基于最小二乘平滑滤波与CEEMDAN的光纤陀螺信号处理研究 被引量：22

1

作者 徐朗 蔡德所 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期269-278,共10页

针对光纤陀螺在面板堆石坝面板挠度监测中易受到噪声干扰,难以准确提取反映结构变形特征信号的实际问题,提出一种基于最小二乘平滑滤波与CEEMDAN混合降噪的方法。该方法运用CEEMDAN将光纤陀螺实测信号进行分解,得到一系列IMF分量。分别... 针对光纤陀螺在面板堆石坝面板挠度监测中易受到噪声干扰,难以准确提取反映结构变形特征信号的实际问题,提出一种基于最小二乘平滑滤波与CEEMDAN混合降噪的方法。该方法运用CEEMDAN将光纤陀螺实测信号进行分解,得到一系列IMF分量。分别对每一阶IMF分量进行傅里叶频谱分析得到幅值谱图和幅值的方差,根据幅值方差的大小判断噪声IMF分量与有用信号IMF分量的分界,结合最小二乘平滑滤波对噪声IMF分量进行降噪。最后将降噪后的IMF分量与有用信号IMF分量进行重构,得到降噪后的光纤陀螺信号。通过对仿真信号和水布垭面板堆石坝面板挠度监测的实测数据进行分析,该方法能有效滤除噪声信号,准确提取反映结构变形的特征信号,验证了该方法对实际工程中光纤陀螺测量信号降噪的可行性和适用性。 展开更多

关键词 面板挠度监测 集合经验模态分解 傅里叶频谱分析 方差 最小二乘平滑滤波

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多传感器信息融合Wiener滤波器和平滑器

2

作者 毛琳 邓自立 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第30期1-3,33,共4页

应用现代时间序列分析方法,基于ARMA新息模型和增广状态空间模型,应用标量加权最优融合准则,对于带白色和有色观测噪声的ARMA信号,提出了多传感器分布式最优信息融合Wiener滤波器和平滑器,其中给出了计算局部平滑误差方差和互协方差的... 应用现代时间序列分析方法,基于ARMA新息模型和增广状态空间模型,应用标量加权最优融合准则,对于带白色和有色观测噪声的ARMA信号,提出了多传感器分布式最优信息融合Wiener滤波器和平滑器,其中给出了计算局部平滑误差方差和互协方差的计算公式,它们可被用于计算最优加权系数。同单传感器情形相比,可提高平滑器的精度。一个三传感器目标跟踪系统的仿真例子说明其有效性。 展开更多

关键词 多传感器信息融合 增广状态空间模型 线性最小方差信息融合准则 信号Wiener滤波器和平滑器

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两传感器信息融合稳态Kalman滤波器和平滑器

3

作者 邓自立 高媛 《科学技术与工程》 2005年第17期1231-1234,共4页

应用Kalman滤波方法,基于Riccati方程,对输入噪声和观测噪声相关,且传感器观测噪声相关的两传感器系统,在线性最小方差最优信息融合准则下,提出了按矩阵加权最优信息融合Kalman滤波器和平滑器。为了计算最优加权阵,提出了局部估计误差... 应用Kalman滤波方法,基于Riccati方程,对输入噪声和观测噪声相关,且传感器观测噪声相关的两传感器系统,在线性最小方差最优信息融合准则下,提出了按矩阵加权最优信息融合Kalman滤波器和平滑器。为了计算最优加权阵,提出了局部估计误差互协方差阵的计算公式。同单传感器情况相比,可提高融合估计精度。一个目标跟踪系统的仿真例子说明了其有效性。 展开更多

关键词 线性最小方差按矩阵加权融合估计 信息融合KaIman滤波器 信息融合Kalm.n平滑器

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含未知输入非线性系统的扩展平方根容积卡尔曼滤波算法

4

作者 鹿子豪 王娜 +2 位作者 林崇 赵克友 董世桂 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第14期5892-5900,共9页

针对工程实际应用中存在的未知输入会导致经典的非线性滤波器状态估计精度下降甚至滤波发散的问题,提出了一种基于最小方差无偏估计(minimum variance unbiased estimation,MVUE)准则的扩展平方根容积卡尔曼滤波(extended square-root c... 针对工程实际应用中存在的未知输入会导致经典的非线性滤波器状态估计精度下降甚至滤波发散的问题,提出了一种基于最小方差无偏估计(minimum variance unbiased estimation,MVUE)准则的扩展平方根容积卡尔曼滤波(extended square-root cubature Kalman filter,ESRCKF)算法。首先,结合上一时刻未知输入估计值对状态一步预测值进行修正,得到含未知输入条件下的状态预测值。其次,设计新息并采用加权最小二乘(weighted least squares,WLS)法获取当前时刻未知输入的无偏估计。最后,通过最小化协方差矩阵的迹,同时采用拉格朗日乘子法和舒尔补引理得到系统状态的最小方差无偏估计。仿真结果表明,相比于现有的非线性滤波算法,ESRCKF算法提高了在处理含未知输入非线性系统时的状态估计精度,并能同时实现系统状态和未知输入的最优估计,验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 平方根容积卡尔曼滤波 最小方差无偏估计 加权最小二乘法 状态估计 未知输入估计

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一种在Kalman滤波中引入径向速度测量的新方法 被引量：10

5

作者 王建国 龙腾 何佩琨 《信号处理》 CSCD 2002年第5期414-416,409,共4页

研究在距离和径向速度测量噪声统计相关的情形下把径向速度测量引入Kalman滤波的新方法。分析了径向速度测量噪声与位置测量更新后状态滤波误差的统计相关性,根据Gauss-Markov定理导出了对应于径向速度测量的滤波方程由此而得到一种序... 研究在距离和径向速度测量噪声统计相关的情形下把径向速度测量引入Kalman滤波的新方法。分析了径向速度测量噪声与位置测量更新后状态滤波误差的统计相关性,根据Gauss-Markov定理导出了对应于径向速度测量的滤波方程由此而得到一种序贯滤波算法。两个不同的蒙特卡罗仿真表明,通过采用这一新算法引人径向速度测量,不仅可以大大提高状态估计的精度,而且其估计性能和计算效率优于传统的EKF。 展开更多

关键词 KALMAN滤波 径向速度测量 序贯滤波 线性无偏最小方差估计

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转换坐标卡尔曼滤波算法分析 被引量：9

6

作者 杨春玲 余英林 刘国岁 《计算机工程与设计》 CSCD 2001年第5期76-78,共3页

在非线性系统的目标跟踪中，常用的滤波算法是扩展卡尔曼滤波算法（ＥＫＦＡ），但这种滤波算法常常会发散．近年来，Ｂａｒ－Ｓｈａｌｏｍ等人在二维平面上提出了转换坐标卡尔曼滤波算法（ＣＭＫＦＡ），并通过仿真实验证明了在非线性... 在非线性系统的目标跟踪中，常用的滤波算法是扩展卡尔曼滤波算法（ＥＫＦＡ），但这种滤波算法常常会发散．近年来，Ｂａｒ－Ｓｈａｌｏｍ等人在二维平面上提出了转换坐标卡尔曼滤波算法（ＣＭＫＦＡ），并通过仿真实验证明了在非线性系统的目标跟踪中此算法优于扩展卡尔曼滤波算法（ＥＫＦＡ）．文中对转换坐标卡尔曼滤波算法进行了深入的研究，通过理论推导证明了当状态方程和测量方程满足一定条件时，转换坐标卡尔曼滤波算法是去偏转换测量值的线性无偏最小方差估计算法． 展开更多

关键词 白噪声 卡尔曼滤波器 线性无偏最小方差估计器 卡尔曼滤波算法 非线性系统 目标跟踪

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位移和加速度融合的自适应多速率Kalman滤波方法 被引量：12

7

作者 林旭 罗志才 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1608-1615,共8页

多速率Kalman滤波方法可用于低采样率的位移和高采样率的加速度数据融合,而未知的噪声协方差信息则显著制约着多速率Kalman滤波精度.本文通过将多速率Kalman滤波转换为传统的单速率Kalman滤波,建立了Kalman滤波增益的自协方差矢量与未... 多速率Kalman滤波方法可用于低采样率的位移和高采样率的加速度数据融合,而未知的噪声协方差信息则显著制约着多速率Kalman滤波精度.本文通过将多速率Kalman滤波转换为传统的单速率Kalman滤波,建立了Kalman滤波增益的自协方差矢量与未知的加速度谱密度和观测噪声参数间的线性函数模型,并采用最小二乘估计方法对未知的噪声协方差参数进行估计,进而有效地提高了多速率Kalman滤波精度.数值仿真和震动台实验结果验证了本文方法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 多速率采样 位移 加速度 自适应Kalman滤波 自协方差最小二乘法 RTS平滑

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多通道带乘性噪声系统的最优固定域平滑算法 被引量：4

8

作者 刘滨 褚东升 +1 位作者 韩慧 梁猛 《青岛海洋大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2002年第5期843-847,共5页

在以往的乘性噪声系统的观测模型中 ,由于假定各通道的乘性噪声是完全相同的 ,因此并不是真正的多通道系统。而本文则考虑各通道乘性噪声不同的情况 ,即真正意义上的多通道带乘性噪声系统。在褚东升等“噪声相关时多通道带乘性噪声系统... 在以往的乘性噪声系统的观测模型中 ,由于假定各通道的乘性噪声是完全相同的 ,因此并不是真正的多通道系统。而本文则考虑各通道乘性噪声不同的情况 ,即真正意义上的多通道带乘性噪声系统。在褚东升等“噪声相关时多通道带乘性噪声系统最优滤波”的基础上 ,进一步给出了固定域平滑算法。该算法在线性最小方差意义下为最优的。通过仿真计算 。 展开更多

关键词 固定域平滑算法 乘性噪声 线性最小方差 滤波 多通道系统 数学模型

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多频采样系统航迹的周期滤波算法

9

作者 刘世前 郭治 +1 位作者 王远钢 盛安冬 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期129-133,共5页

本文根据Kalman滤波思想 ,针对多频采样系统航迹辨识中存在部分点缺少信息问题 ,提出了一种新的航迹辨识方法。该方法假设在目标作匀速直线运动下 ,利用平滑滤波及状态变量的相关性特征 ,采用周期多频Kalman滤波算法充分利用目标航路部... 本文根据Kalman滤波思想 ,针对多频采样系统航迹辨识中存在部分点缺少信息问题 ,提出了一种新的航迹辨识方法。该方法假设在目标作匀速直线运动下 ,利用平滑滤波及状态变量的相关性特征 ,采用周期多频Kalman滤波算法充分利用目标航路部分点仅含角度的新息 ,保证航迹滤波的精确性与滤波方差的最优性。某直升机航路滤波结果表明 ,新方法比传统的Kalman滤波算法精度更高 。 展开更多

关键词 航迹辨识 平滑滤波 状态变量 最小方差滤波

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基于未知风荷载作用下拉索振动位移的拉索MR阻尼器失效破坏的原位识别方法

10

作者 雷鹰 杨雄骏 +1 位作者 朱宏平 沈文爱 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期180-189,共10页

MR阻尼器在长期服役过程中可能由于各种因素导致阻尼器失效破坏。现有的对MR阻尼器的性能识别多为离线方法,需将阻尼器从斜拉索上拆卸下来后进行人工检测。该文提出一种基于斜拉索在未知风荷载作用下振动位移,对在役失效无模型的MR阻尼... MR阻尼器在长期服役过程中可能由于各种因素导致阻尼器失效破坏。现有的对MR阻尼器的性能识别多为离线方法,需将阻尼器从斜拉索上拆卸下来后进行人工检测。该文提出一种基于斜拉索在未知风荷载作用下振动位移,对在役失效无模型的MR阻尼器作用力进行原位在线识别的方法。首先,建立模态坐标下斜拉索-阻尼器系统运动方程及观测方程,并进行模态截断以减少未知变量的数量。然后,将模态风荷载建模为随机游走过程并加入系统的增广状态中,并视MR阻尼器的作用力视为作用在斜拉索上的‘附加未知输入’,采用最近提出的无直接反馈的平滑最小方差无偏Bayesian滤波,对结构增广状态和MR阻尼器作用力进行识别。通过识别数值模拟的MR阻尼器三种典型的失效破坏模式,验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 斜拉索减振 MR阻尼器失效 未知风荷载 随机游走过程 平滑最小方差无偏滤波

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利用位置测量的单点和两点差分跟踪起始算法的比较研究(英文) 被引量：2

11

作者 MALLICK Mahendra LA SCALA Barbara 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期258-265,共8页

我们考虑初始化当时，与将近经常的速度移动的一个目标的追踪的过滤器的问题位置 -- 仅仅(1D,2D， or3D ) 大小是可得到的。Kalman 过滤器为如此的一个问题是最佳的，这被知道，如果它正确地被初始化。我们比较一单个点并且著名二点的... 我们考虑初始化当时，与将近经常的速度移动的一个目标的追踪的过滤器的问题位置 -- 仅仅(1D,2D， or3D ) 大小是可得到的。Kalman 过滤器为如此的一个问题是最佳的，这被知道，如果它正确地被初始化。我们比较一单个点并且著名二点的差别轨道初始化算法。我们经分解表演如果过程噪音接近零，过去常初始化速度变化的一个目标的最大的速度接近无穷，那么，单个点的算法归结为二点的差别算法。我们出现的现在的数字结果单个点的算法在均方差意义比二点的差别算法更好一致地表现。我们也介绍支持这一般来说是真的 conjecture 的分析结果。 展开更多

关键词 位置测量 跟踪开始算法 卡尔曼滤波器 无偏估计值 最小均方差

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