一种改进的自适应卡尔曼滤波算法
本文关键词: 卡尔曼滤波 Sage-Husa自适应滤波 强跟踪滤波 出处:《太原科技大学学报》2016年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对多传感器数据融合时传统卡尔曼滤波算法极易引起滤波发散,降低滤波精度和系统实时性的问题,研究一种改进的自适应滤波算法对多传感器数据进行融合,得到更为准确的信息数据。该算法在简化的Sage-Husa滤波基础上引入滤波收敛性判据,抑制滤波发散并提高滤波精度和稳定性。同时结合强跟踪滤波思想调整增益矩阵,使滤波器具有强跟踪滤波的特性,提高改进的滤波算法对不确定系统模型的鲁棒性以及对突变状态的滤波处理能力。将改进算法与传统卡尔曼滤波算法进行仿真比较。仿真结果表明,在系统模型参数失配或实变噪声未知情况下,改进的自适应滤波算法有更好的鲁棒性,并且在系统状态突变时仍有较好的滤波效果,明显提高了滤波精度和实时性。
[Abstract]:For the multisensor data fusion of traditional Calman filtering algorithm can easily cause filter divergence, reduce the problem of real time and accuracy of filtering system, an improved adaptive filtering algorithm for multi-sensor information fusion, get more accurate data. The calculation method is introduced into the filtering convergence criterion in Sage-Husa filter based on simplified, restrain the divergence and improve the accuracy and stability of filtering. Combined with the strong tracking filtering idea adjustment gain matrix, the filter has the characteristics of strong tracking filter, improved filtering algorithm to improve the robustness of uncertain system model and filtering ability of the mutation status. The improved algorithm and the traditional Calman filtering algorithm are simulated and compared. The simulation results show that the system model parameter mismatch or consolidation noise of unknown circumstances, an improved adaptive filtering algorithm is better. It is robust and still has better filtering effect when the system state is abrupt, which obviously improves the filtering precision and real time.
【作者单位】: 太原科技大学电子信息工程学院;
【基金】:山西省自然科学基金(2013011035-2)
【分类号】:TN713
【正文快照】: 两轮自平衡车系统是高度不稳定的非线性系统,在保持车体平衡过程中,控制器通过传感器检测到的姿态角度信号控制电机产生控制力矩来控制两个车轮的速度和方向,以此控制车体平衡。因此,两轮自平衡车的稳定性很大程度上取决于姿态检测的准确性,然而实际应用中加速度计动态过程采
【参考文献】
相关期刊论文 前9条
1 宋康宁;丛爽;邓科;尚伟伟;孔德杰;沈宏海;;自适应强跟踪卡尔曼滤波在陀螺稳定平台中的应用[J];中国科学技术大学学报;2015年01期
2 张欣;白越;赵常均;王日俊;宫勋;续志军;;多旋翼姿态解算中的改进自适应扩展Kalman算法[J];光学精密工程;2014年12期
3 杨凌霄;李晓阳;;基于卡尔曼滤波的两轮自平衡车姿态检测方法[J];计算机仿真;2014年06期
4 郭泽;缪玲娟;赵洪松;;一种改进的强跟踪UKF算法及其在SINS大方位失准角初始对准中的应用[J];航空学报;2014年01期
5 周晶;黄显高;;一种改进的Sage-Husa自适应滤波算法[J];仪器仪表用户;2009年03期
6 ;A novel strong tracking finite-difference extended Kalman filter for nonlinear eye tracking[J];Science in China(Series F:Information Sciences);2009年04期
7 鲁平;赵龙;陈哲;;改进的Sage-Husa自适应滤波及其应用[J];系统仿真学报;2007年15期
8 范文兵;刘春风;张素贞;;一种强跟踪扩展卡尔曼滤波器的改进算法[J];控制与决策;2006年01期
9 沈云峰,朱海,莫军,宋裕农;简化的Sage-Husa自适应滤波算法在组合导航中的应用及仿真[J];青岛大学学报(工程技术版);2001年01期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 许亚朝;何秋生;王少江;成熊;;一种改进的自适应卡尔曼滤波算法[J];太原科技大学学报;2016年03期
2 樊炳辉;张凯丽;王传江;刘圭圭;张芳丽;;基于四元数的前臂假肢手部自平衡的设计[J];电子技术应用;2016年05期
3 闫志翔;姚敏立;赵建伟;王梓函;;移动卫星通信系统强跟踪姿态估计算法[J];压电与声光;2016年02期
4 任向阳;许江淳;黄生旺;尚华;王晴;;基于主动安全防护的车辆侧翻预警系统设计[J];工业仪表与自动化装置;2016年02期
5 梅春波;秦永元;游金川;;SINS基于非线性量测的大失准角初始对准算法[J];宇航学报;2016年03期
6 陈波;吴旭;杜秀丽;;改进的UPF算法在多普勒频移估计中的应用[J];计算机仿真;2016年01期
7 曹梦龙;李飞飞;刘欣涛;;基于虚拟噪声模型补偿AUV导航算法研究[J];系统仿真学报;2016年01期
8 崔乃刚;张龙;王小刚;杨峰;卢宝刚;;自适应高阶容积卡尔曼滤波在目标跟踪中的应用[J];航空学报;2015年12期
9 梅春波;秦永元;付强文;严恭敏;;基于Rodrigues参数和量测非线性的SINS/GPS动基座对准[J];中国惯性技术学报;2015年06期
10 龙嘉川;王先培;赵宇;朱国威;代荡荡;田猛;;自适应无迹卡尔曼平滑算法及其在电力系统中的应用[J];中国电机工程学报;2015年23期
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 丛爽;魏学云;邓科;尚伟伟;沈宏海;;陀螺稳定平台速度环的离散模型参考自适应控制[J];信息与控制;2014年03期
2 陈业;胡昌华;周志杰;张伟;王华国;;一种改进的SR-CDKF算法及其在早期微小故障检测中的应用[J];自动化学报;2013年10期
3 李迪;陈向坚;续志军;;增益自适应滑模控制器在微型飞行器飞行姿态控制中的应用[J];光学精密工程;2013年05期
4 邓科;丛爽;孔德杰;沈宏海;尚伟伟;;陀螺稳定平台中速度环的非线性实验建模[J];系统工程与电子技术;2013年04期
5 赵寅;徐国华;杨超;徐侃;;基于模糊卡尔曼滤波算法的速度估算方法[J];仪表技术与传感器;2012年12期
6 宫勋;白越;赵常均;高庆嘉;彭程;田彦涛;;Hex-Rotor无人飞行器及其飞行控制系统设计[J];光学精密工程;2012年11期
7 陈向坚;李迪;续志军;苏东风;;四旋翼微型飞行器的区间二型模糊神经网络自适应控制[J];光学精密工程;2012年06期
8 程洪炳;倪世宏;黄国荣;刘华伟;姜正勇;;UKF强跟踪滤波在组合导航故障诊断中的应用[J];压电与声光;2011年06期
9 韩辅君;徐静;宋世忠;;基于低成本多传感器的自适应组合滤波[J];光学精密工程;2011年12期
10 杨文博;李少远;;基于强跟踪UKF的航天器自主导航间接量测滤波算法[J];系统工程与电子技术;2011年11期
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 兰义华;任浩征;张勇;赵雪峰;;一种基于“当前”模型的改进卡尔曼滤波算法[J];山东大学学报(工学版);2012年05期
2 史百舟;邬齐斌;;拟自适应推广卡尔曼滤波算法[J];青岛化工学院学报;1992年04期
3 万建伟,皇甫堪,梁甸农;基于推广卡尔曼滤波算法的声测定位技术[J];国防科技参考;1997年04期
4 程进伟;李建勋;;卡尔曼滤波算法评估平台的设计与实现[J];系统仿真学报;2013年11期
5 夏建涛,任震,陈立,景占荣;极坐标下卡尔曼滤波算法的研究[J];西北工业大学学报;2000年03期
6 李振营,沈毅,胡恒章;带未知时变噪声系统的卡尔曼滤波算法研究[J];系统工程与电子技术;2000年01期
7 杨春玲,余英林,刘国岁;转换坐标卡尔曼滤波算法分析[J];计算机工程与设计;2001年05期
8 吴文华;丁子明;谈展中;;卡尔曼滤波算法工程化设计[J];电子测量技术;2003年04期
9 高磊,崔鑫水;一种自适应协方差矩阵旋转变换卡尔曼滤波算法及其应用[J];航天控制;2004年03期
10 高磊;一种反馈修正推广卡尔曼滤波算法及其应用[J];航天控制;2004年05期
相关会议论文 前9条
1 刘栋;王惠林;;卡尔曼滤波算法在目标定位系统中的应用[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(上册)[C];2010年
2 周红波;耿伯英;;基于目标跟踪的无偏转换测量卡尔曼滤波算法研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
3 陈婧;谢磊;李备;;水路交通中的卡尔曼滤波算法综述[A];第七届中国智能交通年会论文集[C];2012年
4 赵汝祺;赵祚喜;赵汝准;;基于多项式卡尔曼滤波算法的车辆定位试验研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 曾翠娟;杜传利;;动态GPS自适应卡尔曼滤波算法的FPGA实现[A];第13届全国计算机、网络在现代科学技术领域的应用学术会议论文集[C];2007年
6 李鹏;宋申民;陈兴林;;自适应平方根无迹卡尔曼滤波算法[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第八分册)[控制理论与应用(专刊)][C];2009年
7 程慧俐;王纪文;张洪钺;;在未知噪声统计情况下的一种新的自适应卡尔曼滤波算法[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
8 刘健;刘忠;玄兆林;;纯方位目标运动分析的自适应扩展卡尔曼滤波算法[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年
9 朱宁;钱伟康;郭强;;基于嵌入式XP的光谱分析系统[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
相关博士学位论文 前5条
1 孙景荣;X射线脉冲星导航及其增强方法研究[D];西安电子科技大学;2014年
2 葛磊;容积卡尔曼滤波算法研究及其在导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2013年
3 冯波;线性滤波估计算法研究及在惯性导航系统中的应用[D];北京理工大学;2014年
4 孟军英;基于粒子滤波框架目标跟踪优化算法的研究[D];燕山大学;2014年
5 周聪;基于非线性估计理论的线控转向汽车状态估计研究[D];西南交通大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 庞瀛洲;关于电池BMS系统SOC估测算法的研究[D];长安大学;2015年
2 张冬梅;基于改进卡尔曼滤波算法的SOC估计方法研究[D];西南交通大学;2015年
3 林燕平;长基线导航系统滤波算法的研究与实现[D];沈阳理工大学;2015年
4 唐鹏;基于ADS-B数据监视性能评估技术研究[D];中国民航大学;2015年
5 陈辰;基于卡尔曼滤波算法的短期风电功率预测[D];新疆大学;2015年
6 徐红珍;基于粒子群的卡尔曼滤波算法改进和优化[D];武汉理工大学;2013年
7 邹振宇;基于DSP的Kalman滤波器的算法研究[D];成都理工大学;2012年
8 樊红娟;无先导卡尔曼滤波算法分析[D];西南大学;2007年
9 吴龙龙;一致性卡尔曼滤波算法及其应用研究[D];华东交通大学;2013年
10 李忠良;基于神经网络的卡尔曼滤波算法研究[D];湖南工业大学;2011年
,本文编号:1449160
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1449160.html