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多层ICP闭环检测下的误差状态卡尔曼滤波多模态融合SLAM
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作者 陈丹 陈浩 +3 位作者 王子晨 张衡 王长青 范林涛 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第5期1517-1528,共12页
同步定位与地图构建(SLAM)技术是移动机器人智能导航的基础。该文针对单一传感器SLAM技术存在的问题,提出一种基于激光雷达多层迭代最近点(MICP)点云匹配闭环检测的误差状态卡尔曼滤波(ESKF)多传感器紧耦合2D-SLAM算法。在完成视觉与激... 同步定位与地图构建(SLAM)技术是移动机器人智能导航的基础。该文针对单一传感器SLAM技术存在的问题,提出一种基于激光雷达多层迭代最近点(MICP)点云匹配闭环检测的误差状态卡尔曼滤波(ESKF)多传感器紧耦合2D-SLAM算法。在完成视觉与激光雷达多模态数据的时空同步后,建立了里程计误差模型以及激光雷达与机器视觉点云匹配误差模型,并将其应用于误差状态卡尔曼滤波进行多模态数据融合,以提高SLAM的准确性和实时性。在公共数据集KITTI下进行的Gazebo环境仿真结果表明,该所提算法能够完整还原单一激光2D-SLAM无法获取到的环境障碍物信息,并能显著提高机器人轨迹估计和相对位姿估计精度。最后,采用Turtlebot2机器人在复杂实际大场景下进行了SLAM实验验证,结果表明所提多模态融合SLAM方法可以完整复原环境信息,实现实时的高精度2D地图构建。 展开更多
关键词 移动机器人 多传感器融合 同步定位与地图构建 误差状态卡尔曼滤波 闭环检测
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基于误差状态模糊分析的电容式电压互感器内绝缘状态评价方法 被引量:7
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作者 王欢 王忠东 +2 位作者 卢树峰 陆子刚 刘俭 《电测与仪表》 北大核心 2024年第4期73-80,共8页
电容式电压互感器(CVT)的内绝缘状态是保证其计量准确性和运行稳定性的关键因素。然而,在长期运行过程中,电老化、热老化以及系统过电压等因素会导致CVT的内绝缘状态出现劣化。针对此问题,文中提出了一种数据驱动的CVT内绝缘状态评价方... 电容式电压互感器(CVT)的内绝缘状态是保证其计量准确性和运行稳定性的关键因素。然而,在长期运行过程中,电老化、热老化以及系统过电压等因素会导致CVT的内绝缘状态出现劣化。针对此问题,文中提出了一种数据驱动的CVT内绝缘状态评价方法。该方法利用高压CVT群体之间的电气连接关系构建CVT误差状态的特征参量,基于CVT误差状态与内绝缘状态的相关性,通过模糊分析方法匹配CVT的误差状态与内绝缘状态,实现了在线评价CVT异常内绝缘状态的异常程度和异常类型。 展开更多
关键词 电容式电压互感器 误差状态 内绝缘状态 模糊分析
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基于随机矩阵理论的电子式互感器误差状态相关性分析方法 被引量:14
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作者 胡琛 张竹 +2 位作者 焦洋 李红斌 陈刚 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期45-53,共9页
现场复杂环境下电子式互感器误差影响量交叉作用,解耦困难,确定电子式互感器误差状态和各影响量之间的内在联系较为困难。为此,提出了一种基于高维随机矩阵理论的误差状态相关性分析方法。基于滑动时间窗实时构建了评估矩阵,基于卡尔曼... 现场复杂环境下电子式互感器误差影响量交叉作用,解耦困难,确定电子式互感器误差状态和各影响量之间的内在联系较为困难。为此,提出了一种基于高维随机矩阵理论的误差状态相关性分析方法。基于滑动时间窗实时构建了评估矩阵,基于卡尔曼滤波器实现了稀疏情况下随机矩阵的扩展,建立了相关性评价指标d_(MSR)和I_(MSR),明确了相关性分析步骤。采用所提方法对互感器误差状态监测平台的运行数据进行了算例分析,结果表明所提方法能够确定1个或多个影响量对电子式互感器误差状态的作用程度。 展开更多
关键词 电子式互感器 随机矩阵 影响量 单环定理 评价指标 误差状态
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捷联惯导系统误差状态可观性分析 被引量:12
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作者 吴美平 胡小平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期54-57,76,共5页
捷联惯导系统误差状态可观性分析是为了确定卡尔曼滤波器对系统误差状态的估值效果。本文根据分段常值理论分析了捷联惯导系统误差状态的可观性 ,得到相应的可观性结论 ,并且分析了水平通道的误差状态可观性。所得到的分析结论对设计滤... 捷联惯导系统误差状态可观性分析是为了确定卡尔曼滤波器对系统误差状态的估值效果。本文根据分段常值理论分析了捷联惯导系统误差状态的可观性 ,得到相应的可观性结论 ,并且分析了水平通道的误差状态可观性。所得到的分析结论对设计滤波器时的运动路径设置提供了参考依据。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 可观性分析 分段常值理论 卡尔曼滤波器 误差状态
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基于误差状态方程的采煤机滚筒最优控制调高技术的研究 被引量:3
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作者 王宏 许春雨 田慕琴 《现代电子技术》 2023年第4期20-24,共5页
针对采煤机传统PID调高技术控制滞后和跟踪性能较差的问题,文中提出一种基于误差状态方程的最优控制调高技术,以改善采煤机滚筒调高的响应速度和跟踪性能。首先建立采煤机调高控制系统的数学模型;其次为便于处理,将数学模型转化为状态... 针对采煤机传统PID调高技术控制滞后和跟踪性能较差的问题,文中提出一种基于误差状态方程的最优控制调高技术,以改善采煤机滚筒调高的响应速度和跟踪性能。首先建立采煤机调高控制系统的数学模型;其次为便于处理,将数学模型转化为状态空间方程,利用最优控制方法对状态空间方程进行处理,得到采煤机滚筒调高的最优控制器;再根据当前和过去的已知信息对系统进行反馈补偿,改善系统的动态性能。为验证最优控制调高技术的有效性,在Simulink中搭建最优控制仿真模型和传统PID仿真模型,进行阶跃响应和路径跟踪实验。结果表明,与传统PID控制相比,所提方法响应速度更快,路径跟踪性能较好,可为提高自动化采煤技术中采煤机滚筒调高控制智能化水平提供理论支持。 展开更多
关键词 采煤机 截割滚筒 误差状态方程 数学模型 状态空间方程 最优控制器 反馈补偿
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基于误差状态方程的机械臂H_∞最优控制 被引量:2
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作者 蔡壮 张国良 田琦 《控制工程》 CSCD 北大核心 2014年第S1期48-50,共3页
针对不确定性二自由度机械臂的跟踪控制问题,为了同时保证控制系统的鲁棒稳定和鲁棒性能,提出了基于跟踪误差线性状态方程的H∞最优控制方法。首先建立了二自由度机械臂系统轨迹跟踪误差的状态方程,考虑系统中存在的不确定性和未知扰动... 针对不确定性二自由度机械臂的跟踪控制问题,为了同时保证控制系统的鲁棒稳定和鲁棒性能,提出了基于跟踪误差线性状态方程的H∞最优控制方法。首先建立了二自由度机械臂系统轨迹跟踪误差的状态方程,考虑系统中存在的不确定性和未知扰动,对误差状态推导出基于线性二次型性能指标的鲁棒H∞最优控制律,该控制律不仅保证了控制系统的鲁棒稳定而且使控制系统达到给定性能指标下的鲁棒最优性能。同时证明了闭环系统的渐进稳定性和线性二次型最优。由提出的广义控制力进而得到机械臂的控制力矩,实现鲁棒控制。最后应用simulink对系统进行仿真,仿真结果验证了方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 误差状态方程 机械臂 最优控制 鲁棒控制 LQR
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基于四元数误差状态卡尔曼的杆塔监测系统 被引量:7
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作者 毕文龙 马星河 +1 位作者 周涛 李长江 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第5期720-725,共6页
为了减少因杆塔倾斜造成的电力事故,该文设计了用于野外杆塔的姿态监测系统。系统主要采用误差状态卡尔曼(ESKF)算法对原始信号进行滤波处理,再通过欧拉角和四元数变换的方法进行姿态解算。通过在每次迭代中产生新的对应特征来递归地校... 为了减少因杆塔倾斜造成的电力事故,该文设计了用于野外杆塔的姿态监测系统。系统主要采用误差状态卡尔曼(ESKF)算法对原始信号进行滤波处理,再通过欧拉角和四元数变换的方法进行姿态解算。通过在每次迭代中产生新的对应特征来递归地校正估计的状态,并保持系统在计算上满足四元数的约束,实现陀螺仪和加速度计的随机误差补偿滤波。处理后的数据经过无线传输模块传至后台服务器,最终实现远程监控。通过实验室验证与实地测试一段时间后,结果表明,系统功能稳定,精度高,满足了杆塔的倾斜检测。 展开更多
关键词 输电杆塔 惯性测量单元 四元数 误差状态卡尔曼(ESKF)滤波 在线监测
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基于因子分析法的电子式电压互感器误差状态在线评估 被引量:5
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作者 石永军 杨明泽 +3 位作者 贠振兴 李青宏 李昊洋 兰芳 《现代电子技术》 2023年第6期123-128,共6页
电子式电压互感器由于结构复杂且工作环境恶劣,长时间运行后精度会大幅降低,影响电力系统的安全可靠性和电能贸易交易的公平性。针对传统的离线校验方法长时间停电需要标准互感器的缺点,文中提出一种基于因子分析法的电子式电压互感器... 电子式电压互感器由于结构复杂且工作环境恶劣,长时间运行后精度会大幅降低,影响电力系统的安全可靠性和电能贸易交易的公平性。针对传统的离线校验方法长时间停电需要标准互感器的缺点,文中提出一种基于因子分析法的电子式电压互感器误差状态在线评估方法。利用SPSS软件实现KMO检验和Bartlett球形检验,验证三相电子式电压互感器的二次输出数据适用于因子分析。在系统正常运行下实现模型训练,利用因子算法分离出特殊因子电子式电压互感器误差信号,建立特殊因子的Q统计量阈值;通过计算Q统计量的变化实现误差状态检测,通过Q统计量的贡献率实现三相电子式电压互感器异常准确定位。试验结果表明,所提方法可实现电子式电压互感器计量误差0.1%的在线评估,满足传统定期离线校验0.2级计量精度的评估标准,可为互感器在线监测提供新思路。 展开更多
关键词 电子式电压互感器 误差状态 KMO检验 Bartlett球形检验 因子分析 Q统计量 SPSS统计软件 在线评估
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基于多传感器紧耦合的车辆状态并行估计方法及建图系统
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作者 杜俊文 敖银辉 +1 位作者 宋学佳 舒诚龙 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第5期78-87,共10页
使用多传感器融合技术能使同时定位与建图(SLAM)系统获得更好的性能。传统的Lidar定位系统会产生定位漂移或者在特征稀疏的场景中系统失效。针对以上问题,设计基于迭代误差状态卡尔曼滤波(IESKF[1])理论的并联多传感器融合系统LIGNS,不... 使用多传感器融合技术能使同时定位与建图(SLAM)系统获得更好的性能。传统的Lidar定位系统会产生定位漂移或者在特征稀疏的场景中系统失效。针对以上问题,设计基于迭代误差状态卡尔曼滤波(IESKF[1])理论的并联多传感器融合系统LIGNS,不同传感器可以独立实时地更新车辆状态估计。LIGNS融合了Lidar、IMU以及能额外提供航向测量的双天线GNSS设备。LIGNS通过两步筛选法去除地面点云然后再进行特征提取,特征被保存到滑动窗口内使得特征点云更稠密以应对特征稀疏的场景。实验结果表明LIGNS能够实现高精度定位与建图并且具有更好的实时性。 展开更多
关键词 多传感器融合 状态估计 误差状态卡尔曼滤波 SLAM
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基于非线性状态误差反馈控制律的解耦控制器设计 被引量:1
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作者 魏佩敏 《机床与液压》 北大核心 2003年第2期41-42,229,共3页
从非线性状态误差反馈控制律的基本思想出发,给出了NLSEF解耦控制器的设计方法,并对控制量的变化率、控制量的正确实现等工程问题进行了讨论。
关键词 非线性状态误差反馈控制律 解耦控制 控制器 NLSEF NLPID 设计
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基于模糊非线性状态误差反馈策略的EPS回正控制 被引量:3
11
作者 陈久闪 赵林峰 祖春胜 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第5期595-600,共6页
为了解决电动助力转向(electric power steering,EPS)系统回正控制中快速性与准确性之间的矛盾,提升回正控制的稳定性,文章针对PID控制中积分环节的不利影响及滑模变结构控制(sliding mode control,SMC)较为依赖精确数学模型的问题,采... 为了解决电动助力转向(electric power steering,EPS)系统回正控制中快速性与准确性之间的矛盾,提升回正控制的稳定性,文章针对PID控制中积分环节的不利影响及滑模变结构控制(sliding mode control,SMC)较为依赖精确数学模型的问题,采用了非线性状态误差反馈(nonlinear state error feedback,NLSEF)的EPS回正控制策略;对NLSEF的参数采用模糊化控制调节,以转向盘的转角及角速度作为输入变量,建立回正控制策略模型。台架试验结果对比表明,参数模糊化控制的NLSEF方案明显改善了EPS的回正性能,同一车速条件下,不论转向盘初始状态如何,都能快速、准确地操纵汽车回正。 展开更多
关键词 电动助力转向(EPS) 回正 非线性状态误差反馈(NLSEF) 模糊控制
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融合滑移率校正的智能车辆定位方法
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作者 熊璐 朱佳琪 +3 位作者 陈梦源 李子尧 舒强 卓桂荣 《汽车工程》 北大核心 2025年第5期851-858,共8页
准确可靠的车辆位姿估计是智能车辆决策规划、运动控制等模块的重要输入。本文提出一种融合智能车辆轮胎滑移率在线估计及校正的定位算法,可以在全球导航卫星系统(GNSS)中断期间显著增强惯性导航系统(INS)/轮速传感器(WSS)的融合定位精... 准确可靠的车辆位姿估计是智能车辆决策规划、运动控制等模块的重要输入。本文提出一种融合智能车辆轮胎滑移率在线估计及校正的定位算法,可以在全球导航卫星系统(GNSS)中断期间显著增强惯性导航系统(INS)/轮速传感器(WSS)的融合定位精度。首先,利用车辆加速度和轮速数据,提出了一种针对不同驾驶条件的滑移率实时估计算法,以准确地对轮速信息进行滑移率校正;随后,基于误差状态卡尔曼滤波对GNSS、IMU和校正后的轮速信息进行融合,实现准确可靠的车辆位姿估计。实车实验结果表明,在GNSS中断期间,速度均方根误差最高提升30%,平均水平位置误差里程比可达1.68‰。 展开更多
关键词 智能汽车 融合定位 滑移率估计 误差状态卡尔曼滤波
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考虑下肢运动学约束的LKPDR/INS行人导航算法
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作者 徐向波 高森宇 +2 位作者 朱亚辉 施方艳 张亚楠 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第3期267-272,共6页
针对行人航位推算(PDR)中步长估计模型的准确度受统计结果影响的问题,提出了一种考虑下肢运动学约束的PDR算法(LKPDR)。根据下肢运动学特点,将两个惯性测量单元(IMU)分别固定在行人同侧的大腿和小腿上。通过分析两个传感器相对位置的约... 针对行人航位推算(PDR)中步长估计模型的准确度受统计结果影响的问题,提出了一种考虑下肢运动学约束的PDR算法(LKPDR)。根据下肢运动学特点,将两个惯性测量单元(IMU)分别固定在行人同侧的大腿和小腿上。通过分析两个传感器相对位置的约束关系,基于角速度及运动学方程进行运动学建模。基于LKPDR和惯性导航系统(INS)设计误差状态卡尔曼滤波器,并在状态向量中引入校正因子,用于补偿导航误差。经过不同场景的行人导航实验验证,所提算法的平均定位相对误差为0.98%~1.74%,较线性步长PDR、非线性步长PDR、零速校正和LKPDR算法提高了11.63%~55.35%,具有更高的精度和环境鲁棒性,且无需增设其他传感器。 展开更多
关键词 行人航位推算 行人惯性导航 下肢运动学 误差状态卡尔曼滤波
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弹目相对状态测量误差对拦截效果的影响分析
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作者 张涛涛 方登建 +1 位作者 李静 申森 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期2968-2975,共8页
针对拦截弹中末交班过程中弹目相对状态测量误差引起的脱靶量变化问题,在视线旋转坐标系下推导了弹目相对运动方程并进行解耦分析,基于协方差转换法、连续离散混合系统的协方差描述函数法推导得到了弹目相对状态测量误差在末段传播的解... 针对拦截弹中末交班过程中弹目相对状态测量误差引起的脱靶量变化问题,在视线旋转坐标系下推导了弹目相对运动方程并进行解耦分析,基于协方差转换法、连续离散混合系统的协方差描述函数法推导得到了弹目相对状态测量误差在末段传播的解析解及脱靶量均值、方差的计算方法。仿真解析计算与蒙特卡罗法计算结果一致,并通过解析计算得到拦截弹相对状态测量误差与脱靶量的对应关系以及为实现拦截可允许的相对状态测量误差集。同时,仿真结果可为拦截弹中末交班信息测控精度、加速度饱和限制设计等工作提供技术参考。 展开更多
关键词 拦截弹 相对状态测量误差 拦截效果 脱靶量
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激光雷达与IMU融合的草原风场机器人定位方法
15
作者 寇志伟 景高乐 +3 位作者 崔啸鸣 尹煜 刘利强 齐咏生 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第11期117-124,132,共9页
草原风场具有风力等级高、瞬时风速变化快、环境温度变化大等特点,风场巡检机器人更具有优越性,可以很好地助力风场的数智化建设。针对风场地表崎岖多变、路面高低不平导致的激光雷达点云畸变较大问题,提出一种基于误差状态卡尔曼滤波... 草原风场具有风力等级高、瞬时风速变化快、环境温度变化大等特点,风场巡检机器人更具有优越性,可以很好地助力风场的数智化建设。针对风场地表崎岖多变、路面高低不平导致的激光雷达点云畸变较大问题,提出一种基于误差状态卡尔曼滤波器的激光雷达与惯性测量单元(IMU)融合定位方法(ESKF—LIFL)。对IMU数据进行预积分得到时间段的位姿状态量,并利用该数据通过线性插值方法解算LiDAR点云数据的姿态,对点云进行畸变校正。设计基于误差状态卡尔曼滤波器的LiDAR/IMU数据融合算法,以误差量作为系统的状态量为回环检测提供动态阈值并进行位姿估计,有效提高位姿解算的精度。结果表明,ESKF—LIFL方法输出的预测轨迹精度较高,所提方法在KITTI07数据集序列测试的绝对位姿误差、绝对位姿误差均值达到1.035 m、0.574 m,在KITTI09数据集序列测试的相对位姿误差达到0.418 m,与LOAM算法、LIO—SAM算法相比,上述性能指标分别提升41.16%、27.62%、81.07%。ESKF—LIFL方法能够满足草原风场机器人的自主定位要求,为草原风场巡检定位提供一种新思路。 展开更多
关键词 激光雷达 惯性测量单元 定位 误差状态卡尔曼滤波器 草原风场 巡检机器人
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基于稀疏直接法的水下单目视觉惯性里程计
16
作者 王益美 黄琰 冯浩 《测绘通报》 北大核心 2025年第1期94-100,共7页
针对水下视觉导航在弱纹理环境下定位精度低及稳健性较差的问题,本文提出了一种基于稀疏直接法的水下单目视觉惯性里程计。该方法基于像素灰度不变的假设,通过优化光度误差估计相机位姿,避免了特征点提取和匹配的复杂过程,从而提高了导... 针对水下视觉导航在弱纹理环境下定位精度低及稳健性较差的问题,本文提出了一种基于稀疏直接法的水下单目视觉惯性里程计。该方法基于像素灰度不变的假设,通过优化光度误差估计相机位姿,避免了特征点提取和匹配的复杂过程,从而提高了导航的实时性和稳健性;同时,结合惯性测量单元(IMU)的数据,利用误差状态卡尔曼滤波(ESKF)进行数据融合进一步减小误差,以提高自主水下机器人(AUV)在水下复杂环境导航的稳定性和精度。试验结果表明,误差达厘米级且与单纯的视觉算法相比,有所减小,证明了该系统能够有效融合视觉和惯性信息,在水下导航领域具有较高的精度和稳健性。 展开更多
关键词 稀疏直接法 自主水下机器人 惯性测量单元 视觉惯性里程计 误差状态卡尔曼滤波
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基于切向量拟合的连续体机械臂多IMU形态估计
17
作者 许立松 马国梁 +2 位作者 邹文成 郭健 于睿 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期363-370,共8页
中心杆构型的连续体机械臂,主干是一根连续介质杆,缺少传统机械臂的关节结构,因此形态反馈一直是难以解决的问题。目前,基于多IMU的形态测量方法大多依赖分段常曲率假设,但这种假设在机械臂受到外部负载作用时无法满足,从而影响形态估... 中心杆构型的连续体机械臂,主干是一根连续介质杆,缺少传统机械臂的关节结构,因此形态反馈一直是难以解决的问题。目前,基于多IMU的形态测量方法大多依赖分段常曲率假设,但这种假设在机械臂受到外部负载作用时无法满足,从而影响形态估计的准确性。为了解决这一问题,提出了一种基于切向量拟合的连续体机械臂多IMU形态估计算法。该算法基于Cosserat杆理论对连续体机械臂进行数学建模,能够更准确地描述其变形行为。通过误差状态卡尔曼滤波对多个测量位置的形态进行估计,并求解出每个位置的切向量。接下来,采用B样条方法对各个位置离散的切向量进行拟合,获取以弧长为自变量的切向量函数。最后,通过对连续变化的切向量函数进行积分,完成形态估计。实验表明,该算法在动态轨迹和静态负载下均能实现高精度的形态估计,尤其在负载引起的形态变化较为显著时,算法表现出较强的鲁棒性和稳定性。与传统的基于分段常曲率假设的方法相比,所提算法在末端位置的定位精度和形态重构的准确性方面都有显著提升。在负载较大的情况下,形态估计误差相比现有方法降低了50%以上,证明了其在复杂应用场景中的优越性。 展开更多
关键词 连续体机械臂 形态估计 分布式多IMU B样条曲线 误差状态卡尔曼滤波
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基于激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法
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作者 刘京 魏志强 +1 位作者 蔡春蒙 刘洋 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期78-85,95,共9页
煤矿掘进机精准定位是智能掘进的基础,但井下低光照、高粉尘等恶劣作业环境导致单一定位方法精度低、稳定性差。为提高掘进机在恶劣环境中的定位精度,提出了一种基于误差状态卡尔曼滤波(ESKF)的激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法。首... 煤矿掘进机精准定位是智能掘进的基础,但井下低光照、高粉尘等恶劣作业环境导致单一定位方法精度低、稳定性差。为提高掘进机在恶劣环境中的定位精度,提出了一种基于误差状态卡尔曼滤波(ESKF)的激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法。首先,以悬挂在巷道顶部的球靶中心为巷道坐标系原点,设计基于密度的噪声鲁棒空间聚类(DBSCAN)算法和基于形状特征的球靶点云提取算法,解决传统依靠反射强度区分球靶的方法在粉尘堆积时易失效的问题,结合坐标变换方法构建雷达位置测量系统以获得融合定位基准。其次,利用惯导积分得到掘进机的位置和姿态信息。然后,基于一阶高斯马尔可夫过程进行误差状态建模,采用误差状态卡尔曼滤波算法融合雷达和惯导的输出,得到掘进机在巷道中的融合定位结果,并将融合定位结果反馈给惯导,以校正其累计误差,从而获得精准的定位结果。定位试验结果表明:在掘进机静止状态下,不同位置和姿态角下雷达定位系统的位置误差小于10 cm,惯导定位系统的位置误差小于70 cm;在掘进机运动状态下,融合系统的位置误差为5.8 cm,相比雷达系统的位置误差降低了12.1%。基于激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法可以在复杂掘进工况中满足煤矿掘进机自动截割时的定位需求。 展开更多
关键词 掘进机定位 激光雷达 惯导 误差状态卡尔曼滤波 基于密度的噪声鲁棒空间聚类算法 球靶
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Buck变换器的降阶扩张状态观测器与无抖振滑模控制 被引量:8
19
作者 王书旺 李生权 +1 位作者 哀薇 李娟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期766-774,共9页
针对脉宽调制型Buck变换器的内外干扰和滑模控制的抖振等问题,本文提出了一种基于降阶扩张状态观测器和无抖振滑模的新型控制策略.首先,建立新型的跟踪误差状态空间模型,将匹配和不匹配干扰定义为统一的匹配干扰;然后,设计降阶扩张状态... 针对脉宽调制型Buck变换器的内外干扰和滑模控制的抖振等问题,本文提出了一种基于降阶扩张状态观测器和无抖振滑模的新型控制策略.首先,建立新型的跟踪误差状态空间模型,将匹配和不匹配干扰定义为统一的匹配干扰;然后,设计降阶扩张状态观测器提高跟踪误差微分和系统干扰的估计速度,并抵消负载和输入端的电压变化、系统参数不确定性对控制系统的影响;其次,利用跟踪误差微分的估计值设计滑模控制器抑制干扰估计误差,使得切换项近似为零,实现滑模技术的无抖振控制,提高Buck变换器系统电压跟踪的快速性和准确性.利用李雅普诺夫稳定判据从理论上证明了所提控制器的闭环稳定性.最后,仿真结果表明所提方法通过抑制抖振和内外干扰有效改善Buck变换器的鲁棒性和动态性能. 展开更多
关键词 BUCK变换器 滑模控制 降阶扩张状态观测器 跟踪误差状态空间模型 无抖振
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加速抑制随机初态误差影响的迭代学习控制 被引量:19
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作者 吕庆 方勇纯 任逍 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1295-1302,共8页
针对一类具有不确定性的多输入多输出非线性系统,提出一种迭代学习控制算法.该算法具有的特点是:针对任意初态情形,结合开环D型迭代学习控制器的优点,在时间轴上设计了一个随迭代次数增加而缩短的时间段.在该时间段上,控制算法对状态偏... 针对一类具有不确定性的多输入多输出非线性系统,提出一种迭代学习控制算法.该算法具有的特点是:针对任意初态情形,结合开环D型迭代学习控制器的优点,在时间轴上设计了一个随迭代次数增加而缩短的时间段.在该时间段上,控制算法对状态偏差进行修正,以使系统输出在此段时间后跟踪期望输出,且系统跟踪误差收敛到一个界内.这个界仅由系统自身不确定性和不确定的外界干扰决定,与初态误差无关.当外界扰动为0,以及迭代次数趋于无穷时,经过上述时问段后,系统输出精确跟踪期望输出.理论证明和仿真结果都说明了该算法的有效性. 展开更多
关键词 迭代学习控制 初始状态误差 快速学习 收敛性 鲁棒性
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