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基于白噪声统计特性与EEMD的高速列车横向减振器故障诊断 被引量:7
1
作者 李辉 金炜东 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2016年第9期2648-2651,共4页
针对高速列车横向减振器故障信号非线性非平稳的特点,提出了基于白噪声统计特性与聚合经验模态分解(EEMD)相结合的故障诊断算法。利用经验模态分解(EMD)对故障信号进行去噪,然后对去噪后的信号进行EEMD分解,最后对用相关系数求得的最能... 针对高速列车横向减振器故障信号非线性非平稳的特点,提出了基于白噪声统计特性与聚合经验模态分解(EEMD)相结合的故障诊断算法。利用经验模态分解(EMD)对故障信号进行去噪,然后对去噪后的信号进行EEMD分解,最后对用相关系数求得的最能反映振动信号的本征模态函数(IMF)计算排列组合熵。在240 km/h速度下,对高速列车横向减振器七种工况进行诊断,识别率达到91.8%。实验结果表明,与基于小波熵特征分析的算法相比,该算法具有更高的识别率和更强的抗噪性能。 展开更多
关键词 高速列车 横向减振器 故障诊断 噪声统计特性 支持向量机 聚合经验模态分解
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噪声统计特性LMD滚动轴承故障诊断 被引量:4
2
作者 王建国 祁映强 杨斌 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第6期90-94,共5页
工程实际中测得的滚动轴承信号往往含有大量的噪声,这使得轴承故障特征淹没在噪声中难以被提取。针对这一问题,提出一种基于随机噪声统计特性与局部均值分解(local mean decomposition,LMD)理论相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先,利用... 工程实际中测得的滚动轴承信号往往含有大量的噪声,这使得轴承故障特征淹没在噪声中难以被提取。针对这一问题,提出一种基于随机噪声统计特性与局部均值分解(local mean decomposition,LMD)理论相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先,利用LMD将原信号分解,得到若干乘积函数(production function,PF)分量;其次,将第一阶PF分量随机排序,与剩余PF分量相加;然后,对第2步进行P次循环,求平均;最后,把第3步得到的信号作为原信号,重复第1、2步Q次,对得到的信号进行频谱分析,提取故障特征。通过对仿真信号和实验台轴承实验信号进行分析研究表明,该方法可准确诊断滚动轴承元件故障,具有有效性。 展开更多
关键词 局部均值分解 噪声统计特性 滚动轴承 故障诊断
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噪声统计特性失配的鲁棒目标跟踪方法 被引量:1
3
作者 周飞菲 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期195-201,共7页
针对噪声统计特性失配情况下目标鲁棒跟踪问题,提出了一种噪声失统计特性失配的新型卡尔曼滤波器跟踪方法。该方法首先采用渐消因子对状态估计一步预测的均方误差进行修正,通过新息残差矢量对渐消因子进行在线自适应更新,克服噪声统计... 针对噪声统计特性失配情况下目标鲁棒跟踪问题,提出了一种噪声失统计特性失配的新型卡尔曼滤波器跟踪方法。该方法首先采用渐消因子对状态估计一步预测的均方误差进行修正,通过新息残差矢量对渐消因子进行在线自适应更新,克服噪声统计特性失配引起的模型漂移问题;接着,利用渐消记忆指数加权的方法实时估计新息残差矢量,克服传统利用加权求和方法计算新息残差估计的精度较差的问题,进一步提升新息残差的估计精度。实验结果表明,在噪声失配的情况下,新方法的性能优于传统的卡尔曼滤波器和渐消因子卡尔曼滤波器,具有较高的跟踪精度和鲁棒性,是一种优秀的跟踪方法。 展开更多
关键词 目标跟踪 噪声统计特性 卡尔曼滤波器 新息残差 记忆因子
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噪声方差自适应修正的混合系统故障诊断方法 被引量:2
4
作者 王强 刘永葆 +1 位作者 贺星 刘树勇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期14-20,40,共8页
针对混合系统故障诊断问题,提出了一种模型噪声方差自适应修正的多模态故障诊断方法。首先,在粒子滤波的框架内将混合系统故障诊断建模为最优状态估计与跟踪问题,利用实时观察信息和各个模态先验的转移概率,估计最优的故障模态,并针对... 针对混合系统故障诊断问题,提出了一种模型噪声方差自适应修正的多模态故障诊断方法。首先,在粒子滤波的框架内将混合系统故障诊断建模为最优状态估计与跟踪问题,利用实时观察信息和各个模态先验的转移概率,估计最优的故障模态,并针对估计结果进行单独的建模分析;接着,根据平滑估计值和当前观测信息之间的相关性,建立噪声方差在线自适应检测机制,对模态噪声方差进行自适应更新,有效克服了模型噪声统计特性时变对滤波精度的影响,提升了算法的鲁棒性。最后,针对多种模态估计跟踪进行了充分的仿真分析,验证了该方法的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 混合系统 故障诊断 粒子滤波 噪声统计特性 自适应滤波
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未知时变噪声下故障诊断的粒子滤波方法 被引量:1
5
作者 王进花 曹洁 +1 位作者 李伟 黄玲 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第6期95-101,共7页
针对复杂系统故障诊断问题中未知时变噪声对系统精度的影响,提出了一种噪声统计特性未知且时变的粒子滤波方法.将过程噪声和量测噪声组成联合噪声,并用Normal-inverse-Wishart分布来表示联合分布的统计特性,通过参数的递归更新实现对未... 针对复杂系统故障诊断问题中未知时变噪声对系统精度的影响,提出了一种噪声统计特性未知且时变的粒子滤波方法.将过程噪声和量测噪声组成联合噪声,并用Normal-inverse-Wishart分布来表示联合分布的统计特性,通过参数的递归更新实现对未知及时变噪声统计特性的实时估计和修正;然后根据噪声的组成原则,对联合噪声分解得到过程噪声和量测噪声.同时,考虑噪声时变特性和运行时间,采用部分重采样和变异操作结合的方法通过对小权值粒子的变异减小计算量,变异操作更加符合时变噪声引起的系统状态时变特性,提高采样效率.最后通过对噪声时变的非线性系统故障诊断仿真分析,验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 故障诊断 粒子滤波 噪声统计特性 重采样
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观测噪声方差变化条件下系统状态估计方法 被引量:1
6
作者 宋婉娟 张剑 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期96-100,105,共6页
针对观测噪声方差时变情况下,非线性系统状态估计精度不高的问题,提出了一种改进的容积卡尔曼滤波方法。该方法首先采用变分贝叶斯滤波对系统的状态和观测噪声进行在线实时估计,保证了最新观测信息对参量的修正作用;接着,将估计的结果... 针对观测噪声方差时变情况下,非线性系统状态估计精度不高的问题,提出了一种改进的容积卡尔曼滤波方法。该方法首先采用变分贝叶斯滤波对系统的状态和观测噪声进行在线实时估计,保证了最新观测信息对参量的修正作用;接着,将估计的结果引入到传统容积卡尔曼滤波框架内实现非线性系统状态的迭代估计。仿真结果表明,该方法较好地改善了噪声统计特性时变情况下的估计精度,有效扩展了容积卡尔曼滤波在非线性系统状态估计方法中的应用范围。 展开更多
关键词 非线性状态估计 容积卡尔曼滤波 变分贝叶斯滤波 噪声统计特性
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基于EMD自相关的表面肌电信号消噪方法 被引量:42
7
作者 席旭刚 武昊 罗志增 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2494-2500,共7页
为了更好地消除混杂在表面肌电信号(s EMG)中的噪声,提出一种基于噪声统计特性的EMD自相关消噪方法。首先,对含噪s EMG信号进行EMD分解,并根据噪声统计特性降低低信噪比的高频IMF分量的能量后重组信号。其次,对重组后的信号进行自相关... 为了更好地消除混杂在表面肌电信号(s EMG)中的噪声,提出一种基于噪声统计特性的EMD自相关消噪方法。首先,对含噪s EMG信号进行EMD分解,并根据噪声统计特性降低低信噪比的高频IMF分量的能量后重组信号。其次,对重组后的信号进行自相关函数特性的EMD分解,并对自相关函数方差低于阈值的高频IMF分量进行小波去噪。最后,把处理后的高频IMF分量和低频IMF分量重构,得到的信号即为消噪信号。实验结果表明,该方法不仅能更好的消除噪声,而且在低信噪比情况下有良好表现。 展开更多
关键词 表面肌电信号 经验模态分解 小波变换 自相关函数 噪声统计特性
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一种带自适应因子的IMM-UKF的GPS/BD-2导航方法 被引量:6
8
作者 董宁 徐玉娇 刘向东 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期676-683,共8页
针对GPS/北斗-2(BD-2)卫星导航系统中机动载体运动模型和噪声统计特性不确定性导致滤波精度低的问题,为提高导航定位的精确性和稳定性,提出一种自适应的滤波方法。首先,提出了一种新的自适应UKF(AUKF)算法,该方法将残差序列的协方差矩... 针对GPS/北斗-2(BD-2)卫星导航系统中机动载体运动模型和噪声统计特性不确定性导致滤波精度低的问题,为提高导航定位的精确性和稳定性,提出一种自适应的滤波方法。首先,提出了一种新的自适应UKF(AUKF)算法,该方法将残差序列的协方差矩阵视为过程噪声协方差矩阵的不确定量,基于此采用平滑滤波的方法设计自适应因子,并利用该自适应因子实时调整过程噪声协方差矩阵,减弱了噪声统计特性不确定性对滤波精度的影响;其次,采用交互式多模型(IMM)算法设置模型集M,并通过实时调整模型概率来实现各个模型间的软切换,解决了单一模型对载体运动状态描述不全面而导致滤波精度低的问题。仿真结果证明该算法能有效提高载体在复杂机动状态下的定位精度。 展开更多
关键词 自适应 无迹卡尔曼滤波 交互式多模型 模型不确定 噪声统计特性不确定性 卫星导航系统
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一种新型自适应模型预测组合滤波在在线标定中的应用 被引量:3
9
作者 徐晓苏 吴梅 +2 位作者 张涛 李瑶 王捍兵 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期713-718,共6页
为了提高捷联惯性导航系统在线标定的精度和实时性,根据模型预测滤波算法和Sage_Husa自适应卡尔曼滤波算法的优点,提出了一种新的自适应模型预测组合滤波算法。该算法首先利用模型预测滤波算法估计出系统模型误差,并对系统状态方程实时... 为了提高捷联惯性导航系统在线标定的精度和实时性,根据模型预测滤波算法和Sage_Husa自适应卡尔曼滤波算法的优点,提出了一种新的自适应模型预测组合滤波算法。该算法首先利用模型预测滤波算法估计出系统模型误差,并对系统状态方程实时修正,以减小系统模型误差对导航精度的影响;然后利用简化的自适应滤波算法对量测噪声在线调整,修正噪声统计特性,以提高滤波精度。将提出的算法进行在线标定仿真实验,并与传统的卡尔曼滤波在线标定算法进行比较,结果表明,提出的自适应模型预测组合滤波算法能有效完成在线标定,且标定精度和收敛速度均优于传统方法。 展开更多
关键词 模型预测滤波 Sage-Husa自适应卡尔曼滤波 在线标定 噪声统计特性
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飞机结冰在线辨识方法研究 被引量:1
10
作者 丁娣 车竞 +1 位作者 汪清 钱炜祺 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期704-708,737,共6页
开展飞机结冰气动特性在线辨识研究,不仅可以用于分析结冰对飞机气动特性的影响,而且对于飞机结冰在线识别具有重要的意义。近年来卡尔曼滤波和H_∞算法在飞机结冰在线辨识中应用较多,二者均具有可靠性高、收敛快等特点,但对于噪声环境... 开展飞机结冰气动特性在线辨识研究,不仅可以用于分析结冰对飞机气动特性的影响,而且对于飞机结冰在线识别具有重要的意义。近年来卡尔曼滤波和H_∞算法在飞机结冰在线辨识中应用较多,二者均具有可靠性高、收敛快等特点,但对于噪声环境下算法的可靠性和精度评估还不够充分。本文针对飞机结冰在线辨识需求,探讨了扩展卡尔曼滤波和H_∞算法作为结冰在线辨识算法的应用。首先通过NASA双水獭结冰研究飞机算例,利用扩展卡尔曼滤波和H_∞算法,辨识双水獭飞机结冰后的俯仰方向导数,通过考虑阵风扰动和测量噪声后的仿真数据快速估计该飞机俯仰方向上的三个稳定和控制导数,并将辨识结果与参考值对比,发现两种算法均能在2s之内快速收敛到参考值附近,且滤波得到的状态量与仿真数据吻合较好,说明算法可靠性高且收敛快,具备飞机结冰在线探测的能力。在此基础上利用不同测量噪声统计特性的仿真数据,评估测量噪声对两种算法辨识精度的影响,经分析发现随着测量噪声标准差取值增大,扩展卡尔曼滤波辨识结果精度明显降低,而H_∞算法的辨识精度变化较小,说明扩展卡尔曼滤波辨识精度依赖于噪声先验信息的准确性,而H_∞算法不依赖于噪声先验信息,即使数据质量较差,H_∞算法也能得到精度相当的辨识结果。 展开更多
关键词 飞机结冰在线辨识 扩展卡尔曼滤波 H∞算法 稳定和控制导数 辨识精度 测量噪声 噪声统计特性
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一种鲁棒GPS/INS组合导航滤波算法设计 被引量:10
11
作者 王伟 丛宁 邬佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期240-245,共6页
针对卡尔曼及其扩展算法在滤波中噪声矩阵与实际偏差过大时出现滤波发散的情况,本文提出利用无偏有限冲击响应滤波器(UFIR)实现该背景下的状态估计。但将UFIR滤波器应用于GPS/INS组合系统存在2个问题:1)在线估计最佳滤波窗长的方法还有... 针对卡尔曼及其扩展算法在滤波中噪声矩阵与实际偏差过大时出现滤波发散的情况,本文提出利用无偏有限冲击响应滤波器(UFIR)实现该背景下的状态估计。但将UFIR滤波器应用于GPS/INS组合系统存在2个问题:1)在线估计最佳滤波窗长的方法还有待改善;2)导航精度较低。本文设计了一种级联式滤波算法,主滤波器对UFIR滤波算法进行改进,设计在线估计窗口大小方法的同时,改进了现有的UFIR算法;从滤波器引入GPS的航向信息,设计一种自适应卡尔曼滤波以提高导航精度。通过仿真和实测对所提滤波算法进行了验证,实验结果表明该算法可以有效提高导航精度和系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 组合导航 卡尔曼滤波器 无偏有限冲击响应滤波器 窗口滤波 级联滤波器 噪声统计特性 自适应滤波 批处理过程
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采用柯西分解降噪的目标跟踪方法
12
作者 程志辉 黄宇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第17期41-46,共6页
提升噪声干扰情况下的目标跟踪精度,提出了一种柯西分解改进的无迹H∞滤波方法。采用UT变换代替传统的泰勒级数线性近似截断处理,降低近似截断误差,提升处理非线性系统的能力;对目标状态的协方差矩阵均方根进行柯西分解,采用对角元素求... 提升噪声干扰情况下的目标跟踪精度,提出了一种柯西分解改进的无迹H∞滤波方法。采用UT变换代替传统的泰勒级数线性近似截断处理,降低近似截断误差,提升处理非线性系统的能力;对目标状态的协方差矩阵均方根进行柯西分解,采用对角元素求解,降低了观测噪声的扰动误差对滤波估计精度的影响。仿真结果表明,所提方法明显提升了不同噪声统计特性情况下的跟踪精度和稳定性。 展开更多
关键词 目标跟踪 噪声统计特性 无迹变换 柯西分解 H∞滤波
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高动态下基于AUKF的载波跟踪算法 被引量:3
13
作者 冯琼华 吴铁军 马龙华 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第16期237-240,244,共5页
当载体处于高动态运动状态时,GPS接收机载波跟踪信号极易受到外部环境不确定因素的影响。若采用标准的无迹卡尔曼滤波(UKF),在先验的噪声统计特性与实际的噪声统计特性不相符时,状态估计性能将变差甚至发散。针对上述问题,提出采用主从... 当载体处于高动态运动状态时,GPS接收机载波跟踪信号极易受到外部环境不确定因素的影响。若采用标准的无迹卡尔曼滤波(UKF),在先验的噪声统计特性与实际的噪声统计特性不相符时,状态估计性能将变差甚至发散。针对上述问题,提出采用主从式自适应UKF的算法(AUKF)。AUKF能自适应调整过程噪声方差,从而达到减小模型估计误差、抑制滤波发散的目的。Matlab仿真结果表明,在高动态下噪声统计特性发生变化时,基于AUKF的载波跟踪算法具有较好的稳定性。 展开更多
关键词 高动态 GPS接收机 噪声统计特性 载波跟踪 无迹卡尔曼滤波 自适应UKF
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一种基于相位补偿的干涉图自适应滤波算法 被引量:3
14
作者 谭宏伟 周芳 贺丰收 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2021年第4期55-62,共8页
为了提高干涉图滤波算法的去噪效果并能充分保持相位细节,在传统干涉图相位补偿滤波的基础上提出一种新的基于相位补偿的自适应滤波算法。首先,采用较小窗口的坡度相位补偿滤波或多视滤波方法对干涉图预滤波,在保持相位结构的同时初步... 为了提高干涉图滤波算法的去噪效果并能充分保持相位细节,在传统干涉图相位补偿滤波的基础上提出一种新的基于相位补偿的自适应滤波算法。首先,采用较小窗口的坡度相位补偿滤波或多视滤波方法对干涉图预滤波,在保持相位结构的同时初步降低噪声对干涉图频谱分布的影响;其次,对预滤波干涉图进行频谱截断的Goldstein平滑处理,有效提高相位补偿滤波中地形轮廓相位的提取精度;然后,基于相位噪声标准差与相干系数以及多视视数间的函数关系,结合滤波后的噪声标准差值、滤波的最大视数以及最小视数三个参数,对残余相位进行自适应像元数目的多视滤波,从而避免低相干区域滤波不足或高相干区域滤波过度。对仿真和实测干涉图进行滤波实验。结果表明,相比于对比算法,该算法能更加有效地去除噪声并保持相位的细节信息,滤波效果最好。 展开更多
关键词 干涉图滤波 相位补偿 噪声统计特性 相干系数 自适应滤波
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基于UPF算法的汽车多状态量估计 被引量:1
15
作者 林棻 赵又群 黄超 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期402-408,共7页
针对常用汽车状态估计算法计算复杂、精度低等问题,提出一种新的汽车多状态量估计方法。建立了包含定常统计特性噪声和Pacejka轮胎模型的七自由度非线性汽车动力学模型。针对一般粒子滤波(PF)算法存在的缺陷,使用非追踪卡尔曼滤波(UKF)... 针对常用汽车状态估计算法计算复杂、精度低等问题,提出一种新的汽车多状态量估计方法。建立了包含定常统计特性噪声和Pacejka轮胎模型的七自由度非线性汽车动力学模型。针对一般粒子滤波(PF)算法存在的缺陷,使用非追踪卡尔曼滤波(UKF)算法产生粒子滤波的重要性概率密度。基于非追踪粒子滤波(UPF)算法实现对汽车多个关键状态量的最小均方误差估计。将基于UPF算法、UKF算法与PF算法的估计器进行了比较,揭示了粒子数对汽车状态估计效果的影响。基于ADAMS/Car的虚拟实验和实车实验表明基于UPF算法的估计器精度高于基于UKF算法的估计器,估计值相对于实际值的平均绝对误差均控制在状态幅值的10%以内,且实时性优于基于PF算法的估计器。 展开更多
关键词 汽车动力学 非追踪粒子滤波算法 汽车 多状态量 状态估计 定常统计特性噪声 Pacejka轮胎模型 非追踪卡尔曼滤波算法 最小均方误差 粒子滤波算法
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