卫星轨道估计中广义卡尔曼滤波算法改进 被引量：7

1

作者 薛申芳 金声震 +1 位作者 宁书年 孙才红 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第33期203-206,共4页

随着广义卡尔曼滤波越来越广泛的应用,其算法研究越来越深入。文章给出了一种轨道确定方法的广义尔曼滤模型,对广义卡尔曼滤波过程中的状态预报给出了一种修改算法———迭代算法,对这种迭代算法和RKF7(Runge-Kutta-Fehlberg7阶)算法所... 随着广义卡尔曼滤波越来越广泛的应用,其算法研究越来越深入。文章给出了一种轨道确定方法的广义尔曼滤模型,对广义卡尔曼滤波过程中的状态预报给出了一种修改算法———迭代算法,对这种迭代算法和RKF7(Runge-Kutta-Fehlberg7阶)算法所相应的滤波过程进行了计算机仿真,说明了离散误差对估计轨道的影响,迭代算法可以消减离散误差。通过把两种算法结果进行比较,表明迭代算法简捷、运行较快、且能达到一定的精度。 展开更多

关键词 广义卡尔曼滤波 状态预报 迭代算法 轨道确定

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基于广义卡尔曼滤波的桥梁结构物理参数识别的子结构法 被引量：6

2

作者 吴子燕 丁兰 刘书奎 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期425-428,共4页

文章将子结构法与广义卡尔曼滤波(EKF)算法相结合,推导出基于子结构有限元模型的状态方程和观测方程,对观测方程和状态方程组成的非线性参数系统应用广义卡尔曼滤波,成功识别出子结构的物理参数。该方法可以根据需要建立不同位置的子结... 文章将子结构法与广义卡尔曼滤波(EKF)算法相结合,推导出基于子结构有限元模型的状态方程和观测方程,对观测方程和状态方程组成的非线性参数系统应用广义卡尔曼滤波,成功识别出子结构的物理参数。该方法可以根据需要建立不同位置的子结构动力方程进行特定位置、并进一步实现整体结构的物理参数识别,为测量响应信息不完备条件下桥梁结构物理参数识别问题提供了一个较好的解决方法。数值算例表明,所提方法识别精度高、收敛速度快、抗噪性能好,适用于大型桥梁结构物理参数识别。 展开更多

关键词 桥梁结构 参数识别 广义卡尔曼滤波 子结构

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基于广义线性模型的变参数广义卡尔曼滤波 被引量：5

3

作者 赵文成 张国山 赵明瞻 《控制工程》 CSCD 2007年第1期21-23,共3页

给出了连续系统的一种广义线性模型,不仅适用于已知系统,而且适用于未知系统,无论系统是线性还是非线性的。该模型系数服从确定的变化规律而无需在线辨识或预先计算,因而实时性好。定义了基于这种模型的变参数广义卡尔曼滤波,并给出其... 给出了连续系统的一种广义线性模型,不仅适用于已知系统,而且适用于未知系统,无论系统是线性还是非线性的。该模型系数服从确定的变化规律而无需在线辨识或预先计算,因而实时性好。定义了基于这种模型的变参数广义卡尔曼滤波,并给出其递推计算公式,可对未知系统实现实时滤波估计,且满足均方误差最小。该系统能方便、快捷、准确地实现未来多个时刻状态群的实时预报,以便提早掌握系统未来的运动趋势,提高系统的控制性能和对机动目标拦截的制导精度。算例仿真表明,结果是令人满意的。 展开更多

关键词 未知系统 机动目标 广义线性模型 广义卡尔曼滤波 变参数系统

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基于改进广义卡尔曼滤波的结构损伤识别方法 被引量：4

4

作者 杜飞平 谭永华 陈建华 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2010年第4期109-114,共6页

针对传统的广义卡尔曼滤波算法不能有效地追踪结构刚度的变化情况,本文以传统卡尔曼滤波理论为基础,得到了基于衰减记忆的广义卡尔曼滤波算法公式,利用该算法对所得到的地震响应信号进行分析,提取结构的特性,辨识结构的参数,并从中判断... 针对传统的广义卡尔曼滤波算法不能有效地追踪结构刚度的变化情况,本文以传统卡尔曼滤波理论为基础,得到了基于衰减记忆的广义卡尔曼滤波算法公式,利用该算法对所得到的地震响应信号进行分析,提取结构的特性,辨识结构的参数,并从中判断结构损伤发生的时刻、位置及程度,改善了广义卡尔曼滤波的效果。衰减记忆的广义卡尔曼滤波算法只能够判断出结构参数变化的时间并且容易出现振荡,因此采用了一种新的自适应追踪技术,用一个自适应因子矩阵代替了原有的遗忘因子,这种技术可以有效追踪结构参数变化的时间、位置和大小,从而能够在线识别出结构的损伤。 展开更多

关键词 广义卡尔曼滤波 衰减记忆滤波 自适应追踪滤波 结构损伤

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基于广义卡尔曼滤波的桥梁结构物理参数识别 被引量：5

5

作者 樊素英 李忠献 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期472-476,共5页

基于广义卡尔曼滤波提出了随机荷载作用下桥梁结构物理参数的识别方法。首先,以荷载为观测对象,推导出基于有限元模型的桥梁结构系统的观测方程,以结构待识别的物理参数为状态向量,建立系统状态方程;然后,对该状态方程和观测方程构成的... 基于广义卡尔曼滤波提出了随机荷载作用下桥梁结构物理参数的识别方法。首先,以荷载为观测对象,推导出基于有限元模型的桥梁结构系统的观测方程,以结构待识别的物理参数为状态向量,建立系统状态方程;然后,对该状态方程和观测方程构成的非线性参数系统应用广义卡尔曼滤波,从而识别出结构的物理参数。对一座简支梁桥和一座三跨连续梁桥在不同工况下的物理参数识别进行了数值仿真,结果表明本文方法能够准确地识别桥梁结构全部刚度参数、质量参数和阻尼参数,且具有很强的抗噪性能,从而验证了本文方法的有效性和鲁棒性,可应用于识别大型桥梁结构的物理参数。 展开更多

关键词 桥梁结构 物理参数 识别 广义卡尔曼滤波 有限元 随机荷载

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输入未知条件下基于自适应广义卡尔曼滤波的结构损伤识别 被引量：6

6

作者 穆腾飞 周丽 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期827-834,共8页

发展一种输入未知条件下的自适应广义卡尔曼滤波(Adaptive Extended Kalman Filter with Unknown Inputs,AEKF-UI)方法,在线复合反演系统参数与未知输入,结合基于改进粒子群优化算法的自适应技术实现系统时变参数追踪,进而识别结构损伤... 发展一种输入未知条件下的自适应广义卡尔曼滤波(Adaptive Extended Kalman Filter with Unknown Inputs,AEKF-UI)方法,在线复合反演系统参数与未知输入,结合基于改进粒子群优化算法的自适应技术实现系统时变参数追踪,进而识别结构损伤,包括损伤发生的时间、位置和程度。建立基础隔震结构实验模型及理论模型,其中隔震层的非线性动力学特性通过Bouc-Wen模型描述。对基础隔震结构进行振动实验研究,采用刚度元件装置模拟时间、位置和程度不同的结构损伤,基于测得的加速度响应和AEKF-UI方法进行实时系统参数与未知输入的同步反演。研究结果表明:在两种典型地震波激励下,AEKF-UI方法得到的识别值与参考值相一致,验证了该方法在系统辨识中的有效性和准确性。 展开更多

关键词 损伤识别 结构健康监测 广义卡尔曼滤波 未知输入 自适应追踪

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基于有限范围自适应卡尔曼滤波的结构损伤识别方法 被引量：14

7

作者 吴新亚 周丽 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期401-406,共6页

在土木结构的健康监测中,当破坏发生时能够立即对结构的损伤做出判断和评估是一项非常重要的工作。本文采用了一种基于广义卡尔曼滤波的自适应追踪技术对结构的参数进行辨识。该方法能够追踪结构的时变参数,并对结构损伤的位置、大小以... 在土木结构的健康监测中,当破坏发生时能够立即对结构的损伤做出判断和评估是一项非常重要的工作。本文采用了一种基于广义卡尔曼滤波的自适应追踪技术对结构的参数进行辨识。该方法能够追踪结构的时变参数,并对结构损伤的位置、大小以及发生的时间做出判断。数值仿真的结果表明该方法对于线性和非线性结构的参数变化具有敏感性,能够有效地检测出结构的损伤。 展开更多

关键词 系统辨识 损伤识别 非线性迟滞结构 广义卡尔曼滤波 自适应追踪

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卡尔曼滤波实现车载GPS/DR组合导航 被引量：6

8

作者 孙希延 纪元法 施浒立 《现代电子技术》 2006年第11期149-152,共4页

陆地车辆是在二维平面内运动的,而在车载GPS接收机和DR组合装置中,测量值是在不同的坐标系中得到的,通过对坐标系转换和测量误差分析得到组合系统的整体状态方程和测量方程,由于这些状态方程和测量方程都是关于状态的非线性函数,用广义... 陆地车辆是在二维平面内运动的,而在车载GPS接收机和DR组合装置中,测量值是在不同的坐标系中得到的,通过对坐标系转换和测量误差分析得到组合系统的整体状态方程和测量方程,由于这些状态方程和测量方程都是关于状态的非线性函数,用广义卡尔曼滤波器来实现GPS/DR组合导航的实时求解。最后在行驶车辆上采集数据并进行仿真试验,结果表明这种组合系统能够大大提高系统实时定位精度和容错能力。 展开更多

关键词 GPS DR(Dead—reckoning) 广义卡尔曼滤波 组合导航

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基于扩展卡尔曼滤波和希尔伯特-黄变换瞬时频率的齿轮啮合刚度辨识算法 被引量：3

9

作者 阙红波 高扬 +1 位作者 吴成攀 栗华 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第8期3104-3111,共8页

齿轮副是传动系统中的重要部件,齿轮在啮合过程中会出现单、双齿交替参与啮合的情况,造成齿轮啮合刚度周期变化,引起系统振动。齿轮的啮合刚度与齿轮的状态有关,当齿轮出现故障时,齿轮啮合刚度会发生变化,因此通过监测齿轮的啮合刚度就... 齿轮副是传动系统中的重要部件,齿轮在啮合过程中会出现单、双齿交替参与啮合的情况,造成齿轮啮合刚度周期变化,引起系统振动。齿轮的啮合刚度与齿轮的状态有关,当齿轮出现故障时,齿轮啮合刚度会发生变化,因此通过监测齿轮的啮合刚度就能够估计齿轮副的工作状态。根据齿轮副的动力学模型建立齿轮啮合刚度的离散辨识模型,提出基于扩展卡尔曼滤波器和希尔伯特-黄变换瞬时频率,利用振动信号对齿轮啮合刚度进行估计的动态辨识算法。仿真和实测结果表明,所提出的方法能够跟踪辨识齿轮的啮合刚度,具有较高的辨识精度。 展开更多

关键词 参数识别 啮合刚度 广义卡尔曼滤波(EKF) 瞬时频率 希尔伯特-黄变换(HHT)

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基于UKF滤波的自主移动机器人锂电池SOC估计 被引量：6

10

作者 石璞 董再励 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期1298-1299,1320,共3页

准确估计剩余电量(state of charge,SOC)关系到自主移动机器人(AMR)的生存与安全,是AMR研究中所面临的主要挑战之一。针对广义卡尔曼滤波估计SOC的不足,本文给出基于无色卡尔曼滤波(UKF)估计AMR锂电池SOC的新方法。通过试验对UKF和EKF... 准确估计剩余电量(state of charge,SOC)关系到自主移动机器人(AMR)的生存与安全,是AMR研究中所面临的主要挑战之一。针对广义卡尔曼滤波估计SOC的不足,本文给出基于无色卡尔曼滤波(UKF)估计AMR锂电池SOC的新方法。通过试验对UKF和EKF进行了比较。试验验证了同样条件下,UKF比EKF具有更好的滤波估计精度。 展开更多

关键词 无色卡尔曼滤波(UKF) 锂电池 SOC估计 广义卡尔曼滤波(EKF) 自主移动机器人(AMR)

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惯性/地磁组合导航算法 被引量：14

11

作者 蔡洪 郭才发 胡正东 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期333-337,共5页

针对惯性/地磁组合导航滤波算法进行了深入研究。分析了惯性/地磁组合导航系统的基本原理,基于巡航导弹巡航段飞行过程建立了组合导航系统的滤波模型。在观测信息分别为实测地磁场三分量信息和单一幅值信息条件下,采用广义卡尔曼滤波和U... 针对惯性/地磁组合导航滤波算法进行了深入研究。分析了惯性/地磁组合导航系统的基本原理,基于巡航导弹巡航段飞行过程建立了组合导航系统的滤波模型。在观测信息分别为实测地磁场三分量信息和单一幅值信息条件下,采用广义卡尔曼滤波和Unscented卡尔曼滤波算法进行了仿真分析。仿真结果表明,在观测信息为三分量地磁信息条件下,Unscented卡尔曼滤波总体滤波效果略优于广义卡尔曼滤波,两种算法在最后30s内的平均定位精度都可达到50m;在观测信息仅为地磁场幅值的情况下,广义卡尔曼滤波算法的滤波收敛速度和精度均大幅下降,而Unscented卡尔曼滤波仍然取得不错的收敛效果,滤波性能明显优于广义卡尔曼滤波。 展开更多

关键词 组合导航 地磁导航 广义卡尔曼滤波 UNSCENTED卡尔曼滤波

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温度外推预报技术在热平衡试验中的应用研究 被引量：5

12

作者 付仕明 郄殿福 刘锋 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期51-58,共8页

在航天器的稳态热平衡试验中 ,应用温度外推预报技术可以准确的给出航天器热平衡极限温度 ,缩短热平衡试验时间 ,从而降低航天器研制成本。文章对非线性最小二乘估计和广义卡尔曼滤波 (EKF)两种温度外推预报方法在航天器热平衡试验中的... 在航天器的稳态热平衡试验中 ,应用温度外推预报技术可以准确的给出航天器热平衡极限温度 ,缩短热平衡试验时间 ,从而降低航天器研制成本。文章对非线性最小二乘估计和广义卡尔曼滤波 (EKF)两种温度外推预报方法在航天器热平衡试验中的应用做了相关的研究。 展开更多

关键词 温度外推预报技术 热平衡试验 航天器 非线性最小二乘估计 广义卡尔曼滤波

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磁暴期间的地磁导航精度分析 被引量：5

13

作者 郭才发 张力军 蔡洪 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期372-377,共6页

地磁导航是无源自主导航技术研究的新方向.分析了地磁导航的基本原理,描述了典型磁暴过程,并针对地磁导航在磁暴环境中的适用性进行了研究.在采用曲面样条方法对实测地磁场数据建立观测模型的基础上,结合广义卡尔曼滤波方法讨论了磁暴... 地磁导航是无源自主导航技术研究的新方向.分析了地磁导航的基本原理,描述了典型磁暴过程,并针对地磁导航在磁暴环境中的适用性进行了研究.在采用曲面样条方法对实测地磁场数据建立观测模型的基础上,结合广义卡尔曼滤波方法讨论了磁暴不同阶段对地磁导航精度造成的影响.分别采用理论典型磁暴数据以及实测磁暴数据进行仿真,仿真结果表明,在磁暴的初相、恢复相的中后时段以及中等强度以下的磁暴全过程仍然可以采用地磁来进行导航定位,导航精度在200 m以内,满足飞行器中程制导的精度要求. 展开更多

关键词 地磁导航 磁暴 曲面样条 广义卡尔曼滤波

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飞机地面试验时模拟环境温度的控制 被引量：4

14

作者 赵文成 刘宝霞 +1 位作者 李军 吴黎雁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1656-1659,共4页

飞机在进行地面试验时,模拟环境用于模拟飞机在空中飞行时的环境温度。由于存在干扰以及其他未知因素,难以精确建立模拟环境温度的数学模型,从而限制了经典估值理论的应用。本文利用逼近原理,给出了模拟环境温度的广义线性模型和与之相... 飞机在进行地面试验时,模拟环境用于模拟飞机在空中飞行时的环境温度。由于存在干扰以及其他未知因素,难以精确建立模拟环境温度的数学模型,从而限制了经典估值理论的应用。本文利用逼近原理,给出了模拟环境温度的广义线性模型和与之相应的广义卡尔曼滤波,实现了模拟环境温度的滤波和温度变化趋势的多点预报和模拟环境的温度控制;文章还给出了模拟环境温度控制的决策原则和控制流程;最后通过2个算例,证明了模拟环境温度广义线性模型对于连续系统应用的广泛适用性和鲁棒性。 展开更多

关键词 飞机地面试验 广义线性数学模型 广义卡尔曼滤波 模拟环境 趋势预报

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低成本姿态测量系统研究 被引量：9

15

作者 刘海颖 王惠南 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期233-237,共5页

针对由低精度的惯性陀螺、加速度计、磁强计组成的低成本姿态测量系统,该文进行了组合算法研究。设计了有陀螺测量和基于四元数差分法的无陀螺测量2种广义卡尔曼滤波器(EKF);采用四元数避免了欧拉角法的奇异问题;用高斯-牛顿误差最小法... 针对由低精度的惯性陀螺、加速度计、磁强计组成的低成本姿态测量系统,该文进行了组合算法研究。设计了有陀螺测量和基于四元数差分法的无陀螺测量2种广义卡尔曼滤波器(EKF);采用四元数避免了欧拉角法的奇异问题;用高斯-牛顿误差最小法将六维观测量转化为四元数,作为观测量的一部分,显著减少了直接使用EKF的计算量。设计了仿真数据进行算法验证,成功地得到姿态估计,并对2种EKF滤波器在低速和高速状态下进行验证,取得良好效果。 展开更多

关键词 姿态测量 广义卡尔曼滤波 四元数 高斯-牛顿

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基于EKF的AMR锂电池SOC动态估计研究 被引量：13

16

作者 石璞 董再励 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期1-3,共3页

AMR在科研和军事方面的应用决定了其需要一个能够准确、实时估计出锂电池SOC的估计值。由于AMR工作中的放电具有很强的动态性,使得传统估计方法用于锂电池SOC的动态估计效果很不理想。本文描述了EKF方法在AMR锂电池SOC动态估计中的应用... AMR在科研和军事方面的应用决定了其需要一个能够准确、实时估计出锂电池SOC的估计值。由于AMR工作中的放电具有很强的动态性,使得传统估计方法用于锂电池SOC的动态估计效果很不理想。本文描述了EKF方法在AMR锂电池SOC动态估计中的应用。模拟AMR工况进行动态放电试验。试验结果表明,该估计方法能够实时而准确地得到SOC值。 展开更多

关键词 AMR(自主移动机器人) 锂电池 EKF(广义卡尔曼滤波) SOC(剩余电量)

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TBM末端机动弹道预测 被引量：3

17

作者 陈烺中 樊蓉 +1 位作者 王冠男 李为民 《电光与控制》 北大核心 2006年第4期9-12,共4页

TBM末端机动弹道的预测是现代防空C3I系统建模中重要的组成部分,它直接影响着反导武器系统对TBM拦截的精度与概率。为了精确地预测出处于末端机动条件的TBM弹道,并满足防空作战实时性的要求,本文在广义卡尔曼滤波的基础上提出了一种基... TBM末端机动弹道的预测是现代防空C3I系统建模中重要的组成部分,它直接影响着反导武器系统对TBM拦截的精度与概率。为了精确地预测出处于末端机动条件的TBM弹道,并满足防空作战实时性的要求,本文在广义卡尔曼滤波的基础上提出了一种基于输入估计的自适应滤波方法。结论表明,该方法较其它方法更适应于解决TBM末端机动弹道预测问题,具有很好的军事应用价值。 展开更多

关键词 反导作战 弹道预测 输入估计 广义卡尔曼滤波

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用神经网络实现VBR视频通信量的在线预测 被引量：2

18

作者 苏晓星 常胜江 +3 位作者 熊涛 郜洪云 申金媛 张延炘 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1163-1167,共5页

VBR(VaribleBitRate)视频信号具有时变性、非线性和突发性等特点,实现该信号通信量的高精度预测难度较大.针对以上问题,本文提出了一种用于VBR视频通信量预测的自适应神经网络模型,网络训练采用离线与在线相结合的方式,同时通过删除不... VBR(VaribleBitRate)视频信号具有时变性、非线性和突发性等特点,实现该信号通信量的高精度预测难度较大.针对以上问题,本文提出了一种用于VBR视频通信量预测的自适应神经网络模型,网络训练采用离线与在线相结合的方式,同时通过删除不重要的权重,以优化网络的拓扑结构,提高网络的推广能力,降低网络在线学习的计算复杂度;对VBR视频通信量预测的模拟结果表明该模型具有高的预测精度,并能满足通信系统对预测实时性的要求. 展开更多

关键词 视频通信 时延神经网络 广义卡尔曼滤波 递归最小方差

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探测器着陆小天体的自主光学导航研究 被引量：3

19

作者 黄翔宇 崔祜涛 崔平远 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期659-661,共3页

提出了一种用于探测器着陆小天体的自主光学导航方案 .该方案利用探测器上的光学导航相机和激光测距仪 ,分别测量三个预先选定特征点的图像坐标和探测器到特征点的距离 ,由此得出探测器的相对位置 ,并利用广义卡尔曼滤波实时确定探测器... 提出了一种用于探测器着陆小天体的自主光学导航方案 .该方案利用探测器上的光学导航相机和激光测距仪 ,分别测量三个预先选定特征点的图像坐标和探测器到特征点的距离 ,由此得出探测器的相对位置 ,并利用广义卡尔曼滤波实时确定探测器的轨道 .最后 ,通过数学仿真验证了这种自主光学导航方案的可行性 ,并在敏感器测量精度一定的情况下 ,通过仿真分析了小天体模型误差对导航精度的影响 . 展开更多

关键词 小天体 自主光学导航 广义卡尔曼滤波

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基于EKF方法的橡胶隔震支座参数识别实验研究 被引量：3

20

作者 尹强 周丽 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期43-49,共7页

采用Bouc-Wen模型建立橡胶隔震支座的非线性动力学方程,基于已有研究成果,缩减模型参数简化模型,建立不同数量参数的迟滞模型模拟橡胶隔震支座的非线性特性。对橡胶隔震支座进行振动台实验,基于测得的加速度信号和广义卡尔曼滤波(Extend... 采用Bouc-Wen模型建立橡胶隔震支座的非线性动力学方程,基于已有研究成果,缩减模型参数简化模型,建立不同数量参数的迟滞模型模拟橡胶隔震支座的非线性特性。对橡胶隔震支座进行振动台实验,基于测得的加速度信号和广义卡尔曼滤波(Extended Kalman filter,EKF)方法在线识别橡胶隔震支座的参数和位移。对不同参数数量的Bouc-Wen模型在不同地震波激励下,EKF方法识别得到的橡胶隔震支座模型参数一致,且识别的位移和实际测量得到的位移曲线吻合良好,验证了本文所得模型参数的有效性和准确性及模型简化的合理性,也证明了EKF方法在橡胶隔震支座参数识别中的有效性。 展开更多

关键词 橡胶隔震支座 迟滞模型 参数估计 BOUC-WEN模型 广义卡尔曼滤波

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