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一种信标水声定位的改进扩展卡尔曼滤波算法

声学技术 2020年第6期39卷 752-757页

作者：刘建波韩树平徐景峰杨刚海军潜艇学院山东青岛266000

水声测距误差通常偏离高斯分布,纯距离扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)定位跟踪算法误差较大。在将测距噪声分为高斯分量和非高斯缓变分量的基础上,提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波EKF算法(Improved Extended Kalman Filter... 详细信息

水声测距误差通常偏离高斯分布,纯距离扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)定位跟踪算法误差较大。在将测距噪声分为高斯分量和非高斯缓变分量的基础上,提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波EKF算法(Improved Extended Kalman Filter,IEKF)和初值选取方法。利用仿真实验和湖试对IEKF算法进行了验证,结果表明IEKF算法能够对测距偏差进行跟踪补偿,定位精度明显优于常规EKF算法。

关键词：水声定位测距误差改进扩展卡尔曼滤波初值选取

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基于改进扩展卡尔曼滤波算法的空中目标跟踪

舰船电子对抗 2013年第6期36卷 34-37页

作者：孙杰胡瑞杨辉海军大连舰艇学院大连116018

采用扩展卡尔曼滤波方法建立了雷达跟踪模型,对空中目标航迹进行滤波,为了减少雷达量测噪声的不稳定变化对系统跟踪性能的影响,对扩展卡尔曼滤波算法进行了改进,利用新息方差的计算来调整卡尔曼滤波器的增益。仿真结果表明,采用改进扩... 详细信息

采用扩展卡尔曼滤波方法建立了雷达跟踪模型,对空中目标航迹进行滤波,为了减少雷达量测噪声的不稳定变化对系统跟踪性能的影响,对扩展卡尔曼滤波算法进行了改进,利用新息方差的计算来调整卡尔曼滤波器的增益。仿真结果表明,采用改进扩展卡尔曼滤波算法后,在雷达量测噪声发生大幅变化的情况下,经过滤波后的位置和速度误差仍然趋于稳定。表明该方法具有很好的滤波性能及跟踪精度,并可以提高空中目标航迹预测的精确性。

关键词：改进扩展卡尔曼滤波目标跟踪航迹预测滤波方差

基于改进扩展卡尔曼滤波算法的锂离子电池荷电状态估计

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机械制造与自动化 2017年第5期46卷 130-133页

作者：邹峰陈则王南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106

针对在复杂应力条件下扩展卡尔曼滤波估计锂离子电池SOC的估计精度不高问题,提出了一种改进扩展卡尔曼滤波算法的锂离子电池SOC估计方法。通过运用Sage-Husa自适应算法来对系统噪声与观测噪声进行修正。最后设计了DST工况实验进行验证,... 详细信息

针对在复杂应力条件下扩展卡尔曼滤波估计锂离子电池SOC的估计精度不高问题,提出了一种改进扩展卡尔曼滤波算法的锂离子电池SOC估计方法。通过运用Sage-Husa自适应算法来对系统噪声与观测噪声进行修正。最后设计了DST工况实验进行验证,实验结果表明,相比Ah法与扩展卡尔曼滤波估计法,改进扩展卡尔曼滤波估计法具有更高的精度与收敛性,最大估计误差不超过0.7%,是一种行之有效的方法。

关键词：锂离子电池改进扩展卡尔曼滤波 Thevenin模型 SOC

动态传输下基于改进卡尔曼滤波的电力计量计费数据状态估计

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电力系统及其自动化学报 2021年第2期33卷 102-107页

作者：俞磊陈海滨朱铮沈培刚沈琦林文浩国网上海市电力公司电力科学研究院上海200051

电力计量计费数据是电力营销业务公平公正实施的重要基础,具有数量总量大、通信方式多样等特点。为更加合理地利用通信资源并提升数据的可靠性,提出了一种动态传输下的改进扩展卡尔曼滤波方法用于电力计量计费数据的动态状态估计。首先... 详细信息

电力计量计费数据是电力营销业务公平公正实施的重要基础,具有数量总量大、通信方式多样等特点。为更加合理地利用通信资源并提升数据的可靠性,提出了一种动态传输下的改进扩展卡尔曼滤波方法用于电力计量计费数据的动态状态估计。首先,利用动态传输策略有选择地将区域电力计量计费数据传输到用户用电信息采集平台。然后,提出了一种改进扩展卡尔曼滤波方法,对电力计量计费数据进行动态状态估计,该算法利用不确定项表示线性化误差,在保证状态估计精度的基础上提高了计算速度。最后,用标准的IEEE-33配电网用户电表数据案例验证了该算法的可行性。

关键词：配电网电力计量计费数据状态估计动态传输策略改进扩展卡尔曼滤波

激励与转角信息未知条件下桥梁结构物理参数识别

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计算力学学报 2024年第5期41卷 948-953页

作者：黄海新金晓辉程寿山河北工业大学土木与交通学院天津300401 交通运输部公路科学研究所桥梁结构安全技术国家工程实验室(北京)北京100080

桥梁结构物理参数识别往往需要完整的结构响应和已知的外加激励信息,这在实践中通常难以实现。为实现转角信息与外加激励数值均未知情况下的桥梁结构物理参数在线识别,先采用静力凝聚方法消去转动自由度,据此将扩展卡尔曼滤波方法与最... 详细信息

桥梁结构物理参数识别往往需要完整的结构响应和已知的外加激励信息,这在实践中通常难以实现。为实现转角信息与外加激励数值均未知情况下的桥梁结构物理参数在线识别,先采用静力凝聚方法消去转动自由度,据此将扩展卡尔曼滤波方法与最小二乘方法结合,提出一种改进的扩展卡尔曼滤波方法。其中,针对静力凝聚后观测方程呈现高度非线性,导致卡尔曼量测矩阵计算低效的问题,引入基于克朗尼克积的分解算法。以一座简支梁桥为例,在移动荷载下进行了仿真测试。结果表明,所提方法能够准确地识别结构物理参数和外加激励,且克朗尼克积引入后,识别精度与程序运行速度均有显著提升。

关键词：物理参数识别激励和转角信息未知改进扩展卡尔曼滤波静力凝聚法量测矩阵分解

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动力型锂电池SOC与SOH协同估计

太赫兹科学与电子信息学报 2020年第4期18卷 750-755页

作者：刘熹李琳刘海龙西安石油大学陕西省油气井测控技术重点实验室陕西西安710065 西安石油大学电子工程学院陕西西安710065

锂电池及其应用近年来逐渐成为研究热点。以提高电池管理系统(BMS)对电池荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)的估算精确度为目标,在建立二阶Thevenin等效电路模型基础上提出一种能在线协同估算电池荷电状态和健康状态的改进扩展卡尔曼滤波算... 详细信息

锂电池及其应用近年来逐渐成为研究热点。以提高电池管理系统(BMS)对电池荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)的估算精确度为目标,在建立二阶Thevenin等效电路模型基础上提出一种能在线协同估算电池荷电状态和健康状态的改进扩展卡尔曼滤波算法。通过分阶段脉冲放电实验,并利用最小二乘法求得模型参数。在动态应力测试工况(DST)下借助Matlab对比分析了改进扩展卡尔曼算法在SOC和SOH估计精确度、错误初值时算法收敛性、算法复杂度等方面的性能。实验表明,利用该算法可以精确估计出各采样点处的SOC和SOH,误差低于1%;且在初值不准确情况下,运行算法可快速收敛至真值附近,算法估算结果的准确性与模型参数的微调无关,鲁棒性较好。

关键词：动力锂电池 SOC估算 SOH估算改进扩展卡尔曼滤波等效电路模型

基于改进EKF算法变温度下的动力锂电池SOC估算

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储能科学与技术 2020年第1期9卷 204-210页

作者：蒋聪王顺利李小霞熊鑫西南科技大学信息工程学院

动力锂电池的荷电状态(SOC)准确估算是电池安全可靠有效使用的关键。而温度对动力锂电池的性能有较大影响,在综合分析动力锂电池SOC估算的各种因素的基础上,结合各种现有的SOC估算方法,比较了优缺点。考虑到−10~40℃的温度变化,对中航... 详细信息

动力锂电池的荷电状态(SOC)准确估算是电池安全可靠有效使用的关键。而温度对动力锂电池的性能有较大影响,在综合分析动力锂电池SOC估算的各种因素的基础上,结合各种现有的SOC估算方法,比较了优缺点。考虑到−10~40℃的温度变化,对中航三元锂50 A·h锂电池在不同温度下进行混合脉冲功率性能测试试验(HPPC)以进行锂电池参数辨识,探究锂电池参数随温度变化特性,建立适应温度变化的Thévenin等效电路模型,运用平方根分解改进扩展卡尔曼滤波(EKF)算法进行SOC估算,以避免由于计算机字长引起的计算误差导致的滤波发散。对锂电池在变温度下进行参考汽车工况进行实验,导出电池数据在Simlink进行算法估算效果仿真验证。结果表明基于所使用变温度下的Thévenin等效电路模型运用改进EKF进行SOC估算的最大误差小于1.5%,平均误差为0.37%。上述方法可以校正SOC初始值的误差,不依赖于初始值的准确性,能实现不同温度下的SOC估算。

关键词：动力锂电池 SOC估算温度参数辨识 Thévenin模型改进扩展卡尔曼滤波

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移动障碍物检测方法及实现技术的研究

移动障碍物检测方法及实现技术的研究

作者：任庆桦东南大学

学位级别：硕士

中国是世界上盲人数量最多的国家,如何安全行走是盲人日常生活中最大的问题。路面探测、障碍识别和轨迹跟踪一直以来都是导盲研究领域的关键技术,也是盲人进行避障的前提,因此移动障碍物的检测具有重要的研究价值与工程意义。传统的目... 详细信息

中国是世界上盲人数量最多的国家,如何安全行走是盲人日常生活中最大的问题。路面探测、障碍识别和轨迹跟踪一直以来都是导盲研究领域的关键技术,也是盲人进行避障的前提,因此移动障碍物的检测具有重要的研究价值与工程意义。传统的目标定位跟踪研究基本上都采用多个传感器的组合测量方式,但始终存在传感器间的测量值不一致以及相互干扰等问题,并且只能应用在特定的场景下。论文在使用单个超声波传感器的基础上,提出了移动障碍物检测方法并对扩展卡尔曼滤波器实现改进,重点研究了以下几个方面：1.分析探测量程与声波频率、波束角与换能器辐射面积的关系并选取超声波传感器KS109进行测距;在三种典型目标跟踪算法的基础上提出两种移动障碍物检测方法。前一种结合EKF算法仿真分析云台间距对跟踪效果的影响;后一种对EKF算法进行改进并提出“集合EKF滤波器”,通过仿真验证检测方法的可行性和改进算法的性能。2.对移动障碍物检测系统进行模块化设计,包括硬件与软件设计两部分。硬件部分说明各模块的工作原理和使用方法;软件部分以主程序为框架,阐述四个功能子程序的工作流程。结合实际工程意义,确定采取单云台的检测方式,并进行细微的调整。3.搭建实验平台,详细地研究KS109的测量精度和探测范围,并对静止障碍物进行定位和移动障碍物进行检测。实验结果验证了检测系统具有较高的测量精度和稳定的工作性能,能够实现对移动障碍物的定位与跟踪。

关键词：超声波测距目标跟踪改进扩展卡尔曼滤波移动障碍物检测系统

同方学位论文库评论

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一种基于超宽带技术的改进定位算法

荆楚理工学院学报 2020年第2期35卷 35-41页

作者：叶庆雨张润梅吴跃波安徽建筑大学机械与电气工程学院安徽合肥230601

目的:针对UWB室内定位技术由于室内环境复杂等原因导致的定位精度降低的情况,提出了一种在TOA模型下的改进定位算法。方法:该算法结合了Chan与Taylor算法的内容及思想,在对线性方程组进行加权最小二乘的同时,根据门限值的比较进行多次迭... 详细信息

目的:针对UWB室内定位技术由于室内环境复杂等原因导致的定位精度降低的情况,提出了一种在TOA模型下的改进定位算法。方法:该算法结合了Chan与Taylor算法的内容及思想,在对线性方程组进行加权最小二乘的同时,根据门限值的比较进行多次迭代,以获得比Chan和Taylor算法更高的精度,最后对扩展卡尔曼滤波进行改进,将估计值作为改进扩展卡尔曼滤波算法的初始值,对位置进行二次估计定位。结果:通过Matlab仿真该算法得到均方根误差小于12 cm,稳定在10 cm左右。结论:实验表明,与Chan、Taylor算法相比,本文算法能有效减小定位误差,具有更好的稳定性和精度。

关键词：室内定位算法 Chan Taylor 改进扩展卡尔曼滤波