基于粒子群算法和平方根平淡卡尔曼滤波的北斗导航系统定位估计算法 被引量：3

1

作者 陈小玲 茅旭初 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期592-597,共6页

为提高北斗定位系统(BDS)的估计精度,克服传统平淡卡尔曼滤波(UKF)算法中可能因状态量协方差矩阵失去正定性而导致滤波器发散的问题,将平方根平淡卡尔曼滤波(SRUKF)算法应用于BDS定位估计.在此基础上,为进一步提高SRUKF算法的性能,引入... 为提高北斗定位系统(BDS)的估计精度,克服传统平淡卡尔曼滤波(UKF)算法中可能因状态量协方差矩阵失去正定性而导致滤波器发散的问题,将平方根平淡卡尔曼滤波(SRUKF)算法应用于BDS定位估计.在此基础上,为进一步提高SRUKF算法的性能,引入粒子群优化(PSO)算法,提出基于PSO和SRUKF算法的BDS定位估计(PSO-SRUKF)算法.结果表明,PSO-SRUKF算法可以降低系统噪声和测量噪声特性估计不准确带来的误差,有效提高了BDS定位精度和稳定性. 展开更多

关键词 平淡卡尔曼滤波算法 平方根平淡卡尔曼滤波算法 粒子群优化算法 北斗定位系统 定位模型

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基于修正的自适应平方根容积卡尔曼滤波算法 被引量：9

2

作者 李春辉 马健 +3 位作者 杨永建 肖冰松 邓有为 盛涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期1824-1830,共7页

目标建模不确定性会造成滤波算法性能下降,通过构建强跟踪滤波器(strong tracking filter,STF)可以提升滤波算法的自适应性,但是构建STF时存在理论推导复杂、求解计算量大等局限和不足,针对上述问题,在平方根容积卡尔曼滤波(square-root... 目标建模不确定性会造成滤波算法性能下降,通过构建强跟踪滤波器(strong tracking filter,STF)可以提升滤波算法的自适应性,但是构建STF时存在理论推导复杂、求解计算量大等局限和不足,针对上述问题,在平方根容积卡尔曼滤波(square-root cubature Kalman filter,SRCKF)的基础上,提出一种基于修正的自适应SRCKF算法。该算法通过设置判定门限和修正准则,直接对状态预测值或滤波增益进行修正以平衡先验的预测值和后验反馈的量测值在滤波中所占的比重,进而减小状态估计误差。仿真结果表明,所提算法具有在目标状态突变和量测非线性时的良好滤波性能和数值稳定性,同时相比较需要计算渐消因子的STF算法,该算法在计算量和收敛速度上具有优势。 展开更多

关键词 目标建模 平方根容积卡尔曼滤波 修正算法 自适应滤波

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基于平方根无迹卡尔曼滤波平滑算法的水下纯方位目标跟踪（英文） 被引量：12

3

作者 王宝宝 吴盘龙 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期180-184,共5页

为了避免被动跟踪中非线性带来的计算复杂化及跟踪精度的下降,提出将平方根无迹卡尔曼滤波平滑算法(SR-UKFS)应用到水下纯方位目标跟踪。SR-UKFS利用Rauch-Tung-Striebel(RTS)平滑算法将平方根无迹卡尔曼滤波(SR-UKF)作为前向滤波算法... 为了避免被动跟踪中非线性带来的计算复杂化及跟踪精度的下降,提出将平方根无迹卡尔曼滤波平滑算法(SR-UKFS)应用到水下纯方位目标跟踪。SR-UKFS利用Rauch-Tung-Striebel(RTS)平滑算法将平方根无迹卡尔曼滤波(SR-UKF)作为前向滤波算法得到的目标状态估计向后平滑,得到前一时刻目标状态估计,再利用该状态估计值进行再次滤波得到当前时刻目标状态估计。该算法得到的前一时刻的目标状态估计更加精确,从而进一步提高了目标跟踪的精度。最后,通过对SR-UKFS算法和SR-UKF算法的跟踪性能进行了对比分析和验证,仿真结果表明在相同条件下,SR-UKFS算法能减少59%的位置误差和54%的速度误差,SR-UKFS算法应用于水下纯方位目标跟踪系统是有效的,为水下纯方位目标跟踪系统的工程实现提供了非常有价值的参考。 展开更多

关键词 目标跟踪 纯方位 平方根无迹卡尔曼滤波 平滑算法 前向滤波 后向平滑

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平方根球形无味卡尔曼滤波机载无源定位算法 被引量：1

4

作者 裴畔 丁永红 马铁华 《中国测试》 CAS 北大核心 2017年第2期93-97,共5页

针对机载无源定位系统中,初始值误差和数值的舍入计算对无味卡尔曼滤波(un-scented Kalman filtering,UKF)算法的定位精度和滤波稳定性影响较大的问题,提出一种基于平方根球形无味的卡尔曼滤波算法(square root spherical unscented Kal... 针对机载无源定位系统中,初始值误差和数值的舍入计算对无味卡尔曼滤波(un-scented Kalman filtering,UKF)算法的定位精度和滤波稳定性影响较大的问题,提出一种基于平方根球形无味的卡尔曼滤波算法(square root spherical unscented Kalman filter,Sqrt-UKFST)。该方法以单位超球体球面无味变换为基础,通过减少采样点数目和球面半径,保证所有采样点在一个单位超球体上,从而提高算法对初始值的鲁棒性,并采用平方根滤波提高算法的数值稳定性。对该算法进行100次Monte-Carlo实验,仿真结果表明,Sqrt-UKFST算法收敛速度快,滤波性能稳定;当初始状态估计误差较大时,Sqrt-UKFST算法的定位精度保持在30%以内,提高系统对初始值的鲁棒性。 展开更多

关键词 机载无源定位 算法精度 平方根球形无味卡尔曼滤波 球面无味变换 鲁棒性 稳定性

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基于平方根无迹卡尔曼滤波的锂电池状态估计 被引量：38

5

作者 费亚龙 谢长君 +2 位作者 汤泽波 曾春年 全书海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第15期4514-4520,共7页

在充电式混合动力电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)和电动汽车(electric vehicle,EV)中,对电池进行精确、可靠的荷电状态估计(state of charge,SOC)非常重要。传统估计方法存在计算量大、估计不精确等缺点,提出一种平方... 在充电式混合动力电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)和电动汽车(electric vehicle,EV)中,对电池进行精确、可靠的荷电状态估计(state of charge,SOC)非常重要。传统估计方法存在计算量大、估计不精确等缺点,提出一种平方根无迹卡尔曼滤波(square root unscented Kalman filter,SRUKF)算法对SOC进行实时估计及更新。利用无迹变换(unscented transformation,UT)精确估计系统方程的均值和协方差,使估算值达到二阶精度。利用平方根算法保证状态协方差的半正定性,提高数字计算的稳定性。通过实验对比,验证了该算法的有效性。结果表明,该方法可使状态估计值具有较小的误差和快速跟随性,满足了SOC估计的实际需求。 展开更多

关键词 锂电池 荷电状态 平方根无迹卡尔曼滤波 无迹 变换 平方根算法

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基于平淡卡尔曼滤波的微弱GPS信号跟踪算法

6

作者 张婧 茅旭初 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1709-1709,共1页

在接收信号很微弱的情况下，全球定位系统（GPS）的传统方法不能很好地跟踪信号．文中采用非线性卡尔曼滤波算法取代传统的延迟锁定环和相位锁定环，用于高灵敏度GPS接收机的微弱信号处理环节，针对所提出的微弱信号系统模型中相关运算... 在接收信号很微弱的情况下，全球定位系统（GPS）的传统方法不能很好地跟踪信号．文中采用非线性卡尔曼滤波算法取代传统的延迟锁定环和相位锁定环，用于高灵敏度GPS接收机的微弱信号处理环节，针对所提出的微弱信号系统模型中相关运算的特点，运用平淡卡尔曼滤波器进行信号跟踪．仿真结果表明，新方法能够较好地跟踪到载噪比低至27dB-Hz的微弱信号，确保了跟踪精度；同时具有较高的灵敏度． 展开更多

关键词 跟踪算法 平淡卡尔曼滤波 GPS信号 微弱信号处理 卡尔曼滤波算法 全球定位系统 GPS接收机 卡尔曼滤波器

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低成本MINS/GPS组合导航中卡尔曼滤波算法的综合应用研究 被引量：7

7

作者 黄丽斌 周百令 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第5期16-19,共4页

在基于DSP的低成本MINS/GPS组合导航系统中,针对DSP的实型变量位数不足的缺点,在卡尔曼滤波器的设计中同时运用了状态与偏差解耦算法和平方根算法,并推导出状态与偏差解耦-平方根算法的具体公式,既能减少计算量,又能增强滤波的数值稳定性。

关键词 组合导航 卡尔曼滤波 状态与偏差解耦 平方根算法 DSP

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基于平方根UKF的伪卫星动态跟踪定位算法 被引量：1

8

作者 段晨浩 王珏 邓志鑫 《河北科技大学学报》 CAS 2020年第6期493-499,共7页

为了解决传统Kalman滤波在处理非线性系统时的局限性,以及扩展Kalman滤波(EKF)在处理强非线性系统时发散性和精度较差的问题,结合动态导航系统中的目标跟踪定位问题,在不敏Kalman滤波(UKF)算法的基础上,提出了一种基于平方根UKF的动态... 为了解决传统Kalman滤波在处理非线性系统时的局限性,以及扩展Kalman滤波(EKF)在处理强非线性系统时发散性和精度较差的问题,结合动态导航系统中的目标跟踪定位问题,在不敏Kalman滤波(UKF)算法的基础上,提出了一种基于平方根UKF的动态跟踪定位算法,在递推运算过程中采用协方差矩阵的平方根代替传统算法计算过程中的协方差矩阵。MATLAB仿真结果表明,平方根UKF算法的精度比EKF提升了54.7%,比UKF提升了14.8%。所提出的算法解决了Kalman处理非线性系统的局限性以及传统EKF和UKF算法精度不高的问题,为伪卫星系统的高精度定位研究提供了有力支撑。 展开更多

关键词 算法理论 动态定位跟踪 伪卫星 平方根滤波 卡尔曼滤波算法 非线性

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基于SRCKF算法的锂离子电池荷电状态估计

9

作者 肜瑶 张洋洋 吕运朋 《电池》 北大核心 2025年第2期273-278,共6页

为提高荷电状态(SOC)估计的精度,以磷酸铁锂锂离子电池为研究对象,在双极化等效电路模型的基础上,分析容积卡尔曼滤波器(CKF)的SOC估计过程。针对CKF算法发散的问题,采用平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法进行电池SOC估计。SRCKF算法通... 为提高荷电状态(SOC)估计的精度,以磷酸铁锂锂离子电池为研究对象,在双极化等效电路模型的基础上,分析容积卡尔曼滤波器(CKF)的SOC估计过程。针对CKF算法发散的问题,采用平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法进行电池SOC估计。SRCKF算法通过引入正交三角(QR)分解,误差协方差矩阵在计算过程中以平方根的形式传播,从而确保矩阵的正定和对称。与CKF算法对比发现,SRCKF算法的估计误差为2.0534×10-4 V,说明可以提高SOC估计的精度。 展开更多

关键词 磷酸铁锂锂离子电池 双极化模型 平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法 荷电状态(SOC)估计

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基于FFRLS和ASR-UKF滤波算法的锂电池SOC估计 被引量：2

10

作者 邓丹 刘胜永 +2 位作者 王顺利 刘鹏辉 胡聪 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第2期299-305,共7页

锂电池在工作过程中,其内部参数易受多种因素影响,为提高锂电池在复杂环境下荷电状态(SOC)估计精度,以二阶戴维宁(Thevenin)等效模型为基础,结合遗忘因子递推最小二乘法(FFRLS)对模型参数进行在线辨识。针对传统卡尔曼滤波算法高度非线... 锂电池在工作过程中,其内部参数易受多种因素影响,为提高锂电池在复杂环境下荷电状态(SOC)估计精度,以二阶戴维宁(Thevenin)等效模型为基础,结合遗忘因子递推最小二乘法(FFRLS)对模型参数进行在线辨识。针对传统卡尔曼滤波算法高度非线性及系统噪声不确定性等缺点,提出了一种自适应平方根无迹卡尔曼滤波(ASR-UKF)算法,该算法利用平方根算法处理均值和协方差,确保了状态协方差的半正定性和稳定性,并引入自适应滤波算法对噪声进行实时修正,消除了系统时变噪声影响。结果表明,FFRLS能有效解决数据饱和及算法矩阵计算量大的问题,等效模型精度高达98%。在混合动力脉冲特性(HPPC)测试和北京公交动态测试工况(BBDST)下,ASR-UKF算法SOC估计最大误差分别为3.264%和0.572%,具备更好的跟踪效果,验证了改进算法良好的收敛性与自适应性。 展开更多

关键词 荷电状态 二阶Thevenin模型 遗忘因子递推最小二乘法 自适应平方根无迹卡尔曼滤波算法

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基于非线性滤波和平滑相迭代的GPS定位估计算法 被引量：7

11

作者 曹意 茅旭初 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1108-1112,共5页

针对目前全球定位系统(GPS)单机定位精度较低的问题,提出一种新的定位估计算法.每一时刻点先用平淡卡尔曼滤波进行位置估计;然后,利用滤波结果对前一时刻点的位置估计进行平滑修正;接着,再用修正值进行滤波,得到当前时刻点更新的估计值... 针对目前全球定位系统(GPS)单机定位精度较低的问题,提出一种新的定位估计算法.每一时刻点先用平淡卡尔曼滤波进行位置估计;然后,利用滤波结果对前一时刻点的位置估计进行平滑修正;接着,再用修正值进行滤波,得到当前时刻点更新的估计值,通过若干次迭代,得到最终估计值.后向平滑算法分别采用固定区间平滑和固定滞后平滑,前者适用于非线性系统模型,后者在平滑步长增大时,其计算量较小.实验结果表明,迭代算法能够有效提高定位精度,不仅可以应用于后验数据处理中,也可以应用于GPS实时定位估计. 展开更多

关键词 全球定位系统 最优平滑 平淡卡尔曼滤波 迭代算法

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基于SVD的机动目标自适应滤波研究与仿真 被引量：6

12

作者 石章松 王树宗 刘忠 《海军工程大学学报》 CAS 2003年第2期53-56,共4页

由于计算误差等因素的影响,致使滤波协方差阵不对称或负定,从而导致滤波器发散,影响滤波算法的收敛速度和稳定性.该研究在机动加速度"当前"统计自适应卡尔曼滤波算法的基础上,引入了基于奇异值分解(SVD)的协方差平方根滤波的... 由于计算误差等因素的影响,致使滤波协方差阵不对称或负定,从而导致滤波器发散,影响滤波算法的收敛速度和稳定性.该研究在机动加速度"当前"统计自适应卡尔曼滤波算法的基础上,引入了基于奇异值分解(SVD)的协方差平方根滤波的自适应卡尔曼滤波算法.仿真结果表明,该算法可以较好地跟踪机动目标,具有精度高、稳定好、收敛快等特点. 展开更多

关键词 SVD 机动目标跟踪 自适应滤波 滤波器 奇异值分解 卡尔曼滤波算法 加速度模型 自适应平方根滤波算法

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高动态下紧耦合组合导航改进UKF滤波器设计 被引量：5

13

作者 张良 鲍其莲 《电子测量技术》 2011年第1期90-93,共4页

由于紧耦合导航系统模型为非线性模型,采用线性化滤波方法,线性化误差将影响组合导航的精度,高动态下影响更为明显。UKF(平淡卡尔曼滤波器)避免了非线性系统模型的线性化过程,具有较好的精度。但在高动态条件下,随着滤波迭代计算的进行... 由于紧耦合导航系统模型为非线性模型,采用线性化滤波方法,线性化误差将影响组合导航的精度,高动态下影响更为明显。UKF(平淡卡尔曼滤波器)避免了非线性系统模型的线性化过程,具有较好的精度。但在高动态条件下,随着滤波迭代计算的进行,舍入误差的积累会引起均方误差矩阵失去非负定性甚至对称性,使滤波增益矩阵失去合适的加权作用从而导致滤波器的发散。提出一种UKF改进算法,将平方根滤波与UKF相结合,避免了高动态下的滤波发散问题。通过仿真比较,基于Potter平方根算法改进的UKF紧耦合导航系统在高动态情况下具有更好的精度及鲁棒性。 展开更多

关键词 高动态 平淡卡尔曼滤波 平方根滤波Potter算法 紧耦合 组合导航

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基于COA-ASRCKF的单液流锌镍电池SOC估计

14

作者 宋春宁 苏有平 +1 位作者 莫伟县 郑少耿 《电池》 CAS 北大核心 2021年第4期351-355,共5页

针对容积卡尔曼滤波(CKF)算法在迭代过程中存在诸多破坏协方差对称性和正定性的敏感操作,进而导致算法终止的现象,提出一种自适应平方根容积卡尔曼滤波(ASRCKF)算法。采用ASRCKF算法在估算单液流锌镍电池荷电状态(SOC)时,过程噪声协方差... 针对容积卡尔曼滤波(CKF)算法在迭代过程中存在诸多破坏协方差对称性和正定性的敏感操作,进而导致算法终止的现象,提出一种自适应平方根容积卡尔曼滤波(ASRCKF)算法。采用ASRCKF算法在估算单液流锌镍电池荷电状态(SOC)时,过程噪声协方差Q、量测噪声协方差初值R(0)和状态误差协方差初值P_(0)的设定,对估算精度和鲁棒性有重要影响。为此,应用郊狼优化算法(COA)对Q、R(0)和P_(0)进行参数寻优。实验结果表明,提出的COA-ASRCKF算法能较好地应用于单液流锌镍电池SOC估计。与CKF和ASRCKF算法相比,估算精度更高、鲁棒性更强,均方根误差小于1%。 展开更多

关键词 单液流锌镍电池 荷电状态(SOC) 郊狼优化算法(COA) 自适应平方根容积卡尔曼滤波(ASRCKF)算法 参数寻优

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轮毂电机驱动电动汽车液压执行单元的压力估计与控制方法研究 被引量：9

15

作者 刘刚 徐文博 靳立强 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1138-1144,共7页

为提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能和安全性能,对其液压制动系统轮缸压力估计和压力控制进行了研究。首先对液压执行单元中的关键部件回路控制阀建立了数学模型,分析其液压特性和电气特性,接着针对回路电磁阀建立了状态方程,采用平... 为提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能和安全性能,对其液压制动系统轮缸压力估计和压力控制进行了研究。首先对液压执行单元中的关键部件回路控制阀建立了数学模型,分析其液压特性和电气特性,接着针对回路电磁阀建立了状态方程,采用平方根容积卡尔曼滤波算法,估计电磁阀阀芯行程,从而准确计算出当前制动液流量和制动轮缸压力,然后再依据p-V特性设计了基于滑模变结构算法的电磁阀阀芯行程控制算法,通过调节阀芯行程来控制制动轮缸内的制动压力。最后采用Matlab/Simulink-AMESim联合仿真和硬件在环台架实验两种方法进行算法验证,结果表明:所提出的制动轮缸压力估计和压力控制算法能准确跟随控制目标值,提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能。 展开更多

关键词 车辆动力学 液压执行单元 平方根容积卡尔曼滤波 滑模控制算法 硬件在环试验

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