基于改进连续-离散无迹卡尔曼滤波的水下航行器故障诊断 被引量：3

1

作者 徐德民 刘富樯 +1 位作者 张立川 崔荣鑫 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期756-760,共5页

针对连续非线性系统的参数估计问题,提出了改进的连续-离散无迹卡尔曼滤波算法。该算法结合系统状态和参数的估计均值和协方差阵,通过构建控制系统的无迹状态矩阵,并对无迹状态函数积分获得预测无迹状态阵,再经过均值解算和估计更新,获... 针对连续非线性系统的参数估计问题,提出了改进的连续-离散无迹卡尔曼滤波算法。该算法结合系统状态和参数的估计均值和协方差阵,通过构建控制系统的无迹状态矩阵,并对无迹状态函数积分获得预测无迹状态阵,再经过均值解算和估计更新,获得参数的估计值。然后,针对水下航行器连续非线性控制系统的故障诊断问题,将水下航行器执行机构的故障,以比例系数和附加参数的形式表达在控制系统的状态空间方程中,通过采用改进的连续-离散无迹卡尔曼滤波算法,估计故障数据,实现执行机构的故障诊断。最后,在水下航行器回坞仿真实验中,采用该算法有效估计出执行机构故障,验证了算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 水下航行器 故障诊断 扩展卡尔曼滤波 无迹卡尔曼滤波 连续-离散无迹卡尔曼滤波

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卡尔曼滤波算法在船用雷达运动目标跟踪滤波器中的应用 被引量：1

2

作者 赵明冬 王继红 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第2X期103-105,共3页

首先介绍离散卡尔曼滤波的系统模型并进行理论分析,在观测噪声矢量是白噪声的情况下设计船用雷达运动目标跟踪滤波器,然后模拟实际海面跟踪目标来获得发送端数据进行滤波器的性能仿真。实验结果表明,当观测噪声协方差矩阵和实际的噪声... 首先介绍离散卡尔曼滤波的系统模型并进行理论分析,在观测噪声矢量是白噪声的情况下设计船用雷达运动目标跟踪滤波器,然后模拟实际海面跟踪目标来获得发送端数据进行滤波器的性能仿真。实验结果表明,当观测噪声协方差矩阵和实际的噪声协方差矩阵相近时,卡尔曼滤波器具有滤波精准度高、收敛速度适中及稳定性强等优点。 展开更多

关键词 离散卡尔曼滤波 目标跟踪 噪声协方差矩阵

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矿用机械发电机转子变频转速闭环自动控制

3

作者 申利燕 郑丽君 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期250-255,共6页

由于矿井区域环境复杂,机械发电机转子的动力学行为通常是非线性且耦合干扰严重。为了解决该问题,以凸理论为基础的控制方法需要大量借助采集的实时信号特征,这就导致控制过程很容易受到采集信息环境的影响,无法闭环控制。导致系统不稳... 由于矿井区域环境复杂,机械发电机转子的动力学行为通常是非线性且耦合干扰严重。为了解决该问题,以凸理论为基础的控制方法需要大量借助采集的实时信号特征,这就导致控制过程很容易受到采集信息环境的影响,无法闭环控制。导致系统不稳定,使得转速控制效果不佳。为此,提出矿用机械发电机转子变频转速闭环自动控制。通过采集的信息,融合离散卡尔曼滤波方法通过预测和更新的循环过程,有效去除外接环境噪声和干扰,准确、稳定地估计矿用机械发电机转子转速;通过小脑神经网络对发电机转子的动力学行为进行学习和预测,进而提供不受干扰的前馈控制信号来补偿由动力学行为复杂性和干扰因素引起的转速偏差,PI控制器则基于转速估计值与给定转子转速的偏差值,通过调整控制参数,不在完全依靠外部采集信息,实现对发电机转子的闭环控制。实验结果表明:所提方法的发电机转子变频转速闭环控制精度更高、整体应用效果更好。 展开更多

关键词 矿用机械发电机 离散卡尔曼滤波 PI控制器 转子转速 闭环控制

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离散Kalman滤波器的UML建模与实现

4

作者 雷文华 《现代电子技术》 2011年第22期31-34,共4页

离散卡尔曼滤波器的理论比较抽象。为了能较直观地理解离散卡尔曼滤波器,采用面向对象分析的方法对离散卡尔曼滤波器的具体实现过程进行了UML建模,给出了离散卡尔曼滤波器的用例图、类图、时序图和活动图,使得比较抽象的卡尔曼滤波过程... 离散卡尔曼滤波器的理论比较抽象。为了能较直观地理解离散卡尔曼滤波器,采用面向对象分析的方法对离散卡尔曼滤波器的具体实现过程进行了UML建模,给出了离散卡尔曼滤波器的用例图、类图、时序图和活动图,使得比较抽象的卡尔曼滤波过程变得直观、形象、易于理解,并且适合于实际编程实现。通过Matlab语言编程实现了一个具体实验的离散卡尔曼滤波算法,给出了卡尔曼滤波器的程序代码,实现的滤波达到了预期的效果。该算法对工程技术上具体实现离散卡尔曼滤波器的编程有一定的参考价值。 展开更多

关键词 离散卡尔曼滤波器 建模 UML MATLAB

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无陀螺惯性测量系统角速度估计算法 被引量：5

5

作者 杨杰 史震 +1 位作者 岳鹏 程子健 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期25-28,共4页

针对无陀螺惯性测量系统中角速度解算的难题,文中在分析目前常用角速度解算方案优缺点的基础上,根据Kalman状态估计理论,建立了新的不局限于某种加速度计配置方式的系统状态方程和观测方程模型,推导出了带控制项和系统干扰噪声的限定记... 针对无陀螺惯性测量系统中角速度解算的难题,文中在分析目前常用角速度解算方案优缺点的基础上,根据Kalman状态估计理论,建立了新的不局限于某种加速度计配置方式的系统状态方程和观测方程模型,推导出了带控制项和系统干扰噪声的限定记忆Kalman状态估计公式,通过一种九加速度计配置方式,对该估计算法进行了仿真验证,仿真结果表明该算法能有效地提高角速度解算的精度,避免了其他角速度解算方案误差发散和小角度符号判断难题。 展开更多

关键词 无陀螺 角速度 离散卡尔曼 状态估计 限定记忆滤波

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多敏感器联邦SSUKF融合姿态确定算法 被引量：2

6

作者 范春石 张高飞 +2 位作者 孙剑 孟子阳 尤政 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期21-27,80,共8页

针对四元数姿态估计问题,提出了一种分布式非线性滤波融合结构。通过引入基于超球面分布采样点变换(SSUT)技术的无迹卡尔曼滤波算法(SSUKF),以较低的计算量实现了高数据更新率、高精度的非线性滤波,并通过融合重构,保障系统无间断可靠工... 针对四元数姿态估计问题,提出了一种分布式非线性滤波融合结构。通过引入基于超球面分布采样点变换(SSUT)技术的无迹卡尔曼滤波算法(SSUKF),以较低的计算量实现了高数据更新率、高精度的非线性滤波,并通过融合重构,保障系统无间断可靠工作,不受敏感器故障、视场盲区等因素影响。应用该算法对陀螺、磁强计、太阳敏感器、星敏感器构成的系统进行了具体设计并开展仿真研究,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 姿态确定 超球面分布采样点变换 离散卡尔曼滤波 信息融合 故障诊断

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辅助控制点下快鸟影像定位求解及其精度分析 被引量：2

7

作者 刘春 展昀 吴杭彬 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期983-988,共6页

结合上海地区城市快鸟(QuickBird)高分辨率卫星影像,简述高分辨率影像定位中的通用传感器模型,有理多项式系数模型(RPC).通过在影像上选取均匀分布的50个地面控制点,运用正则化最小二乘迭代法计算得出RPC.然后分2种情况对求解出的PRC改... 结合上海地区城市快鸟(QuickBird)高分辨率卫星影像,简述高分辨率影像定位中的通用传感器模型,有理多项式系数模型(RPC).通过在影像上选取均匀分布的50个地面控制点,运用正则化最小二乘迭代法计算得出RPC.然后分2种情况对求解出的PRC改正,即当同时具有原始地面控制点(GCP)和辅助GCP时,应用正则化批处理最小二乘迭代法(BILSR)来改正RPC系数,而当只有辅助GCP时,则使用增量离散卡尔曼滤波方法(IDKF)来改正RPC精度.最后利用40个检测点,设计多种方案的实验并进行分析,以此为基础对BILSR和IDKF法的可行性进行了对比分析,认为辅助控制点的选择应侧重其本身更高的精度而不是单纯从数量上考虑,此外得出城市高分辨率卫星影像几何处理的一些结论. 展开更多

关键词 卫星影像 有理多项式系数 正则化批处理最小二乘迭代 增量离散卡尔曼滤波 定位精度

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采用无线电单独测量的编队卫星相对轨道自主确定 被引量：1

8

作者 王辉 顾学迈 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期37-45,共9页

在实际工程应用中,编队卫星由于任务的要求使得部分测量设备(例如,激光设备)不可用,这就造成系统的观测性下降。文章将条件数应用于编队卫星系统的可观测度的定量计算;并针对编队卫星进行轨道机动时仅采用无线电进行测量的工况,采用强... 在实际工程应用中,编队卫星由于任务的要求使得部分测量设备(例如,激光设备)不可用,这就造成系统的观测性下降。文章将条件数应用于编队卫星系统的可观测度的定量计算;并针对编队卫星进行轨道机动时仅采用无线电进行测量的工况,采用强跟踪离散卡尔曼滤波(UKF)算法进行仿真计算。仿真结果表明该方法具有很强的跟踪能力,并且鲁棒性、稳定性和精度与常规UKF算法相当。 展开更多

关键词 编队飞行 可观测性 条件数 强跟踪滤波 离散卡尔曼滤波 卫星

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多传感器数据融合的无人机速率估算与定位 被引量：5

9

作者 吕涛 张长利 +5 位作者 王树文 王润涛 张伶鳦 刘超 栾吉玲 周雅楠 《农机化研究》 北大核心 2016年第10期1-5,共5页

为了提高农用无人机速率与位置的估算精度,同时降低无人机制作成本,提出了一种对于农用无人机容易实现的传感器数据融合算法,即通过使用离散型卡尔曼滤波,提高实验对象在三维空间中位置和速率变化的估算精度。由于传统的惯性测量系统存... 为了提高农用无人机速率与位置的估算精度,同时降低无人机制作成本,提出了一种对于农用无人机容易实现的传感器数据融合算法,即通过使用离散型卡尔曼滤波,提高实验对象在三维空间中位置和速率变化的估算精度。由于传统的惯性测量系统存在体积大、造价高等缺点,而廉价的惯性测量传感器又存在较大的飘移,因此结合农用无人机航拍的工作环境采用全球定位系统(GPS)提供位置的测量,由惯性导航系统(INS)给出加速度,并由光流传感器提供速度的测量加以辅助。最终,通过实验验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 农用无人机 数据融合 离散型卡尔曼滤波 光流

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基于无人艇载侧扫声呐的水下目标定位方法研究 被引量：7

10

作者 左震 黄泓赫 +1 位作者 孙备 吴鹏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期310-319,共10页

水下目标高精度定位是无人艇开展海底测绘、航道清理、沉船打捞等任务的重要前提。然而,现有的基线式定位方法无法对未知水域内的目标进行精确定位。实际任务中,无人艇往往需要搭载侧扫声呐并辅以其他手段来确定水下目标的准确位置。针... 水下目标高精度定位是无人艇开展海底测绘、航道清理、沉船打捞等任务的重要前提。然而,现有的基线式定位方法无法对未知水域内的目标进行精确定位。实际任务中,无人艇往往需要搭载侧扫声呐并辅以其他手段来确定水下目标的准确位置。针对无人艇水下目标定位难题,首先对侧扫声呐水下目标定位过程进行建模,然后分析姿态误差对水下目标定位造成的影响,利用姿态矫正矩阵消除姿态误差,最后利用离散卡尔曼滤波算法对多点测量数据进行最优估计,得到水下目标的精确位置。仿真实验和无人艇集成实验结果表明,该定位方法能够有效的减小测量过程中的误差,平均定位精度达到0.334 m。 展开更多

关键词 水下目标定位 离散卡尔曼滤波 侧扫声呐 无人艇

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图像辅助导航系统中量测矩阵的确定

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作者 滕科嘉 陈楸 刘焘 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期37-38,42,共3页

文中基于准三维模型对惯导系统误差校正的思想,利用摄像机成像系统和捷联惯导系统(SINS)相结合的方法,着重对量测矩阵进行推导。然后,采用离散卡尔曼滤波方法进行导航误差估计,并用估计出来的误差对惯导系统的输出进行修正,在一定程度... 文中基于准三维模型对惯导系统误差校正的思想,利用摄像机成像系统和捷联惯导系统(SINS)相结合的方法,着重对量测矩阵进行推导。然后,采用离散卡尔曼滤波方法进行导航误差估计,并用估计出来的误差对惯导系统的输出进行修正,在一定程度上提高了导航精度,理论上大大降低了导航成本。 展开更多

关键词 量测矩阵 摄像机成像系统 捷联惯导系统 离散卡尔曼滤波

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