EKF)算法预测电池SOC。为减小参数非线性特性影响,重新构建了EKF算法电池状态空间方程,以辨识出的电池模型参数为基础,获得SOC最优估计。采用IPSO算法优化EKF算法噪声方差矩阵,解决系统状态误差协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵最优解获取难题,进一步提高SOC的估计精度。计算结果表明:IPSO-EKF算法能够精确地辨识电池模型参数和SOC值,并能够很好地修正状态变量初始误差。 展开更多
关键词 电气工程 锂电池 荷电状态 模型参数 粒子群优化算法 扩展卡尔曼滤波
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永磁同步电机的改进扩展卡尔曼滤波测速算法 被引量:8
6
作者 何栋炜 彭侠夫 +1 位作者 蒋学程 周结华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期59-64,共6页
针对使用增量式编码器的永磁同步电机(PMSM)伺服系统中的传统测速算法(M算法结合低通滤波)存在的时延与不准确的问题,提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波(EKF)测速算法.该方法在不修改原有电路的前提下,利用EKF算法抑制噪声且不产生时延的... 针对使用增量式编码器的永磁同步电机(PMSM)伺服系统中的传统测速算法(M算法结合低通滤波)存在的时延与不准确的问题,提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波(EKF)测速算法.该方法在不修改原有电路的前提下,利用EKF算法抑制噪声且不产生时延的特点,针对性地设计了观测模型,并通过矩阵变换与利用定点数字信号处理器累加溢出的周期性,极大地简化了原有的EKF算法.实验结果证明:该算法能够在电机的整个运行过程中给出相对实时的、准确的速度估计值,在一定程度上改善了电机的调速性能,并且算法具有很强的实用性. 展开更多
关键词 永磁同步电机 测速算法 扩展卡尔曼滤波 增量式编码器
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基于扩展卡尔曼滤波的人体行为识别算法 被引量:4
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作者 任子良 秦勇 黎志雄 《电子设计工程》 2016年第2期15-17,24,共4页
针对人体行为事件,研究了多传感器数据采集模型和扩展卡尔曼滤波优化算法的应用。系统将加速度传感器分量数据映射为三维加速度空间,并与压力传感器数据结合建立四维实时数据采集空间。基于系统的模型特征,提出了非线性系统下的扩展卡... 针对人体行为事件,研究了多传感器数据采集模型和扩展卡尔曼滤波优化算法的应用。系统将加速度传感器分量数据映射为三维加速度空间,并与压力传感器数据结合建立四维实时数据采集空间。基于系统的模型特征,提出了非线性系统下的扩展卡尔曼滤波算法。系统利用优化算法对数据实现最优估计,并依据传感器信噪比对优化数据进一步修正,之后在系统设定的传感器信任级别和融合权重的基础上完成人体行为识别。实验结果表明,本文算法可以提高数据空间的精度和平滑度,可对人体行为进行有效识别。 展开更多
关键词 传感器数据 人体行为 扩展卡尔曼滤波 优化算法 加权融合
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基于多模型扩展卡尔曼滤波的组合导航算法
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作者 隋树林 许云斌 曹梦龙 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第5期454-456,共3页
在非线性系统的滤波过程中,扩展卡尔曼滤波的状态估计常常是有偏的,非线性函数的线性逼近精度是有限的,为此提出了多模型线性化扩展卡尔曼滤波。将非线性模型在状态估计附近的多个点进行线性化得到一组线性化模型,利用扩展卡尔曼滤波得... 在非线性系统的滤波过程中,扩展卡尔曼滤波的状态估计常常是有偏的,非线性函数的线性逼近精度是有限的,为此提出了多模型线性化扩展卡尔曼滤波。将非线性模型在状态估计附近的多个点进行线性化得到一组线性化模型,利用扩展卡尔曼滤波得到每个模型的状态估计,再对多个线性化模型进行概率加权融合。通过组合导航系统验证了算法的可行性。 展开更多
关键词 扩展卡尔曼滤波 多模型算法 组合导航
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基于扩展卡尔曼滤波算法的双模制导仿真研究 被引量:6
9
作者 刘广哲 张科 +2 位作者 吕梅柏 王靖宇 王佩 《航空兵器》 北大核心 2018年第1期27-32,共6页
传统仿真方法利用目标运动参数的真实值来实现制导律时不能反映导弹真实工作过程。将扩展卡尔曼滤波算法应用于制导回路中,分别采用雷达单模及雷达/红外双模测量信息对目标运动参数进行估计,进而利用广义比例导引律形成制导指令,使导弹... 传统仿真方法利用目标运动参数的真实值来实现制导律时不能反映导弹真实工作过程。将扩展卡尔曼滤波算法应用于制导回路中,分别采用雷达单模及雷达/红外双模测量信息对目标运动参数进行估计,进而利用广义比例导引律形成制导指令,使导弹飞向目标。仿真结果表明,利用目标参数估计值形成制导指令能够引导导弹准确命中目标,然而导弹的法向加速度在弹道初始段及末段存在较大的抖动,反映了寻的导弹在末制导阶段的真实工作状态,对于制导律的优化等方面具有一定的工程参考价值。 展开更多
关键词 扩展卡尔曼滤波 寻的制导 双模导引头 分布式融合算法
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基于扩展卡尔曼滤波的时差定位算法 被引量:8
10
作者 蔡明明 王运锋 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第4期50-54,共5页
在传统的无源定位中,时差定位因其复杂度低,定位精度高等优点,广泛应用于电子对抗战中。常用的时差定位算法有Taylor算法和Chan算法等,实际应用中考虑到Chan算法的计算速度快,定位精度较精确和Taylor算法收敛速度快等优势,往往结合Taylo... 在传统的无源定位中,时差定位因其复杂度低,定位精度高等优点,广泛应用于电子对抗战中。常用的时差定位算法有Taylor算法和Chan算法等,实际应用中考虑到Chan算法的计算速度快,定位精度较精确和Taylor算法收敛速度快等优势,往往结合Taylor-Chan算法进行联合定位。但当测量误差较大时,Chan算法并不能有效地为Taylor算法提供初值,最终导致最后定位结果发散,使得定位结果出错。针对上述问题,以当前统计模型为基础,文中提出基于扩展卡尔曼滤波的时差定位算法。该算法在Taylor算法需要一个良好的初值估计的基础上,引入了卡尔曼滤波算法,通过最优估计的线性滤波为Taylor算法提供一个稳定的初值。 展开更多
关键词 时差定位 扩展卡尔曼滤波算法 Taylor算法 CHAN算法 当前统计模型
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基于扩展卡尔曼滤波器的四元数车辆姿态解算算法研究 被引量:1
11
作者 杨蒙 《数字技术与应用》 2015年第4期127-127,共1页
测量车辆姿态可以实时跟踪车辆行驶信息,并通过远程发送车辆姿态信息的方式,实现对车辆实时的监控。结合车辆姿态测量只考虑俯仰角和横滚角的特殊性,通过MPU6050芯片采集角速率和加速度数据,采用基于扩展卡尔曼滤波器的四元数车辆姿态... 测量车辆姿态可以实时跟踪车辆行驶信息,并通过远程发送车辆姿态信息的方式,实现对车辆实时的监控。结合车辆姿态测量只考虑俯仰角和横滚角的特殊性,通过MPU6050芯片采集角速率和加速度数据,采用基于扩展卡尔曼滤波器的四元数车辆姿态解算算法,实现对车辆姿态信息的获取。通过采集数据进行MATLAB仿真验证,结果表明该算法能提高姿态测量精度和系统稳定性。 展开更多
关键词 扩展卡尔曼滤波 姿态解算 算法研究
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一种基于圆阵测量的扩展卡尔曼滤波算法 被引量:1
12
作者 祝龙石 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期492-495,共4页
为提高被动声定位系统的定位精度 ,本文提出了一种基于圆阵测量的扩展卡尔曼滤波算法。该算法首先对时延测量值进行预处理 ,以预处理量直接作为卡尔曼滤波器测量方程的输入量 ,并利用台劳级数对非线性测量方程进行线性化。数值计算和仿... 为提高被动声定位系统的定位精度 ,本文提出了一种基于圆阵测量的扩展卡尔曼滤波算法。该算法首先对时延测量值进行预处理 ,以预处理量直接作为卡尔曼滤波器测量方程的输入量 ,并利用台劳级数对非线性测量方程进行线性化。数值计算和仿真结果表明 ,该算法有较好的滤波。 展开更多
关键词 扩展卡尔曼滤波算法 时延估计 圆阵测量 被动声目标定位 圆阵定位
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基于乘性扩展卡尔曼滤波的微小卫星姿态测量算法 被引量:2
13
作者 王飞 《电子设计工程》 2018年第12期55-58,63,共5页
在微小卫星姿态控制研究中,微机电系统的敏感器件存在固有精度不足的问题。针对这一问题,在微小卫星姿态测量算法的基础上,文中引入了四元数乘性扩展卡尔曼滤波算法,从而解决了误差协方差阵的奇异问题,减小了不确定误差对滤波的影响,并... 在微小卫星姿态控制研究中,微机电系统的敏感器件存在固有精度不足的问题。针对这一问题,在微小卫星姿态测量算法的基础上,文中引入了四元数乘性扩展卡尔曼滤波算法,从而解决了误差协方差阵的奇异问题,减小了不确定误差对滤波的影响,并提高了姿态测量算法的精度。同时,文中还对改进算法进行了仿真,其结果表明与原算法相比,改进算法的计算精度更高。 展开更多
关键词 微小卫星 姿态测量 扩展卡尔曼滤波算法 误差
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扩展卡尔曼滤波算法初值选取方法 被引量:5
14
作者 余小琴 沈文苗 《声学与电子工程》 2012年第1期12-13,17,共3页
以浮标为发射接收平台,研究了观测量为距离的多基地浮标目标运动分析问题,采用了扩展卡尔曼滤波算法对该问题进行求解。首先采用几何定位方法求取目标的位置,并将其作为扩展卡尔曼滤波算法中目标的初始位置进行迭代计算。从试验数据处... 以浮标为发射接收平台,研究了观测量为距离的多基地浮标目标运动分析问题,采用了扩展卡尔曼滤波算法对该问题进行求解。首先采用几何定位方法求取目标的位置,并将其作为扩展卡尔曼滤波算法中目标的初始位置进行迭代计算。从试验数据处理结果可知,此种方法可以加快算法的收敛速度,具有很好的工程应用价值。 展开更多
关键词 距离 多基地 扩展卡尔曼滤波算法 目标运动分析
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基于扩展卡尔曼滤波算法的SLAM问题分析 被引量:1
15
作者 林志东 《城市建筑》 2020年第11期104-106,共3页
SLAM(simultaneous localization andmapping,即时定位与地图构建)是当前机器人未知领域中的研究热点。SLAM核心问题是求出最优估计,即实现最优滤波,得到高精度的位置信息。为解决SLAM核心问题,本文运用扩展卡尔曼滤波算法进行试验,并... SLAM(simultaneous localization andmapping,即时定位与地图构建)是当前机器人未知领域中的研究热点。SLAM核心问题是求出最优估计,即实现最优滤波,得到高精度的位置信息。为解决SLAM核心问题,本文运用扩展卡尔曼滤波算法进行试验,并对其结果进行分析。结果表明,扩展卡尔曼滤波算法可减少即时定位的误差,有效提高机器人同步定位的准确度。 展开更多
关键词 同步定位 地图创建 SLAM问题 扩展卡尔曼滤波算法
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基于扩展卡尔曼滤波算法的港口智能无人内集卡状态估计研究 被引量:1
16
作者 杨拯 曾小伟 +1 位作者 雷丁瑞 黄雨晴 《港口装卸》 2023年第6期23-26,共4页
为了保证港口智能无人内集卡行驶安全和作业效率,使用Trucksim软件模拟货车的运行条件,同时采用Simulink软件建立魔术轮胎模型并设计扩展卡尔曼滤波算法,对智能无人内集卡的纵向车速、横摆角速度和质心侧偏角进行估计。在典型工况下对... 为了保证港口智能无人内集卡行驶安全和作业效率,使用Trucksim软件模拟货车的运行条件,同时采用Simulink软件建立魔术轮胎模型并设计扩展卡尔曼滤波算法,对智能无人内集卡的纵向车速、横摆角速度和质心侧偏角进行估计。在典型工况下对比实际输出参数与估计参数,结果验证了算法的准确性与实时性,可为智能无人内集卡行驶状态参数估计研究提供技术指导。 展开更多
关键词 扩展卡尔曼滤波算法 智能无人内集卡 状态参数估计
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基于中心差分扩展卡尔曼滤波的电源频率估计 被引量:2
17
作者 付巍 朱岩 +1 位作者 付军立 侯毅 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期31-34,38,共5页
针对扩展卡尔曼滤波算法(EKF)和无迹卡尔曼滤波算法(UKF)在处理飞机供电系统的交流电压频率估计方面所表现出的估计精度和实时性问题,提出了一种采用中心差分计算EKF中非线性函数一阶导数的基于中心差分扩展卡尔曼滤波(CDEKF)算法。理... 针对扩展卡尔曼滤波算法(EKF)和无迹卡尔曼滤波算法(UKF)在处理飞机供电系统的交流电压频率估计方面所表现出的估计精度和实时性问题,提出了一种采用中心差分计算EKF中非线性函数一阶导数的基于中心差分扩展卡尔曼滤波(CDEKF)算法。理论分析和仿真表明:CDEKF虽然计算时间比EKF稍有增加,但比UKF的计算时间少,而计算精度比EKF有显著提高,与UKF的计算精度相当。 展开更多
关键词 飞机供电系统 中心差分扩展卡尔曼滤波算法 频率估计
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基于自适应插值扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机状态估计 被引量:8
18
作者 朱军 李紫豪 +2 位作者 刘炳辰 孟祥斌 张哲 《电子科技》 2020年第5期66-71,共6页
PMSM无传感控制的转速与转子位置估计对系统至关重要,扩展EKF算法作为无传感控制技术被广泛应用在工业领域。但是EKF算法在系统线性化过程中产生截断误差,对于高度非线性模型无法得到精确估计值。为减小EKF算法因非线性问题而造成的误差... PMSM无传感控制的转速与转子位置估计对系统至关重要,扩展EKF算法作为无传感控制技术被广泛应用在工业领域。但是EKF算法在系统线性化过程中产生截断误差,对于高度非线性模型无法得到精确估计值。为减小EKF算法因非线性问题而造成的误差,文中提出了一种基于AIEKF状态估计法。该方法以量化状态方程的非线性程度为依据,通过添加伪状态值减小EKF算法线性化中产生的误差对估值精度的影响,从而降低系统在线性化过程引起的误差。仿真计算结果表明,AIEKF较EKF的截断误差平均降低了55.6%。 展开更多
关键词 永磁同步电机 扩展卡尔曼滤波算法 截断误差 高度非线性 自适应插值 估计精度
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基于改进的扩展卡尔曼滤波在GPS测速中的应用 被引量:3
19
作者 冯雪丽 颜伏伍 胡杰 《现代电子技术》 北大核心 2016年第8期30-32,36,共4页
汽车电子控制系统对动态测速提出较高的要求,使用位差法和扩展卡尔曼滤波融合算法用于GPS测速比GPS位置差分测速方法具有更高的精度,但在汽车快速转弯时误差较大。为此通过有限差分运算获取滤波验前、验后误差协方差矩阵,增强滤波过程... 汽车电子控制系统对动态测速提出较高的要求,使用位差法和扩展卡尔曼滤波融合算法用于GPS测速比GPS位置差分测速方法具有更高的精度,但在汽车快速转弯时误差较大。为此通过有限差分运算获取滤波验前、验后误差协方差矩阵,增强滤波过程的收敛性,再以有限差分扩展卡尔曼滤波算法对汽车实时位置进行运算以获取实时车速。实验结果表明,相比扩展卡尔曼滤波GPS测速方法,该文算法具有更高的测速精度。 展开更多
关键词 汽车电子控制系统 全球定位系统 动态测速 扩展卡尔曼滤波算法 有限差分运算
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混沌粒子群优化扩展卡尔曼滤波北斗伪距定位 被引量:2
20
作者 曹学瑶 胡黄水 韩博 《长春工业大学学报》 CAS 2021年第4期359-364,共6页
基于粒子群优化(PSO)扩展卡尔曼滤波,添加了混沌扰动因子扩大粒子群的应用范围,改善了传统粒子群局部最优求解过程。
关键词 伪距定位 扩展卡尔曼滤波 粒子群算法 混沌粒子群
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