基于权值选择粒子滤波算法的锂离子电池SOC估计 被引量：4

1

作者 彭方想 南金瑞 孙立清 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期750-755,共6页

针对锂离子动力电池的荷电状态(SOC)估计问题,以三元锂(MNC)电池为研究对象,选用Thevenin等效电路模型,建立电池模型的状态方程和观测方程,完成了带遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)的理论推导。进行电池单体混合动力脉冲功率特性测试(H... 针对锂离子动力电池的荷电状态(SOC)估计问题,以三元锂(MNC)电池为研究对象,选用Thevenin等效电路模型,建立电池模型的状态方程和观测方程,完成了带遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)的理论推导。进行电池单体混合动力脉冲功率特性测试(HPPC测试),基于测试数据和FFRLS算法完成电池模型的在线参数辨识,并通过锂离子电池的端电压精度来验证算法的可行性;在此基础上,提出一种权值选择粒子滤波(WSPF)算法来实现锂离子电池SOC估计,该算法中全部粒子都参与粒子滤波过程,但只选择较优权重粒子用于电池状态估计,从而解决粒子滤波的粒子退化问题,提高粒子的多样性。通过HPPC测试和动态工况测试(DST)结果验证,WSPF算法的估计精度能控制在2%以内。与重采样粒子滤波(SIR-PF)算法相比,WSPF算法的估计精度高,鲁棒性好。 展开更多

关键词 Thevenin模型 在线参数辨识 SOC估计 权值选择粒子滤波算法

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多策略优化粒子滤波算法的车辆状态估计

2

作者 徐祥书 李广军 张兰春 《机械设计》 北大核心 2025年第8期134-143,共10页

质心侧偏角是汽车控制系统中重要的控制状态参数,一般由汽车行驶状态观测器估计来获取,提高质心侧偏角的估计精度将有助于车辆控制理论的研究。针对分布式电动汽车非线性、非高斯的行驶特点,提出多策略优化的粒子滤波算法,用种群多样性... 质心侧偏角是汽车控制系统中重要的控制状态参数,一般由汽车行驶状态观测器估计来获取,提高质心侧偏角的估计精度将有助于车辆控制理论的研究。针对分布式电动汽车非线性、非高斯的行驶特点,提出多策略优化的粒子滤波算法,用种群多样性改进的北方苍鹰算法更新粒子滤波预测阶段和适应度改进权值组合优化粒子滤波重采样阶段,并基于该算法设计了车辆动力学与运动学相结合的分布式纯电动汽车行驶状态观测器。通过CarSim-Simulink对典型工况下的车辆进行联合仿真,得出了该算法的观测器对质心侧偏角的估计有更高的精度。 展开更多

关键词 分布驱动 粒子滤波 北方苍鹰算法 种群多样性 权值组合

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Hadoop平台下粒子滤波结合改进ABC算法的IoT大数据特征选择方法 被引量：12

3

作者 吴颖 李晓玲 唐晶磊 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第11期3297-3301,共5页

针对现有物联网大数据特征选择算法计算效率低下、可扩展性不高的问题,提出一种基于改进人工蜂群(ABC)选择特征的系统架构,该架构包含四层体系,可以高效地聚合有效数据,剔除不需要的数据。整个系统是基于Hadoop平台、MapReduce以及改进... 针对现有物联网大数据特征选择算法计算效率低下、可扩展性不高的问题,提出一种基于改进人工蜂群(ABC)选择特征的系统架构,该架构包含四层体系,可以高效地聚合有效数据,剔除不需要的数据。整个系统是基于Hadoop平台、MapReduce以及改进ABC算法的。改进ABC算法用于选择特征,而MapReduce则由并行算法支持,该算法可高效处理大数据集。该系统使用MapReduce工具实现,并利用粒子滤波来消除噪声。将提出的算法与同类方法进行比较,并通过使用十个不同的数据集对效率、准确性和吞吐量进行评估。结果表明,相比其他几种较新的算法,提出的算法在选择特征时更具可扩展性和高效性。 展开更多

关键词 物联网 大数据 人工蜂群算法 特征选择 粒子滤波 小生境技术

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一种使用非等权值粒子的确定性粒子滤波算法 被引量：3

4

作者 李涛 薛祖瑞 胡小平 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期72-76,共5页

介绍了粒子滤波及随机分布的代表点理论,将统计学中的数论方法应用于粒子滤波,使用随机分布的均方差代表点,对粒子滤波中关键的初始粒子生成、重点密度采样及再采样过程给出了相应的代表点算法,得到了一个包含最少随机操作的、使用非等... 介绍了粒子滤波及随机分布的代表点理论,将统计学中的数论方法应用于粒子滤波,使用随机分布的均方差代表点,对粒子滤波中关键的初始粒子生成、重点密度采样及再采样过程给出了相应的代表点算法,得到了一个包含最少随机操作的、使用非等权值粒子的确定性粒子滤波算法。仿真结果表明,确定性粒子滤波算法不仅是可行的,而且其滤波性能及计算效率均有不同程度的提高。 展开更多

关键词 贝叶斯估计 粒子滤波 均方差代表点 蒙特卡罗方法 非等权值粒子 确定性粒子滤波算法

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基于布谷鸟算法优化的粒子滤波 被引量：6

5

作者 白晓波 邵景峰 +1 位作者 和征 田建刚 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第11期3401-3407,共7页

为解决粒子滤波算法中粒子权值退化和粒子贫化问题,提出基于布谷鸟算法优化的粒子滤波(CS-PF)。对鸟窝寻优位置公式增加扰动项,将粒子集合平分为log2N (N为粒子数)项,降低粒子移动时陷入局部最优的可能性;为保证粒子多样性,当均匀分布... 为解决粒子滤波算法中粒子权值退化和粒子贫化问题,提出基于布谷鸟算法优化的粒子滤波(CS-PF)。对鸟窝寻优位置公式增加扰动项,将粒子集合平分为log2N (N为粒子数)项,降低粒子移动时陷入局部最优的可能性;为保证粒子多样性,当均匀分布的随机数大于阈值时,利用改进的鸟窝寻优方法更新粒子位置,部分粒子向高似然区移动,部分在低似然区。实验结果表明,粒子位置更新阈值在[0.2,0.35]时,CS-PF能够有效解决粒子滤波的权值退化和粒子贫化问题。 展开更多

关键词 权值退化 粒子贫化 布谷鸟算法 粒子滤波 数据拟合

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基于改进的萤火虫算法优化粒子滤波方法 被引量：9

6

作者 曹洁 荆银银 王进花 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第4期84-89,共6页

针对粒子滤波算法权值退化和多样性匮乏造成的滤波精度下降问题,提出了权值抖动萤火虫算法和不完全重采样结合的方法来改进粒子滤波.该算法在全局最优值代替萤火虫间的交互信息基础上利用权值抖动吸引度函数改进萤火虫算法来优化粒子滤... 针对粒子滤波算法权值退化和多样性匮乏造成的滤波精度下降问题,提出了权值抖动萤火虫算法和不完全重采样结合的方法来改进粒子滤波.该算法在全局最优值代替萤火虫间的交互信息基础上利用权值抖动吸引度函数改进萤火虫算法来优化粒子滤波的采样过程,使粒子集趋向于真实值附近,同时采用不完全重采样方法,能够缓解粒子退化问题.实验结果表明该算法可以有效缓解粒子退化和改善粒子多样性贫化,同时提高了滤波精度. 展开更多

关键词 粒子滤波 萤火虫算法 权值抖动 不完全重采样 状态估计

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基于自适应遗传算法的粒子滤波器 被引量：5

7

作者 杜正聪 邓寻 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期636-640,共5页

针对重采样导致的权值退化问题,应用遗传算法的进化思想来优化重采样算法,将粒子权值作为适应度值,合理设定阈值,利用最佳个体保存法保存高适应度粒子,利用自适应交叉、变异操作对低适应度粒子进行进化,将高适应度粒子与进化粒子组合成... 针对重采样导致的权值退化问题,应用遗传算法的进化思想来优化重采样算法,将粒子权值作为适应度值,合理设定阈值,利用最佳个体保存法保存高适应度粒子,利用自适应交叉、变异操作对低适应度粒子进行进化,将高适应度粒子与进化粒子组合成新的粒子集进行状态估计。仿真实验表明,该算法具有良好的实时性和估计精度,其状态估计精度比标准粒子滤波提高近24倍,比无迹卡尔曼粒子滤波提高近4倍,耗时约为无迹卡尔曼粒子滤波的1/10。 展开更多

关键词 粒子滤波 选择 交叉 自适应遗传算法

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基于混沌的萤火虫改进粒子滤波算法研究 被引量：3

8

作者 朱超 刘以安 薛松 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第9期106-109,共4页

针对常规的粒子滤波算法存在粒子权值退化和采样粒子贫化以及需要大量粒子才能进行比较准确的状态估计的问题,提出了一种基于混沌的萤火虫改进粒子滤波算法。利用混沌系统所具有的遍历性和随机性初始化粒子群,使得初始粒子分布更加均匀... 针对常规的粒子滤波算法存在粒子权值退化和采样粒子贫化以及需要大量粒子才能进行比较准确的状态估计的问题,提出了一种基于混沌的萤火虫改进粒子滤波算法。利用混沌系统所具有的遍历性和随机性初始化粒子群,使得初始粒子分布更加均匀,同时向常规粒子滤波算法中引进萤火虫算法的寻优机制,使得粒子能够向高似然区域运动,提高了滤波精度,并对部分权值优秀粒子进行混沌细搜索,对部分权值低的粒子进行再生,提高了种群多样性。实验表明:该方法尤其是在粒子种群数量较小的情况下,较常规粒子滤波精度更高,并有效地改善了权值退化和样本贫化问题。 展开更多

关键词 混沌优化 萤火虫算法 粒子滤波 权值退化

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基于改进的自适应遗传粒子滤波算法的车辆质心侧偏角估计 被引量：5

9

作者 柴晓辉 连晋毅 +2 位作者 任艳强 王坤 戴选涛 《机械设计》 CSCD 北大核心 2021年第12期58-66,共9页

质心侧偏角是表征车辆稳定性和安全性的一个重要状态参数,该参数一般通过汽车行驶状态观测器估计来获取,提高质心侧偏角的估计精度将有助于车辆控制理论的研究。文中针对分布式纯电动汽车非线性、非高斯的行驶特点和四轮独立控制的特点... 质心侧偏角是表征车辆稳定性和安全性的一个重要状态参数,该参数一般通过汽车行驶状态观测器估计来获取,提高质心侧偏角的估计精度将有助于车辆控制理论的研究。文中针对分布式纯电动汽车非线性、非高斯的行驶特点和四轮独立控制的特点,在自适应遗传粒子滤波算法的基础上,提出一种改进的粒子选择算法,并基于该算法设计了分布式纯电动汽车行驶状态观测器。采用车辆动力学估计与运动学估计相结合的方法,对汽车质心侧偏角进行估计。通过CarSim与MATLAB/Simulink对设定在典型工况下的车辆进行联合仿真分析,验证了采用该算法的观测器对质心侧偏角的估计具有更高的精度。 展开更多

关键词 分布驱动 质心侧偏角 粒子滤波算法 粒子选择

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基于改进粒子滤波算法的结构响应重构 被引量：2

10

作者 王宏强 彭珍瑞 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第6期31-37,共7页

针对有色噪声环境下的结构响应重构问题,提出一种基于改进粒子滤波算法的响应重构方法。首先在粒子群优化粒子滤波算法的基础上,引入权值的优化组合,以减缓粒子退化,从而提升粒子的多样性。然后将改进后的算法用于结构响应重构中,使用... 针对有色噪声环境下的结构响应重构问题,提出一种基于改进粒子滤波算法的响应重构方法。首先在粒子群优化粒子滤波算法的基础上,引入权值的优化组合,以减缓粒子退化,从而提升粒子的多样性。然后将改进后的算法用于结构响应重构中,使用有限的加速度响应对未知的速度及加速度响应进行重构。最后分别对二维桁架和简支梁进行数值模拟和试验验证,结果表明与标准粒子滤波算法和粒子群优化粒子滤波算法的响应重构方法相比,所提改进算法在有色噪声环境下的响应重构精度更高。 展开更多

关键词 振动与波 响应重构 粒子滤波算法 粒子群优化 权值组合 粒子多样性

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一种融合优化选择策略的差分粒子群算法 被引量：4

11

作者 张德华 郝昕源 +2 位作者 张妮娜 魏倩 刘英 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期218-227,共10页

针对粒子群算法进化后期种群多样性减少以及差分粒子群算法出现信息交流误差的问题,提出了一种融合优化选择策略的差分粒子群算法。首先构建了一个用于计算系统偏差的权值网络;其次,引入优化选择策略机制,使用适应度函数作为评价标准;最... 针对粒子群算法进化后期种群多样性减少以及差分粒子群算法出现信息交流误差的问题,提出了一种融合优化选择策略的差分粒子群算法。首先构建了一个用于计算系统偏差的权值网络;其次,引入优化选择策略机制,使用适应度函数作为评价标准;最后,利用系统偏差估计值配准目标传感器量测。在种群多样性和适应度测试中,这种算法种群多样性更加丰富,最优个体适应度值为2.0194×10^(-5);在非机动目标与机动目标测试中,这种算法在大约2 s之后就迅速收敛于真实偏差值附近,收敛时长最短为201.8 s,均方根误差值降低了10%以上。实验结果表明,该算法不仅有效地提高了种群的多样性,而且收敛速度和精度也有了较大的提升。 展开更多

关键词 系统偏差配准 权值网络 优化选择策略 差分粒子群算法

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特征融合的灰狼优化粒子滤波目标跟踪算法 被引量：4

12

作者 任红格 吴启隆 史涛 《现代电子技术》 2022年第1期40-44,共5页

针对传统粒子滤波算法在跟踪目标所处环境迁移,目标姿态变化和发生遮挡时容易出现跟踪框漂移现象,提出一种基于灰狼算法优化的粒子滤波跟踪方法(GWOPF)。首先,将全局特征HSV颜色特征和局部特征方向梯度直方图(HOG)特征加权融合建立观测... 针对传统粒子滤波算法在跟踪目标所处环境迁移,目标姿态变化和发生遮挡时容易出现跟踪框漂移现象,提出一种基于灰狼算法优化的粒子滤波跟踪方法(GWOPF)。首先,将全局特征HSV颜色特征和局部特征方向梯度直方图(HOG)特征加权融合建立观测模型;然后,用灰狼算法(GWO)优化粒子滤波算法结构,利用GWO位置更新机制改善粒子空间分布状况,在粒子重采样前进行权值自适应调节,解决原始粒子滤波方法采样时出现的粒子退化问题并优化滤波效果。实验结果表明,改进后的算法在具有挑战的Tiger和Girl视频序列中跟踪成功率分别达到了97.5%和95.0%,单帧处理时间缩短至24.6 ms和18.4 ms,具有较高的跟踪精度和良好的鲁棒性,能够应对跟踪目标发生旋转、部分遮挡等情况以及实时性要求。 展开更多

关键词 目标跟踪算法 粒子滤波 灰狼优化算法 特征融合 观测模型 权值自适应调节

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基于改进混合算法优化RBF网络的滤波器建模 被引量：3

13

作者 南敬昌 陆亚男 高明明 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2018年第7期1329-1336,共8页

为构建精确的微带线滤波器神经网络模型,提出一种结合自适应遗传算法和改进粒子群算法的混合算法。在自适应遗传算法中,构造二次型选择策略以提高优秀个体的复制概率,加快收敛到初始全局最优解;利用粒子群算法良好的局部搜索能力,在标... 为构建精确的微带线滤波器神经网络模型,提出一种结合自适应遗传算法和改进粒子群算法的混合算法。在自适应遗传算法中,构造二次型选择策略以提高优秀个体的复制概率,加快收敛到初始全局最优解;利用粒子群算法良好的局部搜索能力,在标准粒子群算法的位置迭代公式中引入高斯扰动项,以克服收敛速度慢和早熟收敛的缺点,提高搜索全局最优解的可能性。通过对测试函数仿真,验证改进算法的可行性。最后将混合算法用于优化神经网络参数,建立平行耦合微带线滤波器模型。结果表明,滤波器参数S21和S11的均方根误差至少减小18.22%与12.68%,微带滤波器建模精度得到提高,验证了该算法对滤波器建模的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 平行耦合微带线滤波器 选择策略 高斯扰动 RBF神经网络 行为建模 遗传粒子群算法

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多特征融合的优化粒子滤波红外目标跟踪 被引量：8

14

作者 李蔚 李辉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期35-40,共6页

针对粒子滤波重采样中粒子贫化问题,采用了权值选择的优化方法,对每个粒子的权值进行排序,选取其中权值较大的粒子参与跟踪估计,使权值较小的粒子有机会参与下一状态的估计,保证参与状态估计的大部分粒子具有多样性,有效克服粒子贫化现... 针对粒子滤波重采样中粒子贫化问题,采用了权值选择的优化方法,对每个粒子的权值进行排序,选取其中权值较大的粒子参与跟踪估计,使权值较小的粒子有机会参与下一状态的估计,保证参与状态估计的大部分粒子具有多样性,有效克服粒子贫化现象。为了进一步提高跟踪性能,根据红外目标成像特点,融合目标梯度特征和灰度特征建立观测模型,并根据置信度实时调整每个特征对跟踪结果的影响,且自适应更新模板。经仿真验证,红外目标在复杂背景或遇到遮挡情况下,该算法能够精确鲁棒地跟踪目标。 展开更多

关键词 多特征 粒子滤波 红外目标 权值选择 抗遮挡

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基于围猎改进哈里斯鹰优化的粒子滤波方法 被引量：10

15

作者 李冀 周战洪 +2 位作者 贺红林 刘文光 李怡庆 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期2284-2292,共9页

针对标准粒子滤波过程的权值退化和样本贫化问题,该文结合融入围猎策略的哈里斯鹰优化算法设计一种群智能优化粒子滤波方法(EHHOPF)。首先,引入围猎策略替代哈里斯鹰优化算法全局搜索策略以适配粒子滤波环境;其次,采用Sigmoid函数构建... 针对标准粒子滤波过程的权值退化和样本贫化问题,该文结合融入围猎策略的哈里斯鹰优化算法设计一种群智能优化粒子滤波方法(EHHOPF)。首先,引入围猎策略替代哈里斯鹰优化算法全局搜索策略以适配粒子滤波环境;其次,采用Sigmoid函数构建非线性猎物逃逸能量平衡算法的探索阶段和开发阶段;最后构建选择比例因子融合开发阶段捕猎策略并采用非线性猎物跳跃强度保证算法收敛效率。仿真结果表明,与标准粒子滤波以及磷虾算法、蝙蝠算法、布谷鸟算法、灰狼算法优化的粒子滤波方法相比,基于围猎改进哈里斯鹰优化的粒子滤波方法有效提升了系统状态估计精度、滤波稳定性和滤波实时性。 展开更多

关键词 粒子滤波 哈里斯鹰优化算法 权值退化 样本贫化

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基于BT-TVPF的变转速下轴承剩余寿命预测方法 被引量：1

16

作者 杨黎凯 张来斌 +2 位作者 何仁洋 段礼祥 张继旺 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1118-1125,共8页

变转速下滚动轴承劣化趋势严重,会导致滚动轴承的剩余寿命难以精准预测。针对这一问题,提出了一种基于基线转换(BT)和时变粒子滤波(TVPF)算法的滚动轴承剩余寿命预测方法。首先,提取了20个适用于变转速下滚动轴承振动信号的时频域特征,... 变转速下滚动轴承劣化趋势严重,会导致滚动轴承的剩余寿命难以精准预测。针对这一问题,提出了一种基于基线转换(BT)和时变粒子滤波(TVPF)算法的滚动轴承剩余寿命预测方法。首先,提取了20个适用于变转速下滚动轴承振动信号的时频域特征,并采用BT算法将特征值转换到基线速度下,降低了因变转速引起的过大波动性;然后,利用综合指标筛选了该特征,并使用核主成分分析方法进行了降维融合,构建了用以表征滚动轴承健康状态的最优指标;根据变转速下滚动轴承运行状态的动态变化情况,采用TVPF算法自适应选择了最优退化模型,并利用实时测试数据动态更新了模型参数,完成了滚动轴承剩余寿命精准预测;最后,设计了变转速下滚动轴承全寿命加速实验,对该方法的有效性进行了验证。研究结果表明:和传统模型相比,该方法预测误差降低了39%以上。该方法可以为变转速的工业设备滚动轴承寿命预测提供新的解决思路。 展开更多

关键词 滚动轴承 基线转换算法 时变粒子滤波算法 退化模型构建 健康指标构建 特征选择与降维

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基于改进WKNN的蓝牙室内定位方法 被引量：6

17

作者 沈天盛 陈文莹 +3 位作者 朱彬斌 王燕 周勇良 艾青 《现代电子技术》 2023年第10期11-16,共6页

大型商超、地下停车场等公共场所对室内定位的需求迫切,而GPS定位技术无法实现室内定位。针对传统定位算法定位精度低的问题,文中提出一种基于改进WKNN的蓝牙室内定位方法。首先构建欧氏距离与曼哈顿距离融合的相似度度量函数,改进权值... 大型商超、地下停车场等公共场所对室内定位的需求迫切,而GPS定位技术无法实现室内定位。针对传统定位算法定位精度低的问题,文中提出一种基于改进WKNN的蓝牙室内定位方法。首先构建欧氏距离与曼哈顿距离融合的相似度度量函数,改进权值的计算方法;在此基础上,针对偏差较大的跳跃点以及长时间连续定位采集数据量庞大的特点,提出一种基于粒子群的滤波算法,使预测轨迹更贴近真实轨迹。实验结果表明:与传统WKNN算法相比,所提方法定位精度提高约40 cm;相比传统的卡尔曼滤波,基于粒子群的滤波算法可以进一步将定位精度提高约4 cm。 展开更多

关键词 蓝牙室内定位 WKNN算法 权值计算 粒子群滤波 算法流程 实验分析

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