基于蜣螂算法优化卡尔曼滤波的锂离子电池模型参数辨识 被引量：1

1

作者 夏天 刘代飞 +2 位作者 岳家辉 陈来恩 李亦梁 《中国电力》 北大核心 2025年第1期196-204,共9页

锂离子电池参数辨识结果是电池状态预测的重要基础,提出了一种基于蜣螂算法(dung beetle optimizer,DBO)优化卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)的方法,用以在线辨识电池模型参数。该方法利用DBO快速全局寻找最优解特点,在KF算法中优化过... 锂离子电池参数辨识结果是电池状态预测的重要基础,提出了一种基于蜣螂算法(dung beetle optimizer,DBO)优化卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)的方法,用以在线辨识电池模型参数。该方法利用DBO快速全局寻找最优解特点,在KF算法中优化过程噪声和观测噪声的协方差矩阵,提高了识别电池模型参数的准确性。仿真实验数据表明,相较于未优化的KF参数辨识的结果,所提方法辨识误差有明显减少,预测的参数值更加接近真实值。 展开更多

关键词 锂离子电池 参数辨识 卡尔曼滤波器 蜣螂算法 协方差矩阵

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基于扰动观测器和卡尔曼滤波器的永磁直线同步电机扰动抑制 被引量：3

2

作者 杨俊友 杨康 白殿春 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第6期50-53,共4页

针对负载力扰动和速度测量噪声会影响永磁直线同步电机控制精度这一问题。提出扰动观测器与卡尔曼滤波器相结合的扰动抑制方法。扰动观测器可以实时观测负载变化,并把干扰量等效成相应的电流输入给系统,降低载扰动对系统的影响。卡尔曼... 针对负载力扰动和速度测量噪声会影响永磁直线同步电机控制精度这一问题。提出扰动观测器与卡尔曼滤波器相结合的扰动抑制方法。扰动观测器可以实时观测负载变化,并把干扰量等效成相应的电流输入给系统,降低载扰动对系统的影响。卡尔曼滤波器可以准确估计动子的位置与速度,减小了测量噪声和离散误差的影响,从而提高系统控制精度和鲁棒性能。仿真实验结果表明,卡尔曼滤波器与扰动观测器结合可以有效抑制磁阻力和摩擦力引起的推力波动。 展开更多

关键词 永磁直线同步电动机 磁阻力 扰动观测器 卡尔曼滤波器 前馈补偿

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基于积分链式卡尔曼滤波器的角加速度观测器的噪声参数整定及性能研究 被引量：1

3

作者 邱文彬 柴建云 +2 位作者 陆海峰 曾颖宇 孙旭东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第15期147-155,共9页

噪声统计特征值的整定是积分链式卡尔曼滤波器(IKF)的设计要点。针对噪声统计特征值的整定进行研究,推导出积分链式卡尔曼滤波器的离散噪声统计特征值与离散采样周期的函数关系,定量分析了积分链式卡尔曼滤波器的离散噪声统计特征值的... 噪声统计特征值的整定是积分链式卡尔曼滤波器(IKF)的设计要点。针对噪声统计特征值的整定进行研究,推导出积分链式卡尔曼滤波器的离散噪声统计特征值与离散采样周期的函数关系,定量分析了积分链式卡尔曼滤波器的离散噪声统计特征值的跟踪性能。在此基础上,提出了一种定量计算噪声统计特征值的方法,通过滤波器截止频率、离散采样周期直接计算得到噪声统计特征值,改变了以往的仿真-实验-调整环整定方法,简化了设计流程。仿真和实验验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 卡尔曼滤波器 角加速度 加速度观测器 跟踪性能 噪声统计特征值

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基于卡尔曼滤波滑模变结构转子位置观测器的PMSM无差拍控制 被引量：21

4

作者 邱忠才 郭冀岭 +1 位作者 王斌 肖建 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期60-65,71,共7页

针对永磁同步电机(表贴式永磁同步电机)无转速传感器矢量控制系统,设计了新的滑模观测器进行转子位置和转速的观测。在通常滑模电流观测器基础上,采用sigmoid函数代替常数切换函数在一定程度上减小了抖振,采用扩展卡尔曼滤波器代替常用... 针对永磁同步电机(表贴式永磁同步电机)无转速传感器矢量控制系统,设计了新的滑模观测器进行转子位置和转速的观测。在通常滑模电流观测器基础上,采用sigmoid函数代替常数切换函数在一定程度上减小了抖振,采用扩展卡尔曼滤波器代替常用低通滤波器,用锁相环技术完成了转速的提取。用李亚普诺夫稳定性定理证明了设计的滑模变结构观测器的渐进稳定性。提出在同步旋转轴系下的一种基于无差拍算法的永磁同步电机离散化电流预测控制方法以提高电机电流环的性能。通过实验验证了设计的滑模观测器和无差拍控制器有效性和可行性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 滑模观测器 SIGMOID函数 卡尔曼滤波器 锁相环 无差拍控制

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基于高阶神经网络扩展卡尔曼滤波器算法的非线性动态系统辨识 被引量：1

5

作者 刘春梅 沈毅 +1 位作者 胡恒章 葛升民 《哈尔滨工业大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第2期107-110,113,共5页

针对非线性动态系统辨识 ,采用高阶神经网络和径向基函数网络相结合的方法 ,神经网络的连接权值可作为系统的未知参数 ,用扩展卡尔曼滤波器 (EKF)算法来估计 ,确保了该方法的快速收敛 .具体模型的仿真结果表明该方法能快速收敛 ,并能方... 针对非线性动态系统辨识 ,采用高阶神经网络和径向基函数网络相结合的方法 ,神经网络的连接权值可作为系统的未知参数 ,用扩展卡尔曼滤波器 (EKF)算法来估计 ,确保了该方法的快速收敛 .具体模型的仿真结果表明该方法能快速收敛 ,并能方便的用于在线辨识 . 展开更多

关键词 高阶神经网络 卡尔曼滤波器 动态系统辨识

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半主动悬架的无迹卡尔曼状态观测器设计 被引量：2

6

作者 李宗华 董明明 王玉帅 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第8期4-7,共4页

卡尔曼滤波器是线性动态系统中应用最广泛的一种状态估计方法。在非线性系统中,扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)被广泛应用,相比扩展卡尔曼滤波器,无迹卡尔曼滤波器准确度更高、更易于实现。在车辆动力学这种强的非线性系统中... 卡尔曼滤波器是线性动态系统中应用最广泛的一种状态估计方法。在非线性系统中,扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)被广泛应用,相比扩展卡尔曼滤波器,无迹卡尔曼滤波器准确度更高、更易于实现。在车辆动力学这种强的非线性系统中,无迹卡尔曼滤波器应用广泛。设计了一种基于无迹卡尔曼滤波器的半主动悬架系统状态观测器,讨论了不准确的过程噪声协方差Q和测量噪声协方差R、及测量信号组合的选择和不准确的模型参数对状态观测精度的影响,仿真结果表明不准确的过程噪声和测量噪声协方差、不合适的测量信号选择和模型参数不准确的干扰在不同程度上降低了状态估计精度。 展开更多

关键词 无迹卡尔曼滤波器 状态观测器 噪声协方差 测量信号选择 参数干扰

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采用卡尔曼滤波器的PMSM改进预测函数控制 被引量：9

7

作者 王爽 朱文举 +1 位作者 黄苏融 季画 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期88-94,共7页

针对伺服控制系统中,外部转矩扰动、低分辨率码盘带来的测速量化误差等因素影响预测模型的精度,使得标准预测函数控制(PFC)在面对强扰动时不能达到令人满意控制效果的问题,提出了一种采用卡尔曼滤波器(Kalman filter)的改进预测函数控... 针对伺服控制系统中,外部转矩扰动、低分辨率码盘带来的测速量化误差等因素影响预测模型的精度,使得标准预测函数控制(PFC)在面对强扰动时不能达到令人满意控制效果的问题,提出了一种采用卡尔曼滤波器(Kalman filter)的改进预测函数控制方法。首先以伺服系统的数学模型为基础,在有限精度位置编码器条件下,构建了Kalman滤波器模型,准确观测出负载转矩、转子位置和转速信息;然后将观测的转矩与转速信息反馈给预测函数控制器,重构了计及扰动影响的预测函数控制模型,从而得到最优控制量,实现伺服系统的高性能控制。实验结果验证了所提方法在转速检测与扰动抑制方面的可行性和有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 卡尔曼滤波器 预测函数控制 扰动观测器 转矩补偿

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基于卡尔曼滤波器的三极磁轴承位置自检测 被引量：1

8

作者 朱光耀 李月洁 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第7期1034-1038,共5页

提出采用卡尔曼滤波器的方法来实现主动磁轴承的位置自检测,该方法利用卡尔曼滤波器来解决转子的偏心问题,并为验证该方法的有效性,针对三极磁轴承,实现其转子径向位移和速度的估算。所设计的卡尔曼滤波器利用经过滤波的线圈电压和控制... 提出采用卡尔曼滤波器的方法来实现主动磁轴承的位置自检测,该方法利用卡尔曼滤波器来解决转子的偏心问题,并为验证该方法的有效性,针对三极磁轴承,实现其转子径向位移和速度的估算。所设计的卡尔曼滤波器利用经过滤波的线圈电压和控制器的输入作为计算转子位置和速度估算值的输入信号。卡尔曼滤波器的估算值通过检测输入和输出数据进行数字模拟,其中,不可观测的偏心问题可以当作未知状态。结果表明,采用所提出的位置自检测方法可以成功估算磁轴承的偏心位移值,且位移估算值和实际检测值一致。 展开更多

关键词 位置自检测 磁轴承 卡尔曼滤波器 观测器

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基于无迹卡尔曼滤波的船舶运动数学模型辨识 被引量：10

9

作者 秦操 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第1期89-94,共6页

针对一艘目标三体船,构建MMG运动数学模型结构,利用无迹卡尔曼滤波器结合自航试验数据对模型中的参数进行辨识。为减轻动力相消带来的影响,结合三体船特点对模型结构进行化简,并设计不同的控制方式进行分步辨识。通过模型预报数据与自... 针对一艘目标三体船,构建MMG运动数学模型结构,利用无迹卡尔曼滤波器结合自航试验数据对模型中的参数进行辨识。为减轻动力相消带来的影响,结合三体船特点对模型结构进行化简,并设计不同的控制方式进行分步辨识。通过模型预报数据与自航试验观测值的对比,以及部分参数的试验测量值与辨识值的比较,验证了本文辨识方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 系统辨识 无迹卡尔曼滤波器 船舶运动数学模型

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SVD-Unscented卡尔曼滤波的非线性结构系统识别 被引量：11

10

作者 谢强 唐和生 邸元 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期57-61,181,共5页

提出一种基于奇异值分解的unscented卡尔曼滤波(SVD-UKF)非线性滞回结构系统识别方法。SVD-UKF可被看成改进的unscented卡尔曼滤波(UKF)方法,相对UKF而言,SVD-UKF具有更好的鲁棒性和灵活性。此方法不仅避免象扩展卡尔曼滤波(EKF)为了计... 提出一种基于奇异值分解的unscented卡尔曼滤波(SVD-UKF)非线性滞回结构系统识别方法。SVD-UKF可被看成改进的unscented卡尔曼滤波(UKF)方法,相对UKF而言,SVD-UKF具有更好的鲁棒性和灵活性。此方法不仅避免象扩展卡尔曼滤波(EKF)为了计算Jacobians矩阵的所需的导数运算,并且可以克服常规UKF方法在计算协方差时经常遇到的病态条件的缺点。对非线性系统参数的识别和突然变化的识别的数值模拟结果显示了所提出方法的鲁棒性和灵活性。 展开更多

关键词 SVD Unscented卡尔曼滤波器 卡尔曼滤波器 非线性 系统辨识

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基于遗传算法辨识噪声模型的异步电机闭环卡尔曼速度估计 被引量：8

11

作者 张寅孩 严利平 张仲超 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期161-165,共5页

用扩展的卡尔曼滤波器(EKF)估计异步电机闭环矢量控制系统中速度变量 /转子磁链的难点是,系统运行的消息噪声和测量噪声模型不易准确获得,而滤波估计的精度和收敛性主要受其影响。为此,提出了一种基于遗传算法(GA)的磁场定向闭环系统噪... 用扩展的卡尔曼滤波器(EKF)估计异步电机闭环矢量控制系统中速度变量 /转子磁链的难点是,系统运行的消息噪声和测量噪声模型不易准确获得,而滤波估计的精度和收敛性主要受其影响。为此,提出了一种基于遗传算法(GA)的磁场定向闭环系统噪声协方差全局寻优方法,解决了噪声模型难以辨识的实际问题。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 异步电机 闭环矢量控制系统 速度估计 卡尔曼滤波器 遗传算法 辨识 噪声模型

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极限行驶条件下车辆质心侧偏角观测器设计 被引量：9

12

作者 朱绍中 高晓杰 余卓平 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1070-1074,1114,共6页

用非线性车辆模型线性化方法,设计了基于广义卡尔曼滤波器和广义龙贝格观测器的质心侧偏角估计算法.给出考虑了轮胎非线性特性的扩展二自由度车辆模型,用非线性最小二乘法拟合轮胎模型的参数;分析非线性模型的能观性,并通过局部线性化方... 用非线性车辆模型线性化方法,设计了基于广义卡尔曼滤波器和广义龙贝格观测器的质心侧偏角估计算法.给出考虑了轮胎非线性特性的扩展二自由度车辆模型,用非线性最小二乘法拟合轮胎模型的参数;分析非线性模型的能观性,并通过局部线性化方法,将非线性模型在当前状态处线性化,并得到近似的线性模型;设计了广义卡尔曼滤波器和线性化龙贝格观测器,并证明观测器的稳定性;最后,通过典型的操纵稳定性试验,验证算法的有效性.极限行驶工况下采用非线性模型线性化的方法,能获得更高的估计精度. 展开更多

关键词 质心侧偏角估计 局部线性化 广义卡尔曼滤波器 广义龙贝格观测器

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扩张状态观测器在惯导系统初始对准中的应用研究 被引量：1

13

作者 王超 马林立 《舰船科学技术》 2009年第7期85-88,共4页

根据平台式惯导系统初始对准的误差模型,首先介绍了初始对准的卡尔曼滤波方法,而后研究了把扩张状态观测器与卡尔曼滤波器相结合用于惯导系统的初始对准方法,最后对系统在受干扰和未受干扰2种情况下,分别进行了仿真研究。仿真结果表明,... 根据平台式惯导系统初始对准的误差模型,首先介绍了初始对准的卡尔曼滤波方法,而后研究了把扩张状态观测器与卡尔曼滤波器相结合用于惯导系统的初始对准方法,最后对系统在受干扰和未受干扰2种情况下,分别进行了仿真研究。仿真结果表明,该方法与卡尔曼滤波方法相比,在保证对准精度的条件下,系统姿态角对准时间大大缩短;在系统受到干扰时,该方法仍具有很强的适应性和稳定性。 展开更多

关键词 平台式惯导系统 扩张状态观测器 卡尔曼滤波器 初始对准

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基于改进卡尔曼滤波的无速度传感器探究 被引量：14

14

作者 张海刚 聂圆圆 +3 位作者 张磊 王步来 叶银忠 万衡 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3761-3769,共9页

永磁同步电动机PMSM的滑模观测器参数误差所造成的估算误差和反电动势中存在的高频纹波都会导致永磁电机的无速度传感器控制系统稳定状况变差。提出了一种在低通滤波的基础上添加卡尔曼滤波器环节的估算方法来消除高频纹波,在滑模观测... 永磁同步电动机PMSM的滑模观测器参数误差所造成的估算误差和反电动势中存在的高频纹波都会导致永磁电机的无速度传感器控制系统稳定状况变差。提出了一种在低通滤波的基础上添加卡尔曼滤波器环节的估算方法来消除高频纹波,在滑模观测器前端引入卡尔曼滤波器来消除高频纹波,使得永磁同步电机的控制系统具有更好的稳态效果和动态响应。搭建Matlab仿真平台对提出方法进行验证,仿真结果表明增加卡尔曼滤波后滑模观测器不仅鲁棒性强,而且在一定程度上抑制了抖振,提高了电机滑模控制系统的稳定性,系统快速性和动态性能也得到了改善。 展开更多

关键词 滑模观测器 永磁同步电机 无速度传感器 卡尔曼滤波器

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基于观测器的传感器故障检测方法对比分析 被引量：7

15

作者 陶立权 刘程 +2 位作者 张正 王倩 王伟 《航空发动机》 北大核心 2020年第3期46-53,共8页

针对航空发动机传感器故障检测方法的适用范围缺乏量化数据问题,提出以故障检测性能指标为依据,对基于卡尔曼滤波器和基于自适应滑模观测器的故障检测方法适用性进行对比分析。分别设计了基于卡尔曼滤波器的残差生成和自适应滑模观测器... 针对航空发动机传感器故障检测方法的适用范围缺乏量化数据问题,提出以故障检测性能指标为依据,对基于卡尔曼滤波器和基于自适应滑模观测器的故障检测方法适用性进行对比分析。分别设计了基于卡尔曼滤波器的残差生成和自适应滑模观测器的故障估计检测方法,根据故障检测策略实现故障检测;以蒙特卡罗法生成随机故障,对比分析在故障和干扰同时存在的情况下2种方法的故障检测效果和适用范围;基于DGEN 380发动机进行仿真,仿真结果表明:基于卡尔曼滤波器的故障检测方法对高斯噪声的处理能力较强,但故障检测率不足50%,尤其是针对软故障效果较差;而基于滑模观测器的故障检测方法在不考虑测量噪声的情况下,针对软硬故障检测的效果均较好,但处理传感器测量噪声的能力较差。 展开更多

关键词 故障检测 性能指标 传感器 卡尔曼滤波器 滑模观测器 软硬故障 航空发动机

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线性扩张状态观测滤波器的分析与应用 被引量：1

16

作者 檀盼龙 李益敏 +1 位作者 赵相宾 邵欣 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期41-47,共7页

针对控制系统的输出容易受到噪声干扰的问题,提出了一种基于线性扩张状态观测器的滤波算法.线性扩张状态观测滤波器基于扩张状态观测器对系统状态和扩张状态的精确观测能力,不需要预先确定测量噪声的统计特征即可对采样频率未知或者采... 针对控制系统的输出容易受到噪声干扰的问题,提出了一种基于线性扩张状态观测器的滤波算法.线性扩张状态观测滤波器基于扩张状态观测器对系统状态和扩张状态的精确观测能力,不需要预先确定测量噪声的统计特征即可对采样频率未知或者采样频率变化的系统输出进行滤波,而且结构简单,便于实现和调试.分析过程证明了扩张状态观测滤波器的收敛性,并给出了对应的离散表达式.仿真分析表明,线性扩张状态观测滤波器与卡尔曼滤波器相比具有更快的计算速度和更高的滤波精度,因而更加实用.在动力翼伞系统风场辨识中的应用进一步说明了扩张状态观测滤波器的有效性. 展开更多

关键词 扩张状态观测器 滤波器 自抗扰控制 动力翼伞 风场辨识

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ESO滤波器在运动参数估计中的仿真研究 被引量：1

17

作者 王晓卫 周启煌 王仲 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1766-1768,1792,共4页

通常情况下使用Kalman滤波器进行参数估计,然而在目标运动模型和噪声统计特性存在不确定性的条件下,Kalman滤波的应用将会受到一些限制。在分析ESO滤波器滤波性能的基础上,将其应用在运动参数估计中,有效地解决Kalman滤波所遇到的问题... 通常情况下使用Kalman滤波器进行参数估计,然而在目标运动模型和噪声统计特性存在不确定性的条件下,Kalman滤波的应用将会受到一些限制。在分析ESO滤波器滤波性能的基础上,将其应用在运动参数估计中,有效地解决Kalman滤波所遇到的问题。并从系统噪声分别为高斯白噪声、有色噪声和目标作机动运动这三个方面与Kalman滤波器进行了比较。仿真结果表明ESO滤波器算法简单,有效,具有鲁棒性。 展开更多

关键词 计算机视觉 扩张状态观测器 卡尔曼滤波器 运动参数估计

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惯导平台漂移误差参数辨识的实验研究 被引量：5

18

作者 付振宪 裴听国 +1 位作者 吕伯儒 邓正隆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1999年第4期13-16,共4页

本文给出了某型号惯导平台漂移误差参数辨识的一个工程实例。平台上陀螺输出的零位误差和质量不平衡误差是引起平台漂移的主要因素。为此，我们建立起描述平台漂移的数学模型，取框架角的测量值做为系统的输出，框架角和误差系数都被定... 本文给出了某型号惯导平台漂移误差参数辨识的一个工程实例。平台上陀螺输出的零位误差和质量不平衡误差是引起平台漂移的主要因素。为此，我们建立起描述平台漂移的数学模型，取框架角的测量值做为系统的输出，框架角和误差系数都被定义成了状态变量，这样参数辨识问题就转化成了对状态的估计。为使各误差系数都能受到重力的充分激励和便于工程应用，实验中我们采用了六位置伺服状态测漂方案。实验结果表明，应用ＥＫＦ 可以获得较好的辨识效果，明显优于力反馈法和光点测漂法。 展开更多

关键词 惯导平台 漂移误差 辨识 扩展的卡尔曼滤波器

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基于气动参数辨识的飞控系统传感器故障估计 被引量：5

19

作者 王俭臣 齐晓慧 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期103-110,共8页

气动参数的不确定性使得飞行器表现出明显的模型时变特点,此类系统的故障诊断问题是一个难点。以无人机纵向运动为研究对象,提出一种基于气动参数辨识和迭代学习的传感器故障估计方案。将增广容积卡尔曼滤波(ACKF)算法用于气动参数估计... 气动参数的不确定性使得飞行器表现出明显的模型时变特点,此类系统的故障诊断问题是一个难点。以无人机纵向运动为研究对象,提出一种基于气动参数辨识和迭代学习的传感器故障估计方案。将增广容积卡尔曼滤波(ACKF)算法用于气动参数估计,实现飞机模型的在线辨识。故障一旦发生,将辨识得到的气动参数用于局部包络建模,并利用迭代学习算法构造传感器故障估计器。此外,为提高故障的迭代收敛速度,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)思想的迭代学习算法。故障仿真实验表明了所提方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 控制科学与技术 传感器故障 飞行控制系统 气动参数 增广容积卡尔曼滤波器 迭代学习 扩张状态观测器

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一种用于径向基函数网络辨识非线性系统的新算法 被引量：2

20

作者 黄远灿 孙圣和 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第4期74-81,共8页

使用卡尔曼滤波器和分簇算法组成一种新的混合算法用于径向基函数网络辨识非线性系统．由于卡尔曼滤波器和分簇算法都采用线性学习规则，收敛速度很快，故新算法能增加网络自适应能力．仿真结果表明了该算法的有效性．

关键词 卡尔曼滤波器 径向基函数网络 非线性系统 辨识

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