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基于无迹卡尔曼方法的风电机组齿轮箱故障诊断

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太阳能学报 2017年第1期38卷 32-38页

作者：曹梦楠邱颖宁冯延晖王浩南京理工大学能源与动力工程学院南京210094

在对风电机组的运行特性和齿轮箱温升机理的研究基础上,提出一种基于无迹卡尔曼方法(UKF)的风电机组故障诊断策略。该模型实现了对齿轮箱温升的有效预测,并在风电机组故障的情况下实现有效检测。对不同故障类型的诊断测试结果可显示机... 详细信息

在对风电机组的运行特性和齿轮箱温升机理的研究基础上,提出一种基于无迹卡尔曼方法(UKF)的风电机组故障诊断策略。该模型实现了对齿轮箱温升的有效预测,并在风电机组故障的情况下实现有效检测。对不同故障类型的诊断测试结果可显示机组局部故障对风电机组各关键参量的动态影响,同时表明UKF方法对不同故障条件下输入参数的变化有特殊响应。因而根据风电机组不同的故障模式,通过有针对性的算法输入参量设计可实现风电机组多种故障的有效诊断,为分析SCADA数据隐含的故障信息提供了一种有效手段。

关键词：故障诊断无迹卡尔曼 SCADA数据非线性状态估计风力发电

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基于EKF和UKF的随钻姿态解算方法研究

安徽理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 12-20页

作者：蔡峰朱美静安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001

目的为解决煤层松软中随钻测量系统测量精度不高的问题。方法提出一种改进的无迹卡尔曼滤波(UKF)和扩展卡尔曼滤波(EKF),分别应用于钻具的姿态滤波算法中并作比较。该方法基于旋转坐标变换的四元数理论和陀螺测量原理,建立钻具姿态传感... 详细信息

目的为解决煤层松软中随钻测量系统测量精度不高的问题。方法提出一种改进的无迹卡尔曼滤波(UKF)和扩展卡尔曼滤波(EKF),分别应用于钻具的姿态滤波算法中并作比较。该方法基于旋转坐标变换的四元数理论和陀螺测量原理,建立钻具姿态传感器数据的非线性观测方程和状态方程,以四元数将测量数据进行转换与更迭,最终消除惯性传感器数据中的误差。与EKF算法相比较,UKF算法利用了UT变换对非线性函数的概率密度分布进行近似,没有忽略高项阶,因此对于非线性分布的统计量有较好的计算精度。结果经仿真验证,UKF的各个滤波误差峰峰值以及标准差小于EKF。结论改进的UKF的滤波算法精度明显高于EKF滤波算法,更加有效地去除惯性传感器中的干扰噪声,有利于提高微机电系统(MEMS)惯性传感器的测量精度,进而提高钻进效率。

关键词：随钻姿态解算 MEMS 扩展卡尔曼无迹卡尔曼

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车辆行驶状态无迹卡尔曼软测量

科学技术与工程 2019年第34期19卷 382-386页

作者：郝亮辽宁工业大学汽车与交通工程学院东北大学机械工程及自动化学院

为了有效解决电动汽车在行驶过程中的车速、质心侧偏角和横摆角速度等参数低成本测量的问题,采用无迹卡尔曼搭建了软测量算法,该算法充分考虑了电动汽车非线性的车辆运动状态估计,对于轮胎侧向力的估计采用非线性的魔术轮胎模型。最终,... 详细信息

为了有效解决电动汽车在行驶过程中的车速、质心侧偏角和横摆角速度等参数低成本测量的问题,采用无迹卡尔曼搭建了软测量算法,该算法充分考虑了电动汽车非线性的车辆运动状态估计,对于轮胎侧向力的估计采用非线性的魔术轮胎模型。最终,通过联合仿真实验方法验证了所建立的软测量算法能够准确、实时地估计出电动汽车的运动参数。

关键词：电动汽车低成本测量无迹卡尔曼软测量算法魔术轮胎模型联合仿真

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二段式自适应无迹卡尔曼姿态估计算法

机电一体化 2021年第1期27卷 3-10页

作者：赵震米智楠杨群慧吴正伟金璐同济大学机械与能源工程学院上海201804 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 同济大学国家海底科学观测系统项目办公室上海200092

精准的潜标姿态信息对研究潜标的水动力响应、下沉路径、最终位置估计,以及所获取的观测数据等方面具有重要价值。为了获取较为精准的姿态信息,在基于四元数的二段式无迹卡尔曼滤波算法的基础上进行改进。提出了一种自适应突变跟踪方法... 详细信息

精准的潜标姿态信息对研究潜标的水动力响应、下沉路径、最终位置估计,以及所获取的观测数据等方面具有重要价值。为了获取较为精准的姿态信息,在基于四元数的二段式无迹卡尔曼滤波算法的基础上进行改进。提出了一种自适应突变跟踪方法,并将自适应算法前移至预处理阶段,避免了解耦的角度被再次耦合,同时使输出的角度值不仅有较高的平滑度,还有较好的突变跟随性。实测数据表明:在姿态角突变时,该算法的突变跟随性较强,而且比原算法的输出更平滑;在姿态角未突变时有较高的平滑度,其均方根误差约为原算法的1/3。

关键词：潜标四元数二段式无迹卡尔曼自适应滤波

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闪烁噪声下的自适应无迹卡尔曼算法

软件 2018年第1期39卷 70-74页

作者：陈政刘康昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500

针对非高斯噪声环境下过程噪声统计特性未知时机动目标跟踪精度不高甚至发散的问题,提出了一种应用EM算法和无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter,UKF)相结合的方法。该方法借助EM算法估计出较准确的过程噪声参数,再使用无迹卡尔曼... 详细信息

针对非高斯噪声环境下过程噪声统计特性未知时机动目标跟踪精度不高甚至发散的问题,提出了一种应用EM算法和无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter,UKF)相结合的方法。该方法借助EM算法估计出较准确的过程噪声参数,再使用无迹卡尔曼滤波算法获得高精度的目标运动状态。仿真实验结果表明,该方法可以有效抑制滤波发散并显著提高跟踪精度。

关键词： EM算法无迹卡尔曼跟踪精度

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基于无迹卡尔曼的分布式电动汽车状态估计

汽车实用技术 2020年第20期45卷 11-12,16页

作者：何昊文长安大学汽车学院陕西西安710064

为了较准确地获取分布式电动汽车的状态信息,满足汽车稳定性控制的要求,文章以三自由度车辆动力学模型为基础,建立了基于无迹卡尔曼滤波的分布式电动汽车状态观测器,对双移线工况下分布式汽车的纵横向车速、横摆角速度、质心侧偏角进行... 详细信息

为了较准确地获取分布式电动汽车的状态信息,满足汽车稳定性控制的要求,文章以三自由度车辆动力学模型为基础,建立了基于无迹卡尔曼滤波的分布式电动汽车状态观测器,对双移线工况下分布式汽车的纵横向车速、横摆角速度、质心侧偏角进行了预测估计。

关键词：分布式电动汽车无迹卡尔曼横摆角速度质心侧偏角

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基于自适应滤波技术的被动协同跟踪算法

战术导弹技术 2023年第5期 83-88,96页

作者：杨月霜田锦昌池庆玺胡航玮北京机电工程研究所北京100074 复杂系统控制与智能协同技术重点实验室北京100074

为增强被动协同跟踪系统对复杂环境的适应性,提高跟踪精度和系统鲁棒性,提出了一种基于自适应滤波技术的目标跟踪算法。该算法通过基于Sage-Husa自适应噪声估计的无迹卡尔曼滤波对多站被动协同定位结果进行状态估计,并利用残差量的局部... 详细信息

为增强被动协同跟踪系统对复杂环境的适应性,提高跟踪精度和系统鲁棒性,提出了一种基于自适应滤波技术的目标跟踪算法。该算法通过基于Sage-Husa自适应噪声估计的无迹卡尔曼滤波对多站被动协同定位结果进行状态估计,并利用残差量的局部动态统计对噪声估计器进行改进,以提高噪声估计的准确性和稳定性。同时,引入协方差自相关量匹配判据来保证噪声方差阵的正定性,防止滤波发散。仿真结果表明,该方法可有效提高噪声估计精度,增强目标跟踪系统对环境的适应性,大幅提升跟踪性能。

关键词：被动雷达协同定位目标跟踪无迹卡尔曼自适应滤波噪声估计残差统计

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永磁同步电机全速度无位置传感器控制研究

永磁同步电机全速度无位置传感器控制研究

作者：展榕啸沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其结构简单、体积小、高效率等优点,近年来在新能源汽车驱动系统中得到广泛应用。为了实现PMSM的高精度、高效率的控制,一般需要采用机械式传感器获取电机转子的位置和速度信... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其结构简单、体积小、高效率等优点,近年来在新能源汽车驱动系统中得到广泛应用。为了实现PMSM的高精度、高效率的控制,一般需要采用机械式传感器获取电机转子的位置和速度信息。然而,这种做法常常伴随着电机体积增大、抗干扰能力变弱、成本升高等一系列问题。无传感器控制技术进入人们的视野并成为PMSM中的一大研究热点。本文主要研究PMSM全速域内无位置传感器控制技术,具体内容如下:(1)针对PMSM低速运行时反电动势低,易受噪声干扰,不易观测的问题,采用高频脉振注入法,根据其电流响应获得电机转子位置和速度信息。由于观测的转子磁极不确定,采用向电机直轴注入高频电压,根据直轴高频电流响应判断转子初始位置。采用龙伯格转子位置观测器来代替锁相环,进一步提升转子位置估计精度。在Matlab/Sinmulik中搭建仿真模型,证明了此方法在低速域时适合估计转子的位置和速度,跟踪性能好、鲁棒性好。(2)PMSM中高速运行时利用卡尔曼滤波进行无感控制,考虑到PMSM的线性化处理会影响转子位置的估计精度,以及扩展卡尔曼滤波有可能导致系统发散的问题,最终采用平方根无迹卡尔曼算法,提升了系统的动态响应能力,也提高了系统的鲁棒性。在Matlab/Simulink中仿真对比,证明了平方根无迹卡尔曼算法性能的优越性。(3)针对PMSM全速域内无位置传感器控制,提出一种将高频脉振注入法和无迹卡尔曼滤波算法有效结合利用的复合控制,电机低速运行时采用高频脉振注入法预估信息,中高速运行时采用平方根无迹卡尔曼滤波来预估,过渡区则利用加权平均法实现两种算法的平滑过渡。经仿真验证,此复合控制能够实现全速域内转子位置和速度精确估计,并具有良好的动态性能。以英飞凌TC275为核心搭建了PMSM无位置传感器控制实验平台,验证了全速域无位置传感器控制算法的可行性和有效性。

关键词：永磁同步电机无传感器控制高频脉振注入无迹卡尔曼复合控制

数控机床永磁同步电机无速度传感器控制策略的研究与实现

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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数控机床永磁同步电机无速度传感器控制策略的研究与实现

作者：张书华河北工程大学

学位级别：硕士

智能制造业精密部件的加工依赖于先进的数控机床,而数控机床的核心之一是伺服系统。目前,高性能伺服系统的研究热点是永磁同步电机伺服系统,因此,本文以数控机床为工程研究背景,以永磁同步电机为具体研究对象。通过永磁同步电机的数学模... 详细信息

智能制造业精密部件的加工依赖于先进的数控机床,而数控机床的核心之一是伺服系统。目前,高性能伺服系统的研究热点是永磁同步电机伺服系统,因此,本文以数控机床为工程研究背景,以永磁同步电机为具体研究对象。通过永磁同步电机的数学模型,构建其矢量控制系统,通过对转速环控制方法、电流环控制方法,无速度传感器技术的研究,提高伺服系统的鲁棒性及系统控制的精度。首先,介绍伺服系统控制策略及控制方法的发展现状,随后选取合适的坐标系建立永磁同步电机数学模型,结合电压空间变换技术、矢量控制策略、转速环和电流环控制器,组建永磁同步电机双闭环伺服系统模型。其次,设计转速环控制器,利用滑模变结构算法改善系统易受内部参数摄动的问题。为改善传统滑模控制的抖振问题,引入了指数趋近律和新切换函数的动态滑模控制算法。为改善动态滑模控制器的抗干扰能力,设计线性自抗扰动态滑模协调函数控制算法。再次,为进一步改善系统在调节时间方面的性能,设计自适应滑模电流环控制器。同时设计无迹卡尔曼算法,实现无传感器转子速度的精确跟踪。通过Matlab/Simulink仿真,验证了此控制系统的稳定性、抗干扰性及无传感器技术的有效性。最后,搭建DSP控制器实验平台,该平台包括硬件电路和软件设计。进而证明设计的永磁同步电机控制策略的有效性。

关键词：永磁同步电机线性自抗扰滑模控制无迹卡尔曼