针对农业温室环境中,由于超宽带(Ultra-wideband,UWB)定位技术干扰免疫差和统计特性未知而面临定位精度不足的问题,本文提出一种基于改进自适应卡尔曼滤波(Improved adaptive Kalman filter,IAKF)算法的UWB定位技术。首先,引入异常检测...针对农业温室环境中,由于超宽带(Ultra-wideband,UWB)定位技术干扰免疫差和统计特性未知而面临定位精度不足的问题,本文提出一种基于改进自适应卡尔曼滤波(Improved adaptive Kalman filter,IAKF)算法的UWB定位技术。首先,引入异常检测机制,以识别滤波过程中的发散现象;进而,通过实时更新量测噪声协方差矩阵,抑制滤波发散,在噪声强波动情况下增强算法适应性;同时,开展3种不同环境噪声下仿真定位试验,对比分析UWB、IAKF、自适应卡尔曼滤波(Adaptive Kalman filter,AKF)及卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)算法性能。仿真结果表明,IAKF算法展现出更强的适应性及鲁棒性。以自主开发农用履带车辆为定位载体,于农业温室环境中开展UWB定位试验。试验结果表明,温室环境中,履带车辆在视距(Line of sight,LOS)和非视距(Non line of sight,NLOS)场景下,较AKF和KF算法,IAKF算法定位精度分别提高22.2%、13.0%和20.0%、15.4%。展开更多
锁频环(frequency-locked loop,FLL)能够快速准确地获取电网的电压和频率信息,被广泛应用于电网同步。当前FLL参数调节在不同性能之间需折中处理,难以获得期望的动态响应。该文提出一种可采用标准化滤波器设计方法的锁频环技术。首先,...锁频环(frequency-locked loop,FLL)能够快速准确地获取电网的电压和频率信息,被广泛应用于电网同步。当前FLL参数调节在不同性能之间需折中处理,难以获得期望的动态响应。该文提出一种可采用标准化滤波器设计方法的锁频环技术。首先,利用小信号模型,设计能够解耦前置滤波器动态的频率观测环,从而使频率观测环内可独立设计滤波器,实现锁频环滤波的同时,灵活设计滤波参数。该方法能在简化计算量的同时提高滤波能力,并能观测频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)。最后,该文给出高阶低通滤波器(high-order low-pass filter,HOLPF)以及移动平均滤波器(moving average filter,MAF)两种设计方案,采用MATLAB/Simulink仿真及实验验证所提灵活动态FLL的有效性及正确性。展开更多
针对卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer, TWSTFT)存在周日效应、短期稳定度不高的问题,通过引入基于注意力机制的Transformer权值矩阵,利用Vondrak-Cepek组合滤波的方法将中国科学院国家授时中心(Nat...针对卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer, TWSTFT)存在周日效应、短期稳定度不高的问题,通过引入基于注意力机制的Transformer权值矩阵,利用Vondrak-Cepek组合滤波的方法将中国科学院国家授时中心(National Time Service Center, NTSC)、德国物理技术研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB)之间的TWSTFT和全球定位系统(Global Positioning System, GPS)P3码共视法的时间比对链路进行融合,分析融合前后链路的性能指标并与没有周日效应、短期稳定度高的GPS精密单点定位(GPS precise point positioning, GPS PPP)时间比对参考链路进行比较。结果表明,引入注意力机制权值的Vondrak-Cepek组合滤波融合方法与参考链路GPS PPP的标准差为0.310 9 ns,具有改善TWSTFT周日效应、提升链路整体稳定性的作用。展开更多
文摘针对农业温室环境中,由于超宽带(Ultra-wideband,UWB)定位技术干扰免疫差和统计特性未知而面临定位精度不足的问题,本文提出一种基于改进自适应卡尔曼滤波(Improved adaptive Kalman filter,IAKF)算法的UWB定位技术。首先,引入异常检测机制,以识别滤波过程中的发散现象;进而,通过实时更新量测噪声协方差矩阵,抑制滤波发散,在噪声强波动情况下增强算法适应性;同时,开展3种不同环境噪声下仿真定位试验,对比分析UWB、IAKF、自适应卡尔曼滤波(Adaptive Kalman filter,AKF)及卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)算法性能。仿真结果表明,IAKF算法展现出更强的适应性及鲁棒性。以自主开发农用履带车辆为定位载体,于农业温室环境中开展UWB定位试验。试验结果表明,温室环境中,履带车辆在视距(Line of sight,LOS)和非视距(Non line of sight,NLOS)场景下,较AKF和KF算法,IAKF算法定位精度分别提高22.2%、13.0%和20.0%、15.4%。
文摘锁频环(frequency-locked loop,FLL)能够快速准确地获取电网的电压和频率信息,被广泛应用于电网同步。当前FLL参数调节在不同性能之间需折中处理,难以获得期望的动态响应。该文提出一种可采用标准化滤波器设计方法的锁频环技术。首先,利用小信号模型,设计能够解耦前置滤波器动态的频率观测环,从而使频率观测环内可独立设计滤波器,实现锁频环滤波的同时,灵活设计滤波参数。该方法能在简化计算量的同时提高滤波能力,并能观测频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)。最后,该文给出高阶低通滤波器(high-order low-pass filter,HOLPF)以及移动平均滤波器(moving average filter,MAF)两种设计方案,采用MATLAB/Simulink仿真及实验验证所提灵活动态FLL的有效性及正确性。
文摘针对卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer, TWSTFT)存在周日效应、短期稳定度不高的问题,通过引入基于注意力机制的Transformer权值矩阵,利用Vondrak-Cepek组合滤波的方法将中国科学院国家授时中心(National Time Service Center, NTSC)、德国物理技术研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB)之间的TWSTFT和全球定位系统(Global Positioning System, GPS)P3码共视法的时间比对链路进行融合,分析融合前后链路的性能指标并与没有周日效应、短期稳定度高的GPS精密单点定位(GPS precise point positioning, GPS PPP)时间比对参考链路进行比较。结果表明,引入注意力机制权值的Vondrak-Cepek组合滤波融合方法与参考链路GPS PPP的标准差为0.310 9 ns,具有改善TWSTFT周日效应、提升链路整体稳定性的作用。
