差动电感式位移传感器线性拟合方法及稳定性研究

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作者 王超 孙彬 +1 位作者 曹意 赵小倩 《工具技术》 北大核心 2025年第4期148-156,共9页

差动电感式位移传感器(LVDT)是一种常见的接触式传感器,用于实现物体几何量的精密检测。线性度是该种传感器至关重要的一个性能指标,理论上传感器的输入输出呈线性关系,但实际上传感器的输入输出特性都是非线性的。针对传感器的非线性问... 差动电感式位移传感器(LVDT)是一种常见的接触式传感器,用于实现物体几何量的精密检测。线性度是该种传感器至关重要的一个性能指标,理论上传感器的输入输出呈线性关系,但实际上传感器的输入输出特性都是非线性的。针对传感器的非线性问题,提出一种新的校正方法——多项式拟合联合神经网络优化,以提高传感器输出的线性度。通过实验数据和数学模型验证该方法的有效性,并对其稳定性进行探讨。研究结果显示,通过多项式拟合联合神经网络优化后,传感器的线性度由原来的1.4%显著改善至0.5%。为解决稳定性问题,引入卡尔曼滤波算法,成功将稳定性控制在≤2μm/8 h。这些结果表明,所提出的方法不仅在提升传感器性能方面表现出色,而且具备广泛的应用潜力和实用价值。 展开更多

关键词 差动电感式位移传感器 多项式拟合 神经网络 稳定性 测量精度 卡尔曼滤波算法

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快递归最小平方横向滤波器算法的数值不稳定性及其改进

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作者 李晓峰 李在铭 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1990年第4期50-55,共6页

本文研究了J.M.Cioffi与T.Kailath提出的非归一化FTF(Fast transversal filter)算法在有限精度数字实现时的数值不稳定性,提出了一种改进措施并给出了相应的修正FTF算法。新算法在16比特或更低精度时仍具有良好的数值稳定性,并具有横向... 本文研究了J.M.Cioffi与T.Kailath提出的非归一化FTF(Fast transversal filter)算法在有限精度数字实现时的数值不稳定性,提出了一种改进措施并给出了相应的修正FTF算法。新算法在16比特或更低精度时仍具有良好的数值稳定性,并具有横向滤波器算法的各种优点。这一研究对于目前广为讨论的实时处理自适应滤波应用来说,是有价值的。 展开更多

关键词 滤波器 不稳定性 结构 数值 算法

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LMS算法的二次稳定性及鲁棒LMS算法 被引量：2

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作者 杨然 许晓鸣 张卫东 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期124-126,共3页

本文在时域内研究LMS算法 (leastmeansquarealgorithm)的稳定性及鲁棒LMS算法的构造 .首先将LMS算法表达式转化为标准的离散时间系统状态方程形式 ,之后运用线性矩阵不等式 (LMI)技术对其二次稳定性进行了分析 .针对滤波过程中会出现的... 本文在时域内研究LMS算法 (leastmeansquarealgorithm)的稳定性及鲁棒LMS算法的构造 .首先将LMS算法表达式转化为标准的离散时间系统状态方程形式 ,之后运用线性矩阵不等式 (LMI)技术对其二次稳定性进行了分析 .针对滤波过程中会出现的输入和测量噪声干扰 ,本文提出了一种兼顾收敛性、鲁棒稳定性以及鲁棒性能的鲁棒LMS算法 ,最后给出了仿真算例 ,通过和一般的LMS算法的比较 ,体现了这种鲁棒LMS算法的优越性 . 展开更多

关键词 LMS算法 二次稳定性 鲁棒滤波

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采用Lanczos算法快速估计噪声子空间 被引量：4

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作者 黄磊 吴顺君 张林让 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期21-25,共5页

提出一种采用Lanczos算法估计噪声子空间的新方法。该方法采用传统的空间平滑技术解相干,然后由多 级维纳滤波器的预滤波器的性质可知,多级维纳滤波器的冗余分解级的预滤波器可以构成一个噪声子空间。由此可 以采用Lanczos算法快速估计... 提出一种采用Lanczos算法估计噪声子空间的新方法。该方法采用传统的空间平滑技术解相干,然后由多 级维纳滤波器的预滤波器的性质可知,多级维纳滤波器的冗余分解级的预滤波器可以构成一个噪声子空间。由此可 以采用Lanczos算法快速估计到噪声子空间。由于不需要对协方差矩阵作特征值分解,而且所要求的冗余分解的级 数较少,其运算量比基于特征值分解方法要小得多。此外,采用Lanczos算法计算降维矩阵和冗余矩阵只构成多级 维纳滤波器的前向递推,从而使得算法的复杂度大大降低。最后,计算机仿真验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 lanczos算法 降维 多级维纳滤波器 空间谱

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基于富氏滤波测频算法的改进研究 被引量：16

5

作者 张义辉 尹项根 陈德树 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期65-67,72,共4页

在传统的基于富氏滤波频率跟踪算法的基础上，应用电力系统频率暂态模型对其测量误差进行详细分析，提出了改进的频率跟踪实用算法。新的算法有效地补偿了富氏滤波的时间响应对频率测量造成的影响，提高了算法的暂态测频精度。其程序和... 在传统的基于富氏滤波频率跟踪算法的基础上，应用电力系统频率暂态模型对其测量误差进行详细分析，提出了改进的频率跟踪实用算法。新的算法有效地补偿了富氏滤波的时间响应对频率测量造成的影响，提高了算法的暂态测频精度。其程序和计算非常简单。数值仿真及实际应用表明，该算法可以满足系统安全自动装置频率测量的要求。 展开更多

关键词 富氏滤波 频率跟踪算法 电力系统 算法 稳定性

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基于Sage-Husa的线性自适应平方根卡尔曼滤波算法 被引量：11

6

作者 周勇 张玉峰 +1 位作者 张超 张举中 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期89-93,共5页

针对标准卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波存在的局限性,结合平方根滤波的思想,对传统Sage-Husa估计器进行改进,提出了一种新的线性自适应平方根卡尔曼滤波(Linear Adaptive Square-RootKalman Filtering,LASRKF)算法。该算法直接对系统状态... 针对标准卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波存在的局限性,结合平方根滤波的思想,对传统Sage-Husa估计器进行改进,提出了一种新的线性自适应平方根卡尔曼滤波(Linear Adaptive Square-RootKalman Filtering,LASRKF)算法。该算法直接对系统状态方差阵和噪声方差阵的平方根进行递推与估算,确保了状态和噪声方差阵的对称性和非负定性;算法还增添了对系统噪声统计特性估计的计算,强化了滤波器的稳定性和自适应能力;与传统Sage-Husa自适应滤波算法相比LASRKF可提高滤波器抗发散的能力。仿真实验表明,LASRKF可有效提高滤波器的精确性、稳定性和自适应能力。 展开更多

关键词 算法 协方差矩阵 预估 卡尔曼滤波 线性系统 稳定性 LASRKF算法

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一种新的滤波x-LMS算法研究 被引量：7

7

作者 李嘉全 王永 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期5-7,16,共4页

次级通道阻尼特性对滤波x-LMS算法稳定性和收敛速度有较大影响。证明了对次级通道进行阻尼补偿可以显著提高滤波x-LMS算法性能;将两参数构型实现方法拓展到带有采样时延的离散系统,设计阻尼补偿子系统;将该子系统作为内环串入到滤波x-LM... 次级通道阻尼特性对滤波x-LMS算法稳定性和收敛速度有较大影响。证明了对次级通道进行阻尼补偿可以显著提高滤波x-LMS算法性能;将两参数构型实现方法拓展到带有采样时延的离散系统,设计阻尼补偿子系统;将该子系统作为内环串入到滤波x-LMS算法中。新的滤波x-LMS算法稳定性和收敛速度均有明显提高。仿真结果验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 滤波x—LMS算法 次级通道 稳定性 收敛速度 阻尼补偿

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X-滤波和ε-滤波LMS算法性能分析 被引量：5

8

作者 张端金 刘侠 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 2004年第1期49-52,共4页

研究了 X-滤波和ε-滤波 L MS算法的性能 ,给出了它们的均值收敛和方差收敛条件 ,提出了 X-滤波和ε-滤波L MS算法具有二次稳定性的充分条件 .仿真结果表明 ,这两种 L MS算法对被控对象的估计误差具有不敏感的特性 .

关键词 X-滤波 ε-滤波 LMS算法 自适应滤波 二次稳定性 均值收敛 方差收敛 最小均方误差

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纯方位目标运动分析的卡尔曼滤波算法 被引量：7

9

作者 詹艳梅 孙进才 《应用声学》 CSCD 北大核心 2003年第1期16-21,30,共7页

本文介绍了纯方位目标运动分析的卡尔曼滤波算法,利用Lyapunov稳定性理论,通过计算算法的稳定性度量值,对三种卡尔曼滤波算法的稳定性进行了分析讨论,并通过仿真计算对各方法的估计性能进行了比较。

关键词 纯方位目标运动分析 卡尔曼滤波算法 稳定性 被动跟踪定位

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一种全最小二乘算法及其在非线性滤波器中的应用 被引量：3

10

作者 孔祥玉 韩崇昭 +1 位作者 魏瑞轩 赵烨 《信号处理》 CSCD 北大核心 2005年第2期140-143,共4页

针对输入输出观测数据均含有噪声的滤波问题,提出了一种稳定的总体最小二乘自适应算法。该算法以系统的增广权向量的瑞利商(RQ)与对增广权向量的最后元素的约束的和作为总损失函数,利用梯度最陡下降原理导出权向量的自适应迭代算法,并... 针对输入输出观测数据均含有噪声的滤波问题,提出了一种稳定的总体最小二乘自适应算法。该算法以系统的增广权向量的瑞利商(RQ)与对增广权向量的最后元素的约束的和作为总损失函数,利用梯度最陡下降原理导出权向量的自适应迭代算法,并将该算法应用于非线性Volterra滤波器。研究了算法的稳定性能,提出的算法不仅有良好的收敛性能,而且在权向量的自适应迭代时不需要标准化处理,使得算法的实施更为简单。仿真实验表明,无论在线性系统或非线性系统,本文算法的收敛性能,鲁棒抗噪性能和稳态收敛精度明显高于其它同类总体最小二乘算法。 展开更多

关键词 最小二乘算法 非线性滤波器 VOLTERRA滤波器 应用 自适应迭代算法 总体最小二乘 收敛性能 自适应算法 标准化处理 非线性系统 权向量 观测数据 输入输出 损失函数 稳定性能 仿真实验 收敛精度 抗噪性能 瑞利商

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平方根球形无味卡尔曼滤波机载无源定位算法 被引量：1

11

作者 裴畔 丁永红 马铁华 《中国测试》 CAS 北大核心 2017年第2期93-97,共5页

针对机载无源定位系统中,初始值误差和数值的舍入计算对无味卡尔曼滤波(un-scented Kalman filtering,UKF)算法的定位精度和滤波稳定性影响较大的问题,提出一种基于平方根球形无味的卡尔曼滤波算法(square root spherical unscented Kal... 针对机载无源定位系统中,初始值误差和数值的舍入计算对无味卡尔曼滤波(un-scented Kalman filtering,UKF)算法的定位精度和滤波稳定性影响较大的问题,提出一种基于平方根球形无味的卡尔曼滤波算法(square root spherical unscented Kalman filter,Sqrt-UKFST)。该方法以单位超球体球面无味变换为基础,通过减少采样点数目和球面半径,保证所有采样点在一个单位超球体上,从而提高算法对初始值的鲁棒性,并采用平方根滤波提高算法的数值稳定性。对该算法进行100次Monte-Carlo实验,仿真结果表明,Sqrt-UKFST算法收敛速度快,滤波性能稳定;当初始状态估计误差较大时,Sqrt-UKFST算法的定位精度保持在30%以内,提高系统对初始值的鲁棒性。 展开更多

关键词 机载无源定位 算法精度 平方根球形无味卡尔曼滤波 球面无味变换 鲁棒性 稳定性

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一种稳定的高精度双变网格正演模拟与逆时偏移方法 被引量：20

12

作者 李振春 李庆洋 +2 位作者 黄建平 李娜 田坤 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期127-136,共10页

双变网格正演模拟方法因其低存储、高效率等优势,在刻画地下小尺度异常体,尤其是超深部微结构方面发挥了越来越重要的作用。变网格正演模拟方法在实现过程中需要考虑两个问题:网格步长变化处的虚假反射和长时间采样下的不稳定性。从理... 双变网格正演模拟方法因其低存储、高效率等优势,在刻画地下小尺度异常体,尤其是超深部微结构方面发挥了越来越重要的作用。变网格正演模拟方法在实现过程中需要考虑两个问题:网格步长变化处的虚假反射和长时间采样下的不稳定性。从理论上推导了虚假反射误差的数学表达式,分析了虚假反射影响因素,并通过引入Lanczos滤波算子,实现了一种基于交错网格的稳定且高精度的双变网格正演模拟算法。模型正演试算结果表明,在超长采样时间迭代测试下本算法依然稳定,且虚假反射也得到明显压制。随后,将双变网格波场延拓算子应用于偏移成像过程,实现了双变网格逆时偏移算法。裂缝储层模型的成像结果表明,双变网格逆时偏移方法能够以较小的内存,较为准确、高效地成像地下微小构造。 展开更多

关键词 双变网格 虚假反射 算法稳定性lanczos滤波 双变网格逆时偏移

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基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统研究

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作者 吕怡秋 《南方农机》 2023年第23期22-23,35,共3页

【目的】提高林果采摘机器的综合采摘效率,减轻人工作业强度,优化系统数据收集与传输性能,提升系统稳定性。【方法】课题组设计了一款基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统。该系统利用滤波算法实现了网络信息拥堵控制,其工作原理为... 【目的】提高林果采摘机器的综合采摘效率,减轻人工作业强度,优化系统数据收集与传输性能,提升系统稳定性。【方法】课题组设计了一款基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统。该系统利用滤波算法实现了网络信息拥堵控制,其工作原理为:通过高分辨率相机收集林果图像发送至总控系统,使用滤波算法识别目标林果后检测位置信息;由传感器收集林果与机械爪的距离进行位姿计算,运动控制设备发送指令后机械臂到达采摘位置;末端执行设备控制电机运转后操控机械臂完成采摘。【结果】测试表明,系统应用滤波算法的适应性良好,与应用灰狼算法相比,整体运行稳定率达到了92%以上,各项参数指标符合预期。【结论】该林果采摘机器智能控制系统可实现高效智能采摘,推广前景较为良好,本研究可为类似采摘或收获农机装备的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 滤波算法 林果采摘机器 智能控制系统 稳定性

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基于卡尔曼滤波和线性二次型调节的两轮巡检机器人 被引量：5

14

作者 胡凌燕 徐源春 +2 位作者 徐少平 刘小平 谢志强 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期304-310,315,共8页

针对机器人建模时,需要同时控制倾角和速度的问题,在建立两轮巡检机器人数学模型的基础上,设计线性二次型调节(LQR)控制器对机器人的倾角和速度进行控制,并分析整个系统的稳定性,得到系统稳定的条件。在两轮巡检机器人实际控制过程中,... 针对机器人建模时,需要同时控制倾角和速度的问题,在建立两轮巡检机器人数学模型的基础上,设计线性二次型调节(LQR)控制器对机器人的倾角和速度进行控制,并分析整个系统的稳定性,得到系统稳定的条件。在两轮巡检机器人实际控制过程中,机器人倾角的测量不可避免地受到系统噪声和积分误差的影响,为此,引入卡尔曼滤波算法对加速度计和陀螺仪采集到的信号进行融合,以实时得到准确的机器人倾角信号。在MatlabSimulink软件平台和机器人实物平台对机器人系统进行LQR控制算法实验。结果表明,基于卡尔曼滤波和LQR算法,机器人能按照指定的速度匀速直立行走,且具有较好的抗干扰能力。 展开更多

关键词 线性二次型调节算法 稳定性分析 卡尔曼滤波 Matlab-Simulink仿真 实时控制

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基于FDTD算法的新型亚网格技术 被引量：3

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作者 任昊 王胜 +3 位作者 谢国大 王丽华 吴先良 黄志祥 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2944-2948,共5页

提出了一种基于空间滤波(Spatial Filtering-Finite-Difference Time-Domain,SF-FDTD)算法的亚网格技术,使得FDTD算法的Courant-Friedrich-Levy(CFL)稳定性条件可通过空间频域滤波操作得以提高,从而获得高稳定度FDTD算法.进一步将SF-FDT... 提出了一种基于空间滤波(Spatial Filtering-Finite-Difference Time-Domain,SF-FDTD)算法的亚网格技术,使得FDTD算法的Courant-Friedrich-Levy(CFL)稳定性条件可通过空间频域滤波操作得以提高,从而获得高稳定度FDTD算法.进一步将SF-FDTD算法应用到亚网格技术中,可使亚网格区域时间步长的选取取与粗网格一致,从而极大地提高了计算效率.数值计算结果表明,在求解带有精细结构的电磁问题上,所提算法具有较高的准确性和有效性. 展开更多

关键词 空间滤波 时域有限差分算法 亚网格技术 稳定性条件

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基于多目标遗传算法的Σ-ΔMEMS加速度计优化设计 被引量：3

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作者 王梦醒 刘丹 +2 位作者 熊兴崟 李宗伟 韩可都 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第5期64-66,69,共4页

针对单目标遗传算法设计优化高阶Σ-Δ微机电系统(Σ-ΔMEMS)加速度计时易出现的稳定性问题,提出了基于多目标遗传算法的MEMS加速度计环路滤波器优化设计方法。对三阶非限定性Σ-ΔMEMS加速度计系统,采用多目标遗传算法,将∞—范数和信... 针对单目标遗传算法设计优化高阶Σ-Δ微机电系统(Σ-ΔMEMS)加速度计时易出现的稳定性问题,提出了基于多目标遗传算法的MEMS加速度计环路滤波器优化设计方法。对三阶非限定性Σ-ΔMEMS加速度计系统,采用多目标遗传算法,将∞—范数和信噪比作为设计目标对其环路滤波器参数进行优化设计。结果表明:相比只针对信噪比进行优化的传统单目标遗传算法,多目标遗传算法在确保高信噪比的同时,提高了系统的相位裕度,使得最大稳定输入信号范围增幅超过1倍,增强了系统对MEMS敏感元件工艺误差的鲁棒性。 展开更多

关键词 微机电系统 多目标遗传算法 稳定性 环路滤波器

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抗差自适应UKF算法在地基光学跟踪空间目标中的应用 被引量：5

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作者 刘光明 徐帆江 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期623-629,共7页

滤波过程中若噪声的统计特性发生时变,则会引起传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的滤波精度快速降低、滤波收敛性不定甚至发散,针对这个问题提出了具有鲁棒性的UKF算法。首先根据极大后验估计(maximum a posterior esti... 滤波过程中若噪声的统计特性发生时变,则会引起传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的滤波精度快速降低、滤波收敛性不定甚至发散,针对这个问题提出了具有鲁棒性的UKF算法。首先根据极大后验估计(maximum a posterior estimate,MAPE)原理,推导出无偏的近似最优MAPE常值噪声统计特性的滤波估计公式,并给出了时变噪声统计估计器相关参数的一整套递推公式。考虑到观测数据粗差的存在,将可以在线估计时变噪声特性的方法和具有鲁棒特性的滤波因子相结合,以有效抑制观测数据的粗差值对滤波稳定性和收敛性的影响。最后,以地面站对空间非合作目标的光学测角跟踪为应用背景的仿真实例表明,该算法在噪声统计特性未知或不准确且过程噪声矩阵时变、观测数据存在个别粗差情况下,滤波依然收敛,其滤波精度及稳定性提高较为明显。 展开更多

关键词 抗差滤波 自适应无迹卡尔曼滤波(unscented KALMAN filter UKF)算法 时变噪声统计估计 滤波稳定性

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一种鲁棒性的多车道线检测算法 被引量：12

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作者 宣寒宇 刘宏哲 +2 位作者 袁家政 李青 牛小宁 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第11期305-313,共9页

机器视觉被广泛应用于智能汽车领域,车道线检测成为人工智能领域内的研究热点。为了得到更具鲁棒性的车道线检测效果,采用一种基于多条件约束的车道线特征滤波器,并提出了一种新的对车道线特征进行聚类的算法。运用卡尔曼滤波对车道线... 机器视觉被广泛应用于智能汽车领域,车道线检测成为人工智能领域内的研究热点。为了得到更具鲁棒性的车道线检测效果,采用一种基于多条件约束的车道线特征滤波器,并提出了一种新的对车道线特征进行聚类的算法。运用卡尔曼滤波对车道线位置进行实时跟踪和预测;利用基于透视投影线性关系的车道线"位置-宽度"函数设置自适应动态ROI;另外,利用车道线的特点形成约束条件以获得更加稳定的检测效果。在真实道路环境下的实时检测结果表明,该算法鲁棒性强、实时性好,且具有稳定的检测效果。 展开更多

关键词 机器视觉 车道线特征滤波器 聚类算法 稳定性 卡尔曼滤波 “位置-宽度”函数

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基于PSO优化的LCL型三相VSR改进无源控制策略 被引量：4

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作者 严运兵 高维士 +2 位作者 马强 王晓东 朱博文 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期353-361,共9页

以LCL滤波器的三相电压源脉冲宽度调制整流器为载体,通过建立具有耗散的端口受控哈密顿模型,构建基于互联和阻尼分配无源控制算法的无源控制策略,利用粒子群算法对控制参数进行离线优化,并对控制系统进行仿真试验。结果表明,优化后的控... 以LCL滤波器的三相电压源脉冲宽度调制整流器为载体,通过建立具有耗散的端口受控哈密顿模型,构建基于互联和阻尼分配无源控制算法的无源控制策略,利用粒子群算法对控制参数进行离线优化,并对控制系统进行仿真试验。结果表明,优化后的控制系统抗扰动能力及暂态性能均有明显提高,具有较好的稳定性和鲁棒性,利用无源控制策略能有效降低其网侧电流的谐波含量和抑制谐振现象,使脉冲宽度调制整流器的整体性能得到有效提升。 展开更多

关键词 LCL滤波器 无源控制 粒子群算法 参数优化 仿真 脉冲宽度调制整流器 谐振 稳定性

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粗差拟准检定法在星载GPS低轨卫星定轨中的应用 被引量：1

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作者 韩保民 欧吉坤 +1 位作者 曲国庆 柳林涛 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期224-228,共5页

利用自适应卡尔曼滤波进行星载GPS低轨卫星定轨时,必须解决量测方程中经常存在的粗差问题.在分析以往方法的优缺点后,用拟准检定法来探测和修正量测方程中存在的粗差.该法的优点是辨识粗差准确率高,能同时定位多个粗差.另外,为了克服星... 利用自适应卡尔曼滤波进行星载GPS低轨卫星定轨时,必须解决量测方程中经常存在的粗差问题.在分析以往方法的优缺点后,用拟准检定法来探测和修正量测方程中存在的粗差.该法的优点是辨识粗差准确率高,能同时定位多个粗差.另外,为了克服星载GPS低轨卫星定轨的滤波器可能出现的数值不稳定性及发散现象,还采用了UD分解算法及Sage自适应滤波器.最后用一个CHAMP卫星的模拟算例验证本方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 星载GPS 拟准检定法 卫星定轨 粗差 低轨 自适应卡尔曼滤波 CHAMP卫星 应用 自适应滤波器 量测方程 不稳定性 SAGE 分解算法 优缺点 准确率

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