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基于自适应参数重置EKF的时变次同步振荡辨识方法
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作者 吴熙 李青峰 +3 位作者 陈曦 周金宇 李强 任必兴 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第10期3788-3800,I0016,共14页
随着新能源发电设备在电力系统中的比例逐渐升高,次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题日益凸显。准确追踪和辨识SSO信号是对其溯源和抑制的前提,对电力系统稳定运行具有重要意义。而在很多SSO事故中,振荡频率和振荡幅值随... 随着新能源发电设备在电力系统中的比例逐渐升高,次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题日益凸显。准确追踪和辨识SSO信号是对其溯源和抑制的前提,对电力系统稳定运行具有重要意义。而在很多SSO事故中,振荡频率和振荡幅值随时间变化,使现有方法难以准确辨识SSO模态参数。为此,提出一种基于自适应重置拓展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的SSO检测方法。首先,构造四状态SSO信号模型,使EKF算法能够检测信号幅值、频率和衰减系数,并设计检测多模态SSO信号的算法。其次,提出一种基于残差判据的EKF参数自适应重置方法,通过自适应地重置误差协方差矩阵以实现时变SSO信号的准确辨识。最终,对所提算法进行仿真验证和硬件测试,结果表明,所提方法能够准确辨识时变SSO模态参数,并且算法实时性强,具有较高的工程实用价值。 展开更多
关键词 次同步振荡 检测技术 拓展卡尔曼滤波 时变 多模态 自适应重置
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基于传动模型重构的永磁同步直线电机机械参数辨识 被引量:1
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作者 鲍明堃 周扬忠 钟天云 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1597-1607,I0029,共12页
针对永磁同步直线电机(permanent magnet synchronous linear motor,PMSLM)机械参数辨识中存在模型不准确、辨识参数耦合、辨识精度低等问题,该文提出一种基于传动模型重构的机械参数辨识算法。首先,根据重构模型建立扩张状态观测器得... 针对永磁同步直线电机(permanent magnet synchronous linear motor,PMSLM)机械参数辨识中存在模型不准确、辨识参数耦合、辨识精度低等问题,该文提出一种基于传动模型重构的机械参数辨识算法。首先,根据重构模型建立扩张状态观测器得到动子质量和摩擦力、电磁推力、质量辨识初值的耦合信息;其次,为消除这种耦合,提出一种两级式的动子质量解耦辨识策略。再次,根据PMSLM的摩擦特性,构造一种综合考虑速度和加速度影响的摩擦力模型,更精确地描述真实摩擦力。最后,搭建基于机械参数辨识算法的控制系统,通过仿真和实验验证,证明所提辨识算法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 机械参数辨识 扩张状态观测 拓展卡尔曼滤波 解耦 摩擦力模型
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基于BP-EKF算法的电动汽车电池管理系统SOC精准估计 被引量:23
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作者 荣雅君 杨伟 +1 位作者 牛欢 郑鑫慧 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2015年第9期22-28,共7页
以数字信号处理器DSP(TMS320LF2407)为主控芯片,完成了电动汽车电池管理系统平台的搭建。电池荷电状态(SOC)的精准估计是电动汽车电池管理系统的核心任务之一,本文为提高SOC估计的准确性,提出了基于BP神经网络法与拓展卡尔曼滤波(EKF)... 以数字信号处理器DSP(TMS320LF2407)为主控芯片,完成了电动汽车电池管理系统平台的搭建。电池荷电状态(SOC)的精准估计是电动汽车电池管理系统的核心任务之一,本文为提高SOC估计的准确性,提出了基于BP神经网络法与拓展卡尔曼滤波(EKF)法相结合的一种新算法(BP-EKF)。在对磷酸铁锂电池进行试验分析之后,运用Matlab的人工神经网络工具箱建立BP神经网络,并利用试验得到的数据对所建立的BP神经网络进行训练,从而利用训练好的BP神经网络优化补偿拓展卡尔曼滤波算法的估计结果。经过仿真实验验证两种算法的准确性,结果表明,与单纯的EKF滤波法相比,基于BP-EKF算法的SOC估计值的准确性有了显著的提高,且具备很好的适用性。 展开更多
关键词 电池荷电状态 电池管理系统 BP神经网络 拓展卡尔曼滤波
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基于加速退化数据和现场实测退化数据的电机绝缘剩余寿命预测模型 被引量:4
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作者 张健 张钦 +2 位作者 黄晓艳 方攸同 田杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期599-609,共11页
该文针对机器学习、随机过程、贝叶斯滤波算法等剩余寿命(RUL)预测模型存在的不足,融合热应力作用下电机绝缘加速寿命数据和现场监测数据,结合随机过程和支持向量机模型,提出了基于拓展卡尔曼滤波的电机绝缘寿命预测模型。以剩余击穿电... 该文针对机器学习、随机过程、贝叶斯滤波算法等剩余寿命(RUL)预测模型存在的不足,融合热应力作用下电机绝缘加速寿命数据和现场监测数据,结合随机过程和支持向量机模型,提出了基于拓展卡尔曼滤波的电机绝缘寿命预测模型。以剩余击穿电压为状态变量,基于Wiener过程建立了卡尔曼滤波模型的状态方程;以最大局部放电量的加速退化数据及现场监测数据为依据构建卡尔曼滤波模型的观测方程;为解决卡尔曼滤波模型由于无法获取新的监测信息而导致的预测精度不足问题,采用支持向量机建立了最大局部放电量预测模型。最后,针对电机主绝缘用6650聚酰亚胺,基于290℃、300℃、310℃、320℃下的加速退化数据构建状态方程,结合240℃下试样的局部放电数据构建观测方程,并以240℃下60h的试样实测老化数据为基准对模型进行了验证,证明了所提出模型在提高剩余寿命预测精度方面的有效性。 展开更多
关键词 电机绝缘寿命预测 WIENER过程 拓展卡尔曼滤波 支持向量机
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改进YOLOv5+DeepSort的行人跟踪算法 被引量:10
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作者 韩晓冰 王雨田 +1 位作者 黄综浏 张玮良 《现代电子技术》 2023年第7期33-38,共6页
针对复杂环境道路行人跟踪易发生身份丢失、切换的问题,提出一种改进的YOLOv5检测并结合DeepSort跟踪算法。检测阶段,融合注意力模块CBAM与YOLOv5颈部网络增强对行人特征的提取;用SIoU边界框损失函数代替CIoU边界框损失函数,加速边界框... 针对复杂环境道路行人跟踪易发生身份丢失、切换的问题,提出一种改进的YOLOv5检测并结合DeepSort跟踪算法。检测阶段,融合注意力模块CBAM与YOLOv5颈部网络增强对行人特征的提取;用SIoU边界框损失函数代替CIoU边界框损失函数,加速边界框回归的同时提高准确定位度。跟踪阶段,改进DeepSort利用拓展卡尔曼滤波器对非线性环境行人位置进行预测,通过匈牙利算法匹配预测和检测轨迹,优化复杂环境下行人身份切换频繁的问题。最后连接改进后的YOLOv5与DeepSort算法,对MOT⁃16数据集进行检测跟踪。实验结果表明:改进YOLOv5算法较原算法平均精准度提高4%,结合DeepSort跟踪,平均跟踪精确度为63.5%,比原始算法提升了3.4%;行人身份切换次数减少52次,比原始算法减少了6.5%。 展开更多
关键词 行人跟踪 YOLOv5 DeepSort 特征提取 注意力机制 拓展卡尔曼滤波
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基于萤火虫算法优化的Gmapping研究 被引量:19
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作者 郑兵 陈世利 刘蓉 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期22-27,共6页
针对Gmapping算法在高相似度多闭环环境下出现的因粒子耗尽而无法精确定位的问题,提出一种融合萤火虫算法的Rao-Blackwellized粒子滤波器RBPF同步定位与地图构建优化算法。利用萤火虫算法提高粒子滤波器的估计能力,将采样后的粒子集移... 针对Gmapping算法在高相似度多闭环环境下出现的因粒子耗尽而无法精确定位的问题,提出一种融合萤火虫算法的Rao-Blackwellized粒子滤波器RBPF同步定位与地图构建优化算法。利用萤火虫算法提高粒子滤波器的估计能力,将采样后的粒子集移向高似然区域,改善粒子的分布,同时保证低似然粒子多样性以降低粒子贫乏的影响。在MIT和FHW数据集下的仿真结果表明,优化算法在不同的实验环境下能够建立更为精确的栅格地图,从而验证其有效性和可行性。 展开更多
关键词 同步定位与地图构建 粒子滤波 Gmapping算法 拓展卡尔曼滤波 萤火虫算法
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基于EKF落点预测的二维弹道修正弹制导方法 被引量:14
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作者 普承恩 王良明 傅健 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第6期52-57,共6页
针对卫星制导二维弹道修正弹的命中精度差,提出一种将拓展卡尔曼滤波(EKF)与敏感矩阵结合的落点预测(IPP)制导方法。建立了二维弹道修正弹的质心运动方程组,推导出离散化卡尔曼滤波状态方程和卫星量测方程;利用拓展卡尔曼滤波器对一段... 针对卫星制导二维弹道修正弹的命中精度差,提出一种将拓展卡尔曼滤波(EKF)与敏感矩阵结合的落点预测(IPP)制导方法。建立了二维弹道修正弹的质心运动方程组,推导出离散化卡尔曼滤波状态方程和卫星量测方程;利用拓展卡尔曼滤波器对一段扰动弹道进行预测并得到预测落点坐标,设计一种基于敏感矩阵的导引律,给出了敏感矩阵的近似求解方法;对某二维弹道修正弹进行数值仿真验证。结果表明:采用拓展卡尔曼滤波估计弹道参数的算法精度高、收敛速度快;敏感矩阵导引法有效减小了圆概率偏差(CEP),能够满足二维弹道修正弹的命中精度要求。 展开更多
关键词 拓展卡尔曼滤波 落点预测 弹道修正 敏感矩阵
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基于IMU的机器人姿态自适应EKF测量算法研究 被引量:32
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作者 班朝 任国营 +1 位作者 王斌锐 陈相君 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期33-39,共7页
为了实现机器人运动学参数标定,提出一种用惯性测量单元(IMU)实时获取其末端姿态信息的方法。然而,IMU在进行机器人动态姿态测量时,存在加速度计信号中有害加速度(除重力加速度之外的其他加速度)叠加,噪声统计特性参数不易获取,陀螺仪... 为了实现机器人运动学参数标定,提出一种用惯性测量单元(IMU)实时获取其末端姿态信息的方法。然而,IMU在进行机器人动态姿态测量时,存在加速度计信号中有害加速度(除重力加速度之外的其他加速度)叠加,噪声统计特性参数不易获取,陀螺仪信号随时间发生漂移等影响测量精度的问题。针对这些问题,设计了一种自适应拓展卡尔曼滤波(EKF)姿态测量改进算法。基于EKF模型,首先构建第一级量测噪声方差阵,设定权重因子,降低有害加速度对测量结果的影响;其次在Sage-Husa自适应滤波算法中引入了渐消记忆因子的思想,实时跟踪采样数据的量测噪声,构建第二级量测噪声方差阵;最后采用姿态更新的四元数算法进行数据融合,修正陀螺仪信号漂移产生的误差。实验结果表明,相比Sage-Husa自适应滤波算法,该算法峰高时俯仰角和横滚角的平均绝对误差分别降低了50%和36.43%,峰谷时俯仰角和横滚角的平均绝对误差分别降低了14.28%和19.44%,能有效提高姿态测量精度。 展开更多
关键词 机器人 惯性测量单元 姿态测量 数据融合 指数渐消记忆 拓展卡尔曼滤波
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基于EKF的多机载传感器误差精确估计 被引量:5
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作者 白尊辉 蔡爱华 《电光与控制》 北大核心 2016年第6期21-26,共6页
基于固定多传感器误差估计EX方法,针对机载平台存在姿态角系统误差的问题,采用拓展卡尔曼滤波对非线性量测方程线性化近似,利用相同的随机点目标,在对目标的状态估计和误差估计之间的协方差不做近似的情况下实现它们的解耦合,提出了一... 基于固定多传感器误差估计EX方法,针对机载平台存在姿态角系统误差的问题,采用拓展卡尔曼滤波对非线性量测方程线性化近似,利用相同的随机点目标,在对目标的状态估计和误差估计之间的协方差不做近似的情况下实现它们的解耦合,提出了一种改进的多机载传感器系统误差精确估计(EEX)方法。仿真结果表明,相对于MLRM方法,EEX方法估计精度提升了近30%。通过目标状态估计得到的传感器误差伪测量的加性噪声都是零均值和方差已知的高斯白噪声,使得估计结果非常接近Cramer-Rao下界(CRLB),说明此估计方法是一个充分估计。 展开更多
关键词 多传感器数据融合 机载传感器 姿态角误差 误差估计 拓展卡尔曼滤波 CRAMER-RAO下界
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面向LiDAR/Radar松组合的迭代加权IEKF-BP组合算法精度分析 被引量:1
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作者 宋宝 柯福阳 赵兴旺 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2021年第2期44-48,共5页
为了验证目前高精度定位中多传感器组合定位模型性能的优越性,以更好地解决自动驾驶场景下自主定位中出现的预测精度标准不一致、预测不及时及误预测率高等问题,本文利用LiDAR与Radar数据,建立了一种基于迭代加权的IEKF-BP组合算法的松... 为了验证目前高精度定位中多传感器组合定位模型性能的优越性,以更好地解决自动驾驶场景下自主定位中出现的预测精度标准不一致、预测不及时及误预测率高等问题,本文利用LiDAR与Radar数据,建立了一种基于迭代加权的IEKF-BP组合算法的松组合模型,并对两种传感器组合定位结果精度进行了分析。试验表明,迭代加权的IEKF-BP组合算法的组合结果精度优于单一的IEKF算法和BP神经网络算法组合定位精度,其中,在X、Y方向上的均方根误差分别为0.028、0.028 m,平均误差分别为0.023、0.014 m,能准确反映载体的运动状态,满足未来无人驾驶中定位需求。 展开更多
关键词 组合定位与导航 LiDAR/Radar松组合定位 迭代拓展卡尔曼滤波 BP神经网络 迭代加权的IEKF-BP组合定位算法
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基于模糊EKF的PMSM无传感器控制算法研究 被引量:7
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作者 韩晓博 洪占勇 刘洋 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第1期130-133,137,共5页
针对采用常数矩阵不能准确描述同一电机控制系统不同运行条件下过程噪声和测量噪声的问题,提出一种基于模糊拓展卡尔曼滤波的无传感器控制算法。本算法是在拓展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter, EKF)的计算过程中加入计算电流残差... 针对采用常数矩阵不能准确描述同一电机控制系统不同运行条件下过程噪声和测量噪声的问题,提出一种基于模糊拓展卡尔曼滤波的无传感器控制算法。本算法是在拓展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter, EKF)的计算过程中加入计算电流残差及电流残差方差阵的运算,取电流残差方差阵与新息方差阵的特征值的模之差作为控制器输入,构造模糊控制器,实现在变换运行条件时变过程噪声与测量噪声的控制,从而使电机控制系统在不同运行条件下稳定运行。仿真实验结果验证了应用本算法,既可以实现电机在不同运行条件下高精度无传感器自适应控制,又具有较强鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无传感器控制 模糊拓展卡尔曼滤波 空间矢量脉宽调制
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单兵制导弹药动基座初始对准技术研究
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作者 张智境 范军芳 刘宁 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第12期74-77,共4页
针对单兵用小型弹药在肩扛状态下产生的扰动导致的动基座初始对准问题,研究了一种能够减小人体非规则运动产生干扰的初始对准方法。结合惯性制导系统动基座对准的特点,建立误差模型,利用加速度计实时采集数据进行粗对准,并在精对准过程... 针对单兵用小型弹药在肩扛状态下产生的扰动导致的动基座初始对准问题,研究了一种能够减小人体非规则运动产生干扰的初始对准方法。结合惯性制导系统动基座对准的特点,建立误差模型,利用加速度计实时采集数据进行粗对准,并在精对准过程中采用拓展卡尔曼滤波将位置、速度的误差量作为观测量进行估计,实时更新姿态矩阵,最后通过每个轴向姿态角协方差分析该方法的精度。结果表明,使用该方法能够有效地提高单兵用小型弹药的初始对准精度。 展开更多
关键词 肩扛发射式弹药 单兵 惯性制导 人体晃动 初始对准 拓展卡尔曼滤波
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