基于Riccati方程的时滞不确定性系统鲁棒H_∞滤波器设计 被引量：1

1

作者 蔡云泽 何星 +1 位作者 张卫东 许晓鸣 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期935-938,共4页

研究含有状态时滞的参数不确定性系统的鲁棒 H∞ 滤波器设计问题 ,其中系统的参数不确定性是时变和模有界的 .针对连续系统和离散系统两种情况 ,以时滞系统的鲁棒稳定性引理为基础 ,利用修正的 Riccati型不等式推导了使得滤波系统 H∞ ... 研究含有状态时滞的参数不确定性系统的鲁棒 H∞ 滤波器设计问题 ,其中系统的参数不确定性是时变和模有界的 .针对连续系统和离散系统两种情况 ,以时滞系统的鲁棒稳定性引理为基础 ,利用修正的 Riccati型不等式推导了使得滤波系统 H∞ 范数满足指定要求的滤波器存在的充分条件 ,并且通过两个代数 Riccati方程的正定解参数化表示了该滤波器 . 展开更多

关键词 鲁棒控制 滤波器 时滞 不确定性 riccati方程

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状态相关Riccati法和低通滤波器的励磁控制器设计 被引量：1

2

作者 于紫南 薛文博 +1 位作者 费玉琢 文静 《水电能源科学》 北大核心 2012年第6期191-193,186,共4页

针对原有控制器无法实时反映系统状态变化的情况,根据单机无穷大系统模型推导了以机端电压、转速和电磁功率偏差为状态变量的线性时变模型,建立了含有状态量的线性相关Riccati方程,通过判定、求解得到对应的时变最优解,为保证全局的稳定... 针对原有控制器无法实时反映系统状态变化的情况,根据单机无穷大系统模型推导了以机端电压、转速和电磁功率偏差为状态变量的线性时变模型,建立了含有状态量的线性相关Riccati方程,通过判定、求解得到对应的时变最优解,为保证全局的稳定性,加入低通滤波器滤除部分奇异解,在Matlab\Simulink中搭建了单机无穷大系统,仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 线性时变模型 状态相关riccati方程 低通滤波器 单机无穷大系统

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星间测量自主导航改进状态相关黎卡提方程滤波 被引量：4

3

作者 张艾 李勇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1-10,共10页

针对分布式卫星系统的应用需求,研究基于星间相对位置矢量测量的自主导航滤波算法问题。为了解决扩展卡尔曼滤波(EKF)对能观度不敏感的问题,提高滤波精度,减少计算量,推导了基于状态相关黎卡提方程滤波(SDREF)的导航算法,并定义了一种... 针对分布式卫星系统的应用需求,研究基于星间相对位置矢量测量的自主导航滤波算法问题。为了解决扩展卡尔曼滤波(EKF)对能观度不敏感的问题,提高滤波精度,减少计算量,推导了基于状态相关黎卡提方程滤波(SDREF)的导航算法,并定义了一种新的在线反映能观性程度的特征量,提出了基于该特征量对滤波增益阵进行在线调整的方法,构成改进的状态相关黎卡提方程滤波(MSDREF)。数学仿真表明,MSDREF的计算量约为EKF的13%,稳态误差约为EKF的21%。 展开更多

关键词 自主导航 分布式卫星系统 能观性 卡尔曼滤波 状态相关黎卡提方程滤波

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基于自适应Kalman滤波的输油管道状态估计 被引量：4

4

作者 宫敬 才建 +1 位作者 李晓平 宋生奎 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期129-133,共5页

通过离散化输油管道瞬变流动控制方程,基于扩展Kalman滤波方法,用带有未知时变噪声统计的虚拟噪声补偿线性化模型误差,构造了鲁棒自适应Kalman滤波器,以进出口压力及站间测量点为系统的输入与输出向量,对输油管道进行状态估计,并将状态... 通过离散化输油管道瞬变流动控制方程,基于扩展Kalman滤波方法,用带有未知时变噪声统计的虚拟噪声补偿线性化模型误差,构造了鲁棒自适应Kalman滤波器,以进出口压力及站间测量点为系统的输入与输出向量,对输油管道进行状态估计,并将状态估计结果与实际运行采集数据进行对比。结果表明,该滤波器迭代收敛速度较快,其误差控制在3%以内。 展开更多

关键词 管道 状态估计 自适应Kalman滤波 状态方程 分布参数系统

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卡尔曼滤波在精密机床装配过程误差状态估计中的应用 被引量：1

5

作者 周强 刘志刚 +2 位作者 洪军 郭俊康 刘鹏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期97-103,共7页

针对精密机床装配偏差控制问题,在借鉴多工位装配中薄壁件装配偏差控制方法的基础上,建立了精密机床装配过程中偏差传递的状态空间模型,并提出了一种利用卡尔曼滤波实现对装配误差进行最优估计的新方法。首先,根据机床结构建立基准传递... 针对精密机床装配偏差控制问题,在借鉴多工位装配中薄壁件装配偏差控制方法的基础上,建立了精密机床装配过程中偏差传递的状态空间模型,并提出了一种利用卡尔曼滤波实现对装配误差进行最优估计的新方法。首先,根据机床结构建立基准传递链,将零件关键特征在基础坐标系中位姿误差定义为状态变量,引入状态空间方程描述装配过程中的偏差传递,实现对装配工艺过程的数学表达。然后,基于状态空间模型,将当前装入零件加工误差作为系统输入误差,以当前装配步的测量结果为观测值,通过卡尔曼滤波计算装配误差最优估计值以及相应协方差矩阵,实现装配过程中装配误差的估计。最后,应用该方法对精密坐标镗床装配过程进行计算,结果表明:与传统公差分析计算方差相比,经过卡尔曼滤波计算得到最终装配状态估计误差的方差减小了63%,说明该方法用于评价装配过程中偏差累积是有效的,能为优化装配工艺和机床装配调整工艺提供有效指导。 展开更多

关键词 卡尔曼滤波 机床装配 偏差传递 状态空间方程

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基于微分Riccati方程解的非线性指数型降维观测器 被引量：2

6

作者 朱芳来 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期12-15,共4页

在一微分Riccati方程有正定解的前提下,通过坐标变换方法对该类系统提出了一种指数型降维观测器设计方法,该观测器的增益矩阵取决于微分Riccati方程的正定解.通过对一实际模型的仿真分析,表明所提出的指数型降维观测器具有较好的状态估... 在一微分Riccati方程有正定解的前提下,通过坐标变换方法对该类系统提出了一种指数型降维观测器设计方法,该观测器的增益矩阵取决于微分Riccati方程的正定解.通过对一实际模型的仿真分析,表明所提出的指数型降维观测器具有较好的状态估计性能. 展开更多

关键词 微分 正定解 riccati方程 指数 坐标变换 降维观测器 状态估计 增益矩阵 系统 设计方法

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Riccati方程最大解的一个重要定理

7

作者 谌颖 倪茂林 《航天控制》 CSCD 北大核心 1991年第4期7-12,共6页

Riccati 方程在最优控制和滤波理论中起着非常重要的作用。最近,Kawasaki 和 Shimereura 引用了 Riccati 方程最大解的一个性质,但他们的证明是不正确的。本文对这个问题做了进一步研究,并提出和证明了 Riccati 方程最大解的一个重要定理。

关键词 最佳控制 滤波 riccati方程

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低压低功耗阶跃增益对数域电流模滤波器的状态空间设计方法 被引量：3

8

作者 王晓宇 杨海钢 +2 位作者 尹韬 刘飞 李凡阳 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2012年第7期18-22,共5页

本文提出了一种基于状态空间方程理论的阶跃增益对数域CMOS电流模滤波器设计新方法,并构建了构成阶跃增益对数域高阶滤波器的基本状态方程及其对应的基本电路单元.可简化电路设计,易于实现电路优化;MOS管工作在亚域值区,低电压低功耗;... 本文提出了一种基于状态空间方程理论的阶跃增益对数域CMOS电流模滤波器设计新方法,并构建了构成阶跃增益对数域高阶滤波器的基本状态方程及其对应的基本电路单元.可简化电路设计,易于实现电路优化;MOS管工作在亚域值区,低电压低功耗;电路中间变量可观测,可实现阶跃增益及可调带宽.采用该方法,实现了一款基于0.35μm工艺的二阶CMOS对数域电路,工作电压1.4V,功耗15μW,电路面积150×160μm2. 展开更多

关键词 对数域滤波 阶跃增益 带宽可调 状态空间方程

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基于卡尔曼滤波的电力系统运行状态实时监测

9

作者 郭亚峰 杨卫卫 乌大鹏 《通信电源技术》 2023年第18期68-70,共3页

在监测电力系统运行状态时,监测数据与电力系统的实时数据存在异步问题,导致监测结果的精度偏低,因此提出基于卡尔曼滤波的电力系统运行状态实时监测方法。在对电力系统数据进行同步处理时,引入了卡尔曼滤波器,从噪声污染的电力系统运... 在监测电力系统运行状态时,监测数据与电力系统的实时数据存在异步问题,导致监测结果的精度偏低,因此提出基于卡尔曼滤波的电力系统运行状态实时监测方法。在对电力系统数据进行同步处理时,引入了卡尔曼滤波器,从噪声污染的电力系统运行状态数据中分离出目标电力系统运行状态数据,并构建了对应的目标电力系统运行状态数据状态方程和观测方程。在电力系统运行状态监测阶段,引入神经网络对电力系统的同步误差分析结果进行深度学习,以此实现对监测结果的有效补偿,实现精准监测。在测试结果中,设计方法对于电力系统最大输入电压监测结果与设置值的误差始终稳定在1.0 V以内,具有较高的稳定性和准确性。 展开更多

关键词 卡尔曼滤波 电力系统运行状态 实时监测 同步处理 观测方程

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一种基于激光测距仪测距信息的新滤波算法 被引量：2

10

作者 王蒙一 江涌 《现代防御技术》 北大核心 2009年第5期49-53,58,共6页

针对动能拦截器在大气层外完成反导任务的末制导滤波问题,利用激光测距仪的测距信息与导引头的测角信息,设计了一种非线性θ-D滤波算法。分析了这种滤波算法在实际应用中的一些问题,包括避免滤波发散的条件,权重系数阵的取值等。通过仿... 针对动能拦截器在大气层外完成反导任务的末制导滤波问题,利用激光测距仪的测距信息与导引头的测角信息,设计了一种非线性θ-D滤波算法。分析了这种滤波算法在实际应用中的一些问题,包括避免滤波发散的条件,权重系数阵的取值等。通过仿真验证,该滤波算法的精度高于工程上常用的α-β衰减记忆滤波。在该滤波算法的基础上,可以得到更精确的弹目相对运动信息,为进一步设计更先进的导引律提供了基础。 展开更多

关键词 θ-D滤波算法 激光测距仪 状态riccati方程滤波 动能拦截器 最优估计

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一类非线性状态观测器的设计 被引量：7

11

作者 王占山 张化光 +1 位作者 黎明 冯健 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1025-1028,共4页

针对满足Lipschitz条件的非线性系统,构造了非线性状态观测器·对基于代数Riccati方程设计状态观测器增益阵的方法进行了仿真研究,针对求解代数Riccati方程需要不断调整参数而给求解问题带来的不便,采用线性矩阵不等式改进了状态观... 针对满足Lipschitz条件的非线性系统,构造了非线性状态观测器·对基于代数Riccati方程设计状态观测器增益阵的方法进行了仿真研究,针对求解代数Riccati方程需要不断调整参数而给求解问题带来的不便,采用线性矩阵不等式改进了状态观测器增益阵的选取方法,通过与两种不同构造形式的基于代数Riccati方程的观测器增益阵的求解方法的比较,仿真结果验证了基于线性矩阵不等式所构造的状态观测器增益矩阵的有效性,其比基于代数Riccati方程的方法具有更小的保守性,而且求解更加简便·最后讨论了Lipschitz常数对系统抗干扰能力的影响· 展开更多

关键词 非线性系统 状态观测器 线性矩阵不等式 LIPSCHITZ条件 riccati方程 干扰抑制

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应用卡尔曼滤波识别微地震信号 被引量：6

12

作者 宋维琪 何欣 吕世超 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2009年第A01期34-38,共5页

本文在讨论卡尔曼滤波方法基础上,设计了微地震卡尔曼滤波的实现算法。在讨论裂缝产生微地震波传播的过程中,通过微地震波在地层中传播吸收衰减等因素影响分析,建立了适于微地震波传播的状态方程。针对微地震波传播过程中各种噪声的特点... 本文在讨论卡尔曼滤波方法基础上,设计了微地震卡尔曼滤波的实现算法。在讨论裂缝产生微地震波传播的过程中,通过微地震波在地层中传播吸收衰减等因素影响分析,建立了适于微地震波传播的状态方程。针对微地震波传播过程中各种噪声的特点,研究了噪声的变化规律。就卡尔曼滤波中两类噪声方差初始估计问题,在假定噪声和信号不相关的条件下,研究了状态变量基于观测值无偏估计理论后,给出了观测初始噪声方差估计方法和与状态变量有关的输入噪声方差的估计方法。通过理论模型和实际资料进行处理、验证分析,证明方法可行。 展开更多

关键词 微地震 状态方程 噪声分析 卡尔曼滤波 算法设计

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H_∞滤波和自适应卡尔曼滤波在消除重力异常畸变中的对比研究 被引量：6

13

作者 赵池航 周百令 胡斌宗 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期34-38,共5页

为了有效地消除重力异常畸变对海洋重力仪测量精度的影响,得到更高精度的重力异常测量值,根据随机过程理论,分析了重力异常状态方程,并对H∞滤波算法和自适应卡尔曼滤波算法进行了理论对比分析,将其应用到消除重力异常畸变系统中。为了... 为了有效地消除重力异常畸变对海洋重力仪测量精度的影响,得到更高精度的重力异常测量值,根据随机过程理论,分析了重力异常状态方程,并对H∞滤波算法和自适应卡尔曼滤波算法进行了理论对比分析,将其应用到消除重力异常畸变系统中。为了避免滤波发散,自适应卡尔曼滤波采用降阶的Sage-Husa算法。理论分析和仿真实验表明:H∞滤波算法和自适应卡尔曼滤波算法都具有较好的滤波收敛特性,并能在一定程度上有效地消除重力异常畸变对重力异常测量精度的影响,但自适应卡尔曼滤波的性能优于H∞滤波。 展开更多

关键词 H∞滤波 自适应卡尔曼滤波 重力异常畸变 海洋重力仪 测量精度 重力异常状态方程

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视景仿真环境下基于卡尔曼滤波的运动目标航迹预测方法 被引量：6

14

作者 张萍萍 孙永侃 李雪飞 《兵工自动化》 2013年第5期40-42,45,共4页

在视景仿真环境下,需要对运动目标的航迹进行预测。为满足运动目标状态的高更新频率的需求,采用卡尔曼滤波对目标航迹进行校正和预测。建立运动目标的线性状态方程和观测方程,给出最小均方误差意义下的最优预测结果,采用建立的卡尔曼滤... 在视景仿真环境下,需要对运动目标的航迹进行预测。为满足运动目标状态的高更新频率的需求,采用卡尔曼滤波对目标航迹进行校正和预测。建立运动目标的线性状态方程和观测方程,给出最小均方误差意义下的最优预测结果,采用建立的卡尔曼滤波模型,对收到的原始目标运动数据进行航迹预测,预测拟合后的运动轨迹在东向、北向和高度3个方向上均实现了与原始数据的精准拟合。仿真结果表明:该方法能满足视景仿真环境下运动目标的航迹预测的精度需求,为水面舰艇作战指挥提供直观可靠的决策依据。 展开更多

关键词 视景仿真 航迹预测 卡尔曼滤波 状态方程 观测方程 均方误差

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一种参数不确定性系统的鲁棒状态估计方法 被引量：1

15

作者 蔡云泽 何星 +1 位作者 许晓鸣 张卫东 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期1143-1145,共3页

研究具有时变和模有界的参数不确定性系统的状态估计问题 .针对目前鲁棒状态估计中不确定性参数仅出现于状态矩阵和输出矩阵的问题 ,介绍了一种系统状态方程和输出方程的所有矩阵中都含有不确定性参数的状态估计算法 .该算法通过求解两... 研究具有时变和模有界的参数不确定性系统的状态估计问题 .针对目前鲁棒状态估计中不确定性参数仅出现于状态矩阵和输出矩阵的问题 ,介绍了一种系统状态方程和输出方程的所有矩阵中都含有不确定性参数的状态估计算法 .该算法通过求解两个代数 Riccati方程的正定解 ,得到了使得估计过程二次稳定的状态估计器 .此算法不但经过了理论证明 。 展开更多

关键词 参数有确定性系统 鲁棒状态估计 riccati方程 状态矩阵 输出矩阵 滤波估计

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基于卡尔曼滤波的海上地震勘探导航定位算法 被引量：14

16

作者 易昌华 方守川 曹国发 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期17-21,164+167-168,共5页

本文分析了海上地震勘探船的导航定位系统及数据同步采集的特点,提出利用卡尔曼滤波技术建立表征海上勘探船运动特性的数学模型,通过GPS设备输出的时间更新和位置测量更新,预测下一时段内勘探船定位网络的解,以此确定勘探船的位置及其... 本文分析了海上地震勘探船的导航定位系统及数据同步采集的特点,提出利用卡尔曼滤波技术建立表征海上勘探船运动特性的数学模型,通过GPS设备输出的时间更新和位置测量更新,预测下一时段内勘探船定位网络的解,以此确定勘探船的位置及其与地震勘探设计航迹的相对关系等信息。在海上现场实际应用的效果表明,本文算法的预测结果与实测结果非常接近。 展开更多

关键词 导航定位 海上地震勘探 卡尔曼滤波 综合导航系统 状态方程 预测精度

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Kalman滤波在雷达系统中的应用 被引量：2

17

作者 王立辉 申卯兴 +1 位作者 赵海洲 吴文洲 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S3期584-586,共3页

分析了卡尔曼滤波的原理及方法,给出卡尔曼滤波技术主要解决的典型模型,对卡尔曼滤波自适应技术进行了探讨,将其应用到某型制导雷达目标航迹预测中,将外推航迹与校飞试验航迹数据进行拟合分析,误差很好的落在允许范围内。

关键词 KALMAN滤波 自适应 状态方程 观测方程

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二阶段H_∞滤波在捷联惯导/里程计组合导航系统中的应用 被引量：2

18

作者 赵洪松 缪玲娟 邵海俊 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期615-623,共9页

针对一类包含未知常值偏置的线性系统的状态估计问题,比如捷联惯导/里程计组合导航系统,由于扩展未知常值偏置为系统状态,导致系统状态维数比较高。当应用H∞滤波进行估计时,就会引起滤波算法的计算量大大增加,进而会影响其估计性能。... 针对一类包含未知常值偏置的线性系统的状态估计问题,比如捷联惯导/里程计组合导航系统,由于扩展未知常值偏置为系统状态,导致系统状态维数比较高。当应用H∞滤波进行估计时,就会引起滤波算法的计算量大大增加,进而会影响其估计性能。为了解决这个问题,将H$滤波问题转化为Krein空间下的求解某种二次型的最小值问题,而求解该最小值可以使用Kalman滤波来解决。因此,通过采用二阶段Kalman滤波理论,在Krein空间下建立了二阶段H∞滤波算法,将H$滤波中的高维矩阵计算解耦成并行的低维矩阵计算,有效地解决了高维矩阵计算所带来的数值计算问题,降低了计算量,并且该算法有利于硬件并行运算设计,为进一步提高算法执行速度提供了可能。通过在捷联惯导/里程计组合导航系统中的仿真实验,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 H∞滤波 二阶段Kalman滤波 状态估计 KREIN空间 riccati方程

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基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法 被引量：2

19

作者 张银辉 杨华波 +1 位作者 江振宇 张为华 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期94-99,共6页

针对参数不确定、外界干扰与测量噪声情况下飞行控制问题,提出一种基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法。基于状态相关的Riccati方程控制方法对飞行器俯仰通道非线性模型进行扩展线性化;引入基于通用扩张状态观测器的控制方法,设... 针对参数不确定、外界干扰与测量噪声情况下飞行控制问题,提出一种基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法。基于状态相关的Riccati方程控制方法对飞行器俯仰通道非线性模型进行扩展线性化;引入基于通用扩张状态观测器的控制方法,设计干扰补偿增益,实现对外界干扰的估计与补偿;通过在线解算状态相关矩阵及代数黎卡提方程,得出状态反馈增益与干扰补偿增益,实现对飞行器期望攻角的跟踪控制。与已有方法对比表明,所提方法不仅对系统模型不确定性与外界干扰具有较强的鲁棒性,而且在较大测量噪声情况下,其依然能够保证良好的跟踪控制效果,具有较强的工程应用价值。 展开更多

关键词 通用扩张状态观测器 状态相关的riccati方程 鲁棒飞行控制

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利用磁强计及微机械加速度计和陀螺的姿态估计扩展卡尔曼滤波器 被引量：32

20

作者 黄旭 王常虹 +1 位作者 伊国兴 王玉峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第2期27-30,34,共5页

提出了一种用于惯性测量组合(IMU)姿态估计的扩展卡尔曼滤波器。此滤波器的状态转移阵利用基于四元数的等效旋转矢量来计算姿态。等效旋转矢量法可以避免欧拉角的奇异问题,并能有效抑制不可交换误差。测量四元数是利用高斯-牛顿迭代法... 提出了一种用于惯性测量组合(IMU)姿态估计的扩展卡尔曼滤波器。此滤波器的状态转移阵利用基于四元数的等效旋转矢量来计算姿态。等效旋转矢量法可以避免欧拉角的奇异问题,并能有效抑制不可交换误差。测量四元数是利用高斯-牛顿迭代法解算以加速度计和磁强计输出数据为变量的方程组得出的。用从实际IMU 采集的数据对滤波器进行测试,并比较了带有滤波器和没有滤波器的结果。 展开更多

关键词 扩展卡尔曼滤波器 姿态估计 微机械加速度计 磁强计 高斯-牛顿迭代法 陀螺 惯性测量组合 状态转移阵 旋转矢量法 奇异问题 四元数 欧拉角 可交换 方程组 数据为 IMU 等效

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