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一种基于增广EKF的移动机器人SLAM方法 被引量：7
1
作者 肖雄 李旦 +1 位作者 陈锡锻 李刚 《机电工程》 CAS 2014年第1期109-113,共5页
针对移动机器人同步定位与地图构建(SLAM)过程中系统测程法误差累积问题,采用测程法误差模型和车轮速度误差模型的映像关系,结合增广扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法结构和实际机器人模型,提出了一种有效提高定位精度的SLAM方法。将机器人速... 针对移动机器人同步定位与地图构建(SLAM)过程中系统测程法误差累积问题,采用测程法误差模型和车轮速度误差模型的映像关系,结合增广扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法结构和实际机器人模型,提出了一种有效提高定位精度的SLAM方法。将机器人速度校正参数附加到卡尔曼滤波算法的向量空间中,以形成增广状态空间,同时预测和更新了SLAM初始状态空间和速度校正参数,笔者在线实时修正机器人的速度和航向角,避免积累航向角误差,从而降低了测程法误差。基于均方根误差和归一化估计方差进行了仿真实验分析,研究结果表明:与EKF-SLAM相比,所提出的方法具有更好的估计性能,使算法保持良好的一致性,大幅度提高了机器人自身定位精度和路标估计准确度。 展开更多
关键词 增广扩展卡尔曼滤波 同步定位与地图构建 测程法误差 均方根误差 归一化误差 simultaneous localization and mapping(SLAM)
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基于状态约束的MIMU/磁强计组合姿态估计滤波算法 被引量：11
2
作者 薛亮 姜澄宇 +2 位作者 常洪龙 袁广民 苑伟政 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期338-343,共6页
构建了基于MEMS技术的陀螺、加速度计、磁强计及空速计组合的微小型飞行器姿态测量系统。研究了基于四元数的扩展卡尔曼滤波算法。取姿态误差四元数和陀螺随机漂移构建状态向量,通过误差四元数微分方程和陀螺随机误差模型建立卡尔曼滤... 构建了基于MEMS技术的陀螺、加速度计、磁强计及空速计组合的微小型飞行器姿态测量系统。研究了基于四元数的扩展卡尔曼滤波算法。取姿态误差四元数和陀螺随机漂移构建状态向量,通过误差四元数微分方程和陀螺随机误差模型建立卡尔曼滤波状态方程,采用速度信息实时补偿加速度计输出值得到重力矢量,利用重力矢量估计水平姿态,通过滤波补偿姿态误差,降低了对陀螺的精度要求。将状态向量之间的约束方程作为伪量测方程引入到量测模型中,解决了由于状态向量相互约束导致的滤波发散和奇异。动态飞行滤波噪声的自适应调整增强了系统性能。仿真和实验表明,该滤波算法能够有效避免系统的漂移,提高系统测量精度和稳定性。 展开更多
关键词 微小型飞行器 姿态估计 扩展卡尔曼滤波器 随机漂移 滤波发散
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基于压缩型EKF的SLAM改进算法 被引量：2
3
作者 张海强 窦丽华 +1 位作者 方浩 陈杰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第18期5668-5671,5680,共5页
针对基于压缩型扩展卡尔曼滤波(CEKF)的SLAM算法在状态增广和地图管理两方面的不足,提出了一种改进算法(ICEKF算法)。该算法通过增广辅助系数矩阵即可快速完成状态增广,计算复杂度由O(N2)降低为O(NA),其中N和NA分别为全局和局部地图中... 针对基于压缩型扩展卡尔曼滤波(CEKF)的SLAM算法在状态增广和地图管理两方面的不足,提出了一种改进算法(ICEKF算法)。该算法通过增广辅助系数矩阵即可快速完成状态增广,计算复杂度由O(N2)降低为O(NA),其中N和NA分别为全局和局部地图中的路标数。在地图管理上,ICEKF算法采用一种基于欧氏距离的局部地图动态选择方法,避免了CEKF算法对全局地图进行预先划分带来的路标分配等问题。仿真表明ICEKF算法在估计结果上与EKF算法具有一致的最优性,与CEKF算法相比计算量大大降低。 展开更多
关键词 同步定位和地图创建(SLAM) 压缩型扩展卡尔曼滤波 状态增广 计算复杂度
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基于线性二次型最优控制和径向基神经网络PID的ESC控制策略 被引量：6
4
作者 罗文发 吴光强 郑松林 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期494-499,共6页
为提高电子稳定控制(ESC)的鲁棒性和自适应能力,采用联合扩展卡尔曼滤波方法估算轮胎侧偏刚度,改进了2自由度模型,在此基础上提出了线性二次型最优控制和径向基神经网络PID联合的控制算法,设计了双层控制器,其上层控制器通过线性二次型... 为提高电子稳定控制(ESC)的鲁棒性和自适应能力,采用联合扩展卡尔曼滤波方法估算轮胎侧偏刚度,改进了2自由度模型,在此基础上提出了线性二次型最优控制和径向基神经网络PID联合的控制算法,设计了双层控制器,其上层控制器通过线性二次型最优控制算法获取主动横摆力矩,下层控制器通过径向基神经网络PID进行车轮分配和变滑移率的控制。采用15自由度车辆模型进行了仿真验证,结果表明设计的控制策略较好地满足ESC的控制要求,并具备良好的自学习功能和瞬态控制能力。 展开更多
关键词 ESC控制策略 联合扩展卡尔曼滤波 轮胎侧偏刚度 线性二次型最优控制 径向基神经网络PID
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六维力传感器下E膜小生境野草EKF滤波研究 被引量：2
5
作者 朱文超 许德章 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第18期62-68,共7页
为减小噪声信号对六维力传感器测量精度的影响,同时解决因主振型信息缺失导致扩展Kalman滤波器难以获得最优系统估计的问题,提出一种基于小生境野草算法优化的扩展卡尔曼滤波(NIWO-EKF)算法。算法根据正弦激励力响应与应变之间的关系,... 为减小噪声信号对六维力传感器测量精度的影响,同时解决因主振型信息缺失导致扩展Kalman滤波器难以获得最优系统估计的问题,提出一种基于小生境野草算法优化的扩展卡尔曼滤波(NIWO-EKF)算法。算法根据正弦激励力响应与应变之间的关系,构建六维力传感器下E型膜非线性系统模型。将系统干扰矩阵与控制矩阵视为一个整体,引入野草繁殖思想,以前6阶主振型信息构成的综合矩阵为均值,进行高斯采样,产生初始化的可行解。将小生境技术与野草算法相融合,利用野草算法进行全局搜索,根据适应度的大小对个体进行降序排列,按照小生境容量划分出多个种群协同合作,避免搜索过程陷入局部最优,提高算法的寻优精度和收敛速度。采用改进野草算法对EKF中的系统干扰控制矩阵进行优化处理。仿真实例表明,优化后的扩展卡尔曼滤波器能有效地提高六维力传感器的测量精度,具有很好的鲁棒性和稳定性。 展开更多
关键词 六维力传感器 下E型膜 野草算法 小生境技术 扩展卡尔曼滤波器
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高速飞行器下压段自适应自抗扰姿态控制方法 被引量：1
6
作者 刘子博 刘晓东 +2 位作者 薛文超 张冉 李惠峰 《指挥与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期521-533,共13页
针对高速飞行器下压段飞行过程中姿态控制系统面临的强不确定性、强非线性、快时变动态等挑战,提出一种自适应自抗扰姿态控制方法。不同于传统自抗扰姿态控制方法,所提出的方法利用扩展卡尔曼滤波算法进行关键气动参数辨识,进而为扩张... 针对高速飞行器下压段飞行过程中姿态控制系统面临的强不确定性、强非线性、快时变动态等挑战,提出一种自适应自抗扰姿态控制方法。不同于传统自抗扰姿态控制方法,所提出的方法利用扩展卡尔曼滤波算法进行关键气动参数辨识,进而为扩张状态观测器设计及配平舵偏提供更为准确的模型信息,实现自适应前馈控制设计。基于关键气动参数辨识值设计了自适应增广控制及其增益调参方法,进而实现基于舵效在线估计的反馈控制设计。通过在典型高速飞行器下压段飞行任务场景中的仿真分析,验证该方法在气动参数等多种偏差下的强鲁棒性、高精度和自适应能力。 展开更多
关键词 高速飞行器 姿态控制 参数辨识 自抗扰控制 扩展卡尔曼滤波 自适应增广控制
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基于AEKF的永磁直线同步电机速度和位置估计算法 被引量：29
7
作者 陆华才 徐月同 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第33期90-94,共5页
为实现永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)进给系统的无位置传感器控制,必须估计出电机的速度和磁极位置。提出一种通过电机端电流和端电压估计PMLSM速度和位置的方法——状态增广的扩展卡尔曼滤波(sta... 为实现永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)进给系统的无位置传感器控制,必须估计出电机的速度和磁极位置。提出一种通过电机端电流和端电压估计PMLSM速度和位置的方法——状态增广的扩展卡尔曼滤波(state augmented extended Kalman filter,AEKF)估计方法。该方法将电阻参数作为状态变量,通过扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)估计方法对电机速度、磁极位置和电阻值同时进行估计,从而降低了电阻参数对估计结果的影响。实验表明,AEKF估计方法可以准确地估计电机速度和位置,基于AEKF的PMLSM进给系统无位置传感器控制具有良好的动态响应特性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 无位置传感器控制 增广型扩展卡尔曼滤波
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跨声速气动参数在线辨识方法研究 被引量：14
8
作者 余舜京 程艳青 钱炜祺 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1211-1216,共6页
以增广扩展卡尔曼滤波作为在线辨识工具,对再入体跨声速区的气动参数在线辨识方法展开研究。系统分析了增广扩展卡尔曼滤波对状态和参数联合辨识效果,发现缓变气动参数辨识效果良好,但气动参数变化剧烈时辨识结果有较大偏差,为克服这一... 以增广扩展卡尔曼滤波作为在线辨识工具,对再入体跨声速区的气动参数在线辨识方法展开研究。系统分析了增广扩展卡尔曼滤波对状态和参数联合辨识效果,发现缓变气动参数辨识效果良好,但气动参数变化剧烈时辨识结果有较大偏差,为克服这一缺点,将强跟踪思想引入到一般的增广扩展卡尔曼滤波器中。通过仿真表明,强跟踪增广扩展卡尔曼滤波器可以有效克服一般增广扩展卡尔曼滤波在参数变化较大时估计误差较大的缺点。 展开更多
关键词 增广扩展卡尔曼滤波 强跟踪滤波 在线辨识
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永磁直线同步电机全速无位置传感器控制 被引量：9
9
作者 陆华才 提娟 +1 位作者 高文根 陈其工 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期92-96,103,共6页
针对永磁直线同步电机无位置传感器控制时,单一的位置估计算法难以在宽范围内精确估计动子速度和位置信号的问题,为了进一步适应直线电机往复运动、速度变化范围大的特点,提出了高频信号注入法和增广扩展卡尔曼滤波算法复合的估计算法... 针对永磁直线同步电机无位置传感器控制时,单一的位置估计算法难以在宽范围内精确估计动子速度和位置信号的问题,为了进一步适应直线电机往复运动、速度变化范围大的特点,提出了高频信号注入法和增广扩展卡尔曼滤波算法复合的估计算法。在起动和低速时采用高频信号注入法,在中高速时采用增广扩展卡尔曼滤波法,在过渡区域采用高频信号注入法和增广扩展卡尔曼滤波算法融合的方法,实现从零速到高速全速范围内高精确度无位置传感器控制。仿真和实验结果表明,基于该复合算法的无位置传感器控制系统在全速范围内都具有良好的动态响应特性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 无位置传感器控制 高频信号注入 增广扩展卡尔曼滤波法 全速
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现代船舶动力定位系统设计 被引量：12
10
作者 李文魁 陈永冰 +1 位作者 田蔚风 蒋志营 《船海工程》 北大核心 2007年第5期77-79,共3页
围绕现代动力定位系统的设计问题,讨论系统的构建、数学建模、控制器设计和推力器的推力分配,重点给出了基于扩展Kalman滤波的动力定位LQG控制器设计算法。
关键词 船舶动力定位系统 系统设计 扩展卡尔曼滤波 线性二次高斯型
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