检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2025年第2期56卷 38-47页

作者：满忠贤何杰冯达文李仁浩邓小兵涂团鹏汪沛胡炼华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 农业装备技术全国重点实验室广州510642

针对水田自动驾驶农机遇到侧滑时速度突变导致转角估计不准确的问题,本文提出了一种基于双观测值融合卡尔曼滤波器的水田作业农机转向轮角估计方法,建立了水田作业农机转向轮角估计模型。首先采用改进型两轮农机侧滑模型获得基于运动学... 详细信息

针对水田自动驾驶农机遇到侧滑时速度突变导致转角估计不准确的问题,本文提出了一种基于双观测值融合卡尔曼滤波器的水田作业农机转向轮角估计方法,建立了水田作业农机转向轮角估计模型。首先采用改进型两轮农机侧滑模型获得基于运动学模型的水田农机前轮转向角度,其次对所采集的GPS速度和惯性导航速度采用加权观测融合的方法对转向模型的水田农机作业速度进行补偿,最后提出了基于双观测值融合卡尔曼滤波器的水田作业农机轮向轮角估计方法,将基于运动学模型的前轮转向角和基于转向电机编码的前轮转向角作为双观测值,从而估计水田农机前轮转角。为验证本文所提方法,以水稻直播机为研究平台,在水田中开展速度校正、前轮转向角估计试验和直线跟踪试验。速度校正试验结果表明,水田硬底层高低不平是前轮转角拟合精度不佳的直接原因,本文所提方法将直播机速度稳定在一定范围内,解决了因水田硬底层起伏变化造成前轮转角拟合精度不佳的问题。前轮转向角估计试验结果表明,农机前轮估计角度相对角度传感器角度变化跟踪误差平均值为0.12°,偏差最大值为1.67°,偏差标准差为0.4°。本文所提方法能够准确地测量农机前轮转向角,最终控制直播机稳定追踪目标角度,满足水田农机前轮转角估计精度要求。直线跟踪试验结果表明,在水田环境下,平均绝对误差为3.14 cm,位置偏差标准差为2.11 cm。本文提出的方法适用于水田无人驾驶,提高了转角估计精度和农机导航作业质量。

关键词：水田农业机械自动驾驶卡尔曼滤波器

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卡尔曼滤波器在抑制力矩扰动中的应用

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红外与激光工程 2014年第7期43卷 2240-2244页

作者：刘磊沈宏海张葆中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

在光电稳定平台中,摩擦力矩以及探测器制冷机扰动力矩都是影响平台稳定精度的主要扰动源之一。为了克服经典控制方法对机载光电稳定平台探测器制冷机扰动力矩和轴系摩擦力矩抑制能力的不足,在机载光电稳定平台中引入卡尔曼滤波器算法,... 详细信息

在光电稳定平台中,摩擦力矩以及探测器制冷机扰动力矩都是影响平台稳定精度的主要扰动源之一。为了克服经典控制方法对机载光电稳定平台探测器制冷机扰动力矩和轴系摩擦力矩抑制能力的不足,在机载光电稳定平台中引入卡尔曼滤波器算法,其作用在于用递推算法将系统及随机测量噪声滤掉。仿真结果表明,采用此方法可以有效抑制轴系力矩扰动。与普通PID校正算法相比,采用卡尔曼滤波器闭环校正算法的调速精度由40%提高到优于1%。达到了提高稳定精度,克服噪声干扰的目的。

关键词：卡尔曼滤波器摩擦力矩光电稳定平台稳定精度

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卡尔曼滤波器与神经网络串行的轮胎载荷识别模型

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振动与冲击 2023年第11期42卷 262-270,294页

作者：曾俊玮季元进任利惠周荣笙李超杨兴荣同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804

轮胎载荷是车辆设计和安全性评估的基础数据,对轮胎进行高精度的载荷识别具有重要意义。针对轮胎载荷直接测量昂贵、复杂的现状以及基于纯物理驱动与纯数据驱动的载荷识别方法的局限性,提出一种物理-数据联合驱动的载荷识别模型。该模... 详细信息

轮胎载荷是车辆设计和安全性评估的基础数据,对轮胎进行高精度的载荷识别具有重要意义。针对轮胎载荷直接测量昂贵、复杂的现状以及基于纯物理驱动与纯数据驱动的载荷识别方法的局限性,提出一种物理-数据联合驱动的载荷识别模型。该模型由卡尔曼滤波器与神经网络修正模型串行组成,卡尔曼滤波器对载荷进行初步识别,修正模型通过卷积神经网络和长短期记忆网络提取信号的空间和时间特征,预测卡尔曼滤波器的偏差并对识别结果予以修正。以APM300胶轮车辆为例进行载荷识别,结果表明,该串行模式载荷识别模型通过将物理驱动与数据驱动方法有机结合,综合整个系统的规则与经验,有效地克制了参数扰动的影响,提升了载荷识别精度,具有较强的泛化性能,具备一定的工程应用价值。

关键词：卡尔曼滤波器卷积神经网络长短期记忆网络物理-数据联合驱动轮胎载荷识别

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基于卡尔曼滤波器及深度强化学习的双有源全桥变换器控制策略

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高电压技术 2024年第2期50卷 714-724,I0026页

作者：武涵贾燕冰韩肖清石俊逸孟祥齐电力系统运行与控制山西省重点实验室(太原理工大学) 太原030024

高比例的新能源以及随机性负载大量接入微电网,其不确定性带来的大扰动对直流母线电压的稳定性造成不良影响。为了实现大扰动下快速、自适应的电压调节,针对双有源桥式DC-DC变换器(dualactivebridge,DAB)提出了一种基于卡尔曼滤波器(Kal... 详细信息

高比例的新能源以及随机性负载大量接入微电网,其不确定性带来的大扰动对直流母线电压的稳定性造成不良影响。为了实现大扰动下快速、自适应的电压调节,针对双有源桥式DC-DC变换器(dualactivebridge,DAB)提出了一种基于卡尔曼滤波器(Kalmanfilter,KF)及深度强化学习的新型复合控制策略。设计了基于Actor-Critic架构的深度确定性策略梯度强化学习智能体,采用KF的最佳观测结果作为前馈补偿提高输出电压调节的准确性,通过在线学习自动调整DAB变换器的控制参数,保证直流变换器在面临系统各种扰动问题时均保持稳定,最后通过仿真和实验验证了该控制策略的有效性。

关键词：双有源桥式DC-DC变换器深度强化学习 DDPG智能体卡尔曼滤波器大扰动

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基于卡尔曼滤波器的传像光纤束位置搜索

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红外与毫米波学报 2010年第2期29卷 156-160页

作者：安博文潘胜达陈桂林上海海事大学信息工程学院上海200135 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 上海广电(集团)有限公司中央研究院上海200233

为获取超高分辨率图像,设计了一种入端为线阵排列、出端为面阵排列的传像光纤束.利用该光纤束的成像系统在合成目标图像时,需要建立光纤束出端、入端位置坐标表.介绍了一种基于卡尔曼滤波器的算法,对出端光纤位置逐一搜索;搜索光纤位置... 详细信息

为获取超高分辨率图像,设计了一种入端为线阵排列、出端为面阵排列的传像光纤束.利用该光纤束的成像系统在合成目标图像时,需要建立光纤束出端、入端位置坐标表.介绍了一种基于卡尔曼滤波器的算法,对出端光纤位置逐一搜索;搜索光纤位置时区分层内、层间设置不同初始步长,按均方误差最小原则对搜索步长进行修正.算法采用了比对终止边界、标定已搜索光纤两种稳健性措施,‘Z’字型搜索路径提高了算法效率.实验结果表明,搜索算法得到的位置坐标表准确标定光纤位置,提取光纤束耦合的信息还原了目标图像.

关键词：传像光纤束位置搜索卡尔曼滤波器位置坐标表

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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

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电工技术学报 2016年第15期31卷 147-155页

作者：邱文彬柴建云陆海峰曾颖宇孙旭东电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京100084

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... 详细信息

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。

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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基于多项式卡尔曼滤波器的车辆定位试验

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农业工程学报 2012年第18期28卷 49-56页

作者：赵汝祺赵祚喜赵汝准华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 华南农业大学公共基础课实验教学中心广州510642

为了研究多项式卡尔曼滤波器在车辆定位中的应用特性,分析阶数对多项式卡尔曼滤波器估算精度的影响以及评估多项式卡尔曼滤波器的工作性能,该文通过多项式拟合对非线性系统建模,构建多项式卡尔曼滤波器并进行车辆多传感器融合定位试验... 详细信息

为了研究多项式卡尔曼滤波器在车辆定位中的应用特性,分析阶数对多项式卡尔曼滤波器估算精度的影响以及评估多项式卡尔曼滤波器的工作性能,该文通过多项式拟合对非线性系统建模,构建多项式卡尔曼滤波器并进行车辆多传感器融合定位试验验证。首先分析了多项式的阶数对多项式卡尔曼滤波器的影响和多项式卡尔曼滤波器的工作性能评价方法;其次,在车辆定位常用的里程计航位推算公式的基础上分别使用0阶、1阶和2阶多项式对车辆纵向速度和航向角进行拟合,建立0阶、1阶和2阶多项式卡尔曼滤波器。在Pioneer 3-AT移动机器人平台上进行试验,多项式卡尔曼滤波器融合信息来源于里程计和AHRS传感器,RTK-GPS测量轨迹作为参考轨迹;同时将卡尔曼滤波理论误差和实际误差进行对比分析,验证了多项式卡尔曼滤波器的工作性能。试验结果显示,所建立的多项式卡尔曼滤波器的实际误差均在超过68%的滤波时间里处于理论误差范围内,验证了滤波器的工作性能正常。0阶多项式卡尔曼滤波器定位精度在X、Y轴方向上分别比里程计航位推算法提高63%和77%;1阶的定位精度优于0阶,2阶的定位精度优于0阶但劣于1阶,说明更高阶的多项式对里程计航位推算公式的车辆纵向速度和航向角拟合,对提高定位精度并无重要作用。该文研究对构建多项式卡尔曼滤波器,评估多项式卡尔曼滤波器的工作性能,以及多项式卡尔曼滤波器在车辆定位的实践应用提供参考。

关键词：车辆定位多项式算法拟合卡尔曼滤波器多传感器融合

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采用卡尔曼滤波器的PMSM改进预测函数控制

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电机与控制学报 2015年第7期19卷 88-94页

作者：王爽朱文举黄苏融季画上海大学机电工程与自动化学院上海200072

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... 详细信息

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。

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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异常值和未知观测噪声鲁棒的卡尔曼滤波器

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系统工程与电子技术 2021年第3期43卷 593-602页

作者：方安然李旦张建秋复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433 复旦大学电子工程系上海200433

给出了对异常值和未知分布的观测噪声鲁棒的卡尔曼滤波器。分析表明当以Huber损失函数替代推导卡尔曼滤波器最大后验准则中观测误差的l2范数时,就构造了一个新的准则。由于Huber损失函数可同时描述l1和l2范数,因此由这个新准则推导的卡... 详细信息

给出了对异常值和未知分布的观测噪声鲁棒的卡尔曼滤波器。分析表明当以Huber损失函数替代推导卡尔曼滤波器最大后验准则中观测误差的l2范数时,就构造了一个新的准则。由于Huber损失函数可同时描述l1和l2范数,因此由这个新准则推导的卡尔曼滤波器,在具有传统卡尔曼滤波器性质的同时,也有了l1范数对异常值鲁棒的特性。而当含异常值的观测噪声统计分布未知时,利用含未知参数的高斯混合模型描述其分布以及变分贝叶斯推理,提出了对异常值和未知统计分布观测噪声鲁棒的卡尔曼滤波器。仿真和实验在验证了分析结果正确的同时,也表明提出算法的性能优于现有文献报道鲁棒类的卡尔曼滤波器。

关键词：卡尔曼滤波器 Huber损失函数高斯混合分布期望最大化算法变分贝叶斯

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基于卡尔曼滤波器的背景抑制及小目标检测

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华中科技大学学报（自然科学版） 2004年第12期32卷 7-9页

作者：刘志军陈朝阳沈绪榜苏旭武华中科技大学图像识别与人工智能研究所湖北武汉430074

提出了一种采用卡尔曼滤波器作为杂波背景预测器的小目标检测方法 .相比较于传统的梯度下降算法 ,该方法充分利用了假设的杂波图像模型 ,并且算法中也没有影响检测性能的步长参数 ,因而具有更好的检测性能 .实验表明 ,该方法能有效地抑... 详细信息

提出了一种采用卡尔曼滤波器作为杂波背景预测器的小目标检测方法 .相比较于传统的梯度下降算法 ,该方法充分利用了假设的杂波图像模型 ,并且算法中也没有影响检测性能的步长参数 ,因而具有更好的检测性能 .实验表明 ,该方法能有效地抑制杂波 ,并同时增强小目标的信号 .

关键词：目标检测杂波抑制自适应滤波器卡尔曼滤波器

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