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工程力学 2023年

作者：许斌李衍辉赵冶元国凯福建省智慧基础设施与监测重点实验室(华侨大学) 中国能源建设集团广东省电力设计研究院华侨大学土木工程学院

运用幂级数多项式作为结构恢复力的一种非参数化模型表征，提出一种基于强跟踪容积卡尔曼滤波(Strong Tracking Cubature Kalman Filter， STCKF)的迭代算法，利用多自由度结构的部分加速度响应测量，识别结构质量、刚度、阻尼系数及非... 详细信息

运用幂级数多项式作为结构恢复力的一种非参数化模型表征，提出一种基于强跟踪容积卡尔曼滤波(Strong Tracking Cubature Kalman Filter， STCKF)的迭代算法，利用多自由度结构的部分加速度响应测量，识别结构质量、刚度、阻尼系数及非线性恢复力。以一个含不同数量和不同模型的磁流变阻尼器的非线性结构为对象，通过数值模拟验证了该方法的有效性。通过将以上识别结果与基于改进容积卡尔曼滤波 (Updated Cubature Kalman Filter， UCKF) 的识别算法结果进行比较，表明本文方法的识别结果具有较高准确性。

关键词：非线性恢复力强跟踪容积卡尔曼滤波幂级数多项式模型质量免模型改进容积卡尔曼滤波

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基于容积卡尔曼滤波PMSM无位置传感器控制

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控制工程 2019年第4期26卷 777-782页

作者：王迪沈阳城市建设学院信息与控制工程系沈阳110167

为克服模型不精确和存在外部扰动导致卡尔曼滤波精度下降问题,提出一种改进容积卡尔曼滤波内置式永磁电机无位置传感器控制算法。建立了两相静止坐标下永磁电机状态方程,采用高斯过程回归对系统状态和量测进行学习,并替代容积卡尔曼滤... 详细信息

为克服模型不精确和存在外部扰动导致卡尔曼滤波精度下降问题,提出一种改进容积卡尔曼滤波内置式永磁电机无位置传感器控制算法。建立了两相静止坐标下永磁电机状态方程,采用高斯过程回归对系统状态和量测进行学习,并替代容积卡尔曼滤波中的系统状态方程和量测方程。该方法保留了容积卡尔曼滤波算法的辨识精度,提高了模型不精确和存在外部扰动时系统的鲁棒性,实验结果表明,相对于对比卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波和容积卡尔曼滤波算法,改进的容积卡尔曼滤波算法在辨识精度、实时性及鲁棒性上均更优,具有更广的应用前景。

关键词：改进容积卡尔曼滤波参数辨识无位置传感器精度

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基于图像光度矩特征的无标定视觉伺服系统研究

基于图像光度矩特征的无标定视觉伺服系统研究

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作者：贾修倩山东科技大学

学位级别：硕士

基于图像的无标定视觉伺服(Image-Based Visual Servoing,IBVS)因其精度高、鲁棒性强,在机器人领域具有广泛的应用。准确地求取表述视觉信息与机械臂运动映射关系的图像雅克比矩阵是IBVS的关键问题。本文围绕着图像雅克比矩阵的表征和... 详细信息

基于图像的无标定视觉伺服(Image-Based Visual Servoing,IBVS)因其精度高、鲁棒性强,在机器人领域具有广泛的应用。准确地求取表述视觉信息与机械臂运动映射关系的图像雅克比矩阵是IBVS的关键问题。本文围绕着图像雅克比矩阵的表征和求取问题,针对特征选择和图像雅克比矩阵在线估计过程进行研究,主要工作如下:首先,本文采用光度矩(Photometric Moment)作为视觉图像特征,避免了伺服过程中由于目标点缺失造成的图像雅克比矩阵不满秩问题。在获得全局光度矩的基础上使用二维高斯函数对初始光度矩进行叠加,降低噪声对图像特征的干扰。针对IBVS系统位置控制和姿态控制耦合的问题,以目标的中心距表征X、Y轴平移运动,以几何矩表征Z轴平移运动,以旋转不变矩表征Z轴旋转运动,设计了一组图像特征对图像雅克比矩阵中平移和旋转分量进行解耦。其次,对标准容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filtering,CKF)进行改进,应用于图像雅克比矩阵估计过程中。针对视觉伺服中由于误差逐渐累积导致协方差矩阵非正定的问题,在时间更新和测量更新中对协方差矩阵进行奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD),避免了矩阵无法进行Cholesky分解造成的伺服失败。针对环境突变和噪声问题,在预测协方差矩阵中引入渐消因子,实时调整预测协方差,增强系统对目标的跟踪估计效果。设计了一种基于Improved-CKF的在线估计器对图像雅克比矩阵进行实时估计。最后,在Matlab仿真实验平台上,以Robotics和Vision工具箱为基础设计仿真实验。以基于光度矩的图像特征作为观测向量,采用Improved-CKF算法对图像雅克比矩阵进行在线估计,建立了基于光度矩的无标定视觉伺服Simulink模型。分别对三自由度和四自由度的眼在手构型系统进行仿真实验,并测试了目标遮挡,环境噪声情况下算法的性能。仿真实验证明,本文设计的基于图像光度矩的IBVS系统具有较强的鲁棒性和解耦特性,能够在一定范围内消除姿态与位置的耦合,对无标定视觉伺服的发展具有一定推动作用。

关键词：无标定视觉伺服图像雅可比矩阵光度矩解耦图像特征改进容积卡尔曼滤波

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