机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2013年
1期
31-38
,共8页
马玉龙%何玉庆%韩建达%赵忆文
馬玉龍%何玉慶%韓建達%趙憶文
마옥룡%하옥경%한건체%조억문
加速度%无色Kalman滤波%计算复杂度%状态估计
加速度%無色Kalman濾波%計算複雜度%狀態估計
가속도%무색Kalman려파%계산복잡도%상태고계
水面移动机器人系统的高性能航迹跟踪控制要求能够获取高精度的运动状态和不确定性信息(包括内部不确定参数和外部干扰),而直接高精度测量手段的匮乏,以及数学模型的强非线性、耦合性使得如何得到这些信息存在着种种困难.针对此问题,提出利用一种结合基于奇异值分解无色卡尔曼滤波(Singular value decomposition unscented Kalman filter,SVDUKF)算法和加速度测量的新估计算法.SVDUKF方法是无色卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter,UKF)的一种改进方法,具有更宽松的使用条件.此外,该方法的最大优点在于将UKF算法处理系统强非线性和加速度信号富含扰动信息并可简化系统估计模型等特点结合起来,从而获得了一种精度更高、计算复杂度更低的在线估计算法.从推导水面移动机器人系统非线性模型开始,简要介绍加速度信号对模型的简化原理以及SVDUKF算法的基本步骤,并通过仿真验证了算法在估计精度和计算效率方面的优越性.
水麵移動機器人繫統的高性能航跡跟蹤控製要求能夠穫取高精度的運動狀態和不確定性信息(包括內部不確定參數和外部榦擾),而直接高精度測量手段的匱乏,以及數學模型的彊非線性、耦閤性使得如何得到這些信息存在著種種睏難.針對此問題,提齣利用一種結閤基于奇異值分解無色卡爾曼濾波(Singular value decomposition unscented Kalman filter,SVDUKF)算法和加速度測量的新估計算法.SVDUKF方法是無色卡爾曼濾波(Unscented Kalman filter,UKF)的一種改進方法,具有更寬鬆的使用條件.此外,該方法的最大優點在于將UKF算法處理繫統彊非線性和加速度信號富含擾動信息併可簡化繫統估計模型等特點結閤起來,從而穫得瞭一種精度更高、計算複雜度更低的在線估計算法.從推導水麵移動機器人繫統非線性模型開始,簡要介紹加速度信號對模型的簡化原理以及SVDUKF算法的基本步驟,併通過倣真驗證瞭算法在估計精度和計算效率方麵的優越性.
수면이동궤기인계통적고성능항적근종공제요구능구획취고정도적운동상태화불학정성신식(포괄내부불학정삼수화외부간우),이직접고정도측량수단적궤핍,이급수학모형적강비선성、우합성사득여하득도저사신식존재착충충곤난.침대차문제,제출이용일충결합기우기이치분해무색잡이만려파(Singular value decomposition unscented Kalman filter,SVDUKF)산법화가속도측량적신고계산법.SVDUKF방법시무색잡이만려파(Unscented Kalman filter,UKF)적일충개진방법,구유경관송적사용조건.차외,해방법적최대우점재우장UKF산법처리계통강비선성화가속도신호부함우동신식병가간화계통고계모형등특점결합기래,종이획득료일충정도경고、계산복잡도경저적재선고계산법.종추도수면이동궤기인계통비선성모형개시,간요개소가속도신호대모형적간화원리이급SVDUKF산법적기본보취,병통과방진험증료산법재고계정도화계산효솔방면적우월성.