Informacja

Drogi użytkowniku, aplikacja do prawidłowego działania wymaga obsługi JavaScript. Proszę włącz obsługę JavaScript w Twojej przeglądarce.

Wyszukujesz frazę "extended Kalman filter" wg kryterium: Temat


Tytuł:
Comparison of estimation accuracy of EKF, UKF and PF filters
Autorzy:
Konatowski, S.
Kaniewski, P.
Matuszewski, J.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/320725.pdf
Data publikacji:
2016
Wydawca:
Polskie Forum Nawigacyjne
Tematy:
non-linear filtering
extended Kalman filter
unscented Kalman filter
particle filter
Opis:
Several types of nonlinear filters (EKF — extended Kalman filter, UKF — unscented Kalman filter, PF — particle filter) are widely used for location estimation and their algorithms are described in this paper. In the article filtering accuracy for non-linear form of measurement equation is presented. The results of complex simulations that com-pare the quality of estimation of analyzed non-linear filters for complex non-linearities of state vector are presented. The moves of maneuvering object are described in two-dimensional Cartesian coordinates and the measurements are described in the polar coordinate system. The object dynamics is characterized by acceleration described by the univariate non-stationary growth model (UNGM) function. The filtering accuracy was evaluated not only by the root-mean-square errors (RMSE) but also by statistical testing of innovations through the expected value test, the whiteness test and the WSSR (weighted sum squared residual) test as well. The comparison of filtering quality was done in the MATLAB environment. The presented results provide a basis for designing more accurate algorithms for object location estimation.
W artykule opisane zostały algorytmy filtrów nieliniowych (rozszerzony EKF i bezśladowy UKF filtr Kalmana oraz filtr cząstkowy PF) stosowane powszechnie do estymacji położenia. Porównano dokładność estymacji tych filtrów dla nieliniowego równania pomiarowego. Zaprezentowane zostały rezultaty badań symulacyjnych porównujących jakość estymacji analizowanych rodzajów filtrów nieliniowych dla złożonej nieliniowości wektora stanu. Ruch obiektu manewrującego opisano w dwuwymiarowym układzie kartezjańskim, natomiast pomiary w polarnym układzie współrzędnych. Dynamikę obiektu charakteryzuje przyspieszenie opisane funkcją Univariate-Non-Stationary-Growth-Model. Efektywność badań, poza określaniem błędów średniokwadratowych RMSE, oceniano poprzez statystyczne testowanie innowacji za pomocą: testu wartości oczekiwanej, testu białości oraz testu WSSR (Weighted-Sum-Squared-Residual). Ocena jakości procesu filtracji została przeprowadzona w środowisku MATLAB. Przedstawione wyniki stanowią podstawę do projektowania dokładniejszych algorytmów estymacji położenia obiektu.
Źródło:
Annual of Navigation; 2016, 23; 69-87
1640-8632
Pojawia się w:
Annual of Navigation
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Two cascaded and extended kalman filters combined with sliding mode control for sustainable management of marine fish stocks
Autorzy:
Benz, Katharina
Rech, Claus
Mercorelli, Paolo
Sergiyenko, Oleg
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1837383.pdf
Data publikacji:
2020
Wydawca:
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów
Tematy:
Lotka‐Volterra model
sliding mode control
Extended Kalman Filter
Opis:
This paper deals with a possible approach to controlling marine fish stocks using the prey‐predator model described by the Lotka‐Volterra equations. The control strategy is conceived using the sliding mode control (SMC) approach which, based on the Lyapunov theorem, offers the possibility to track desired functions, thus guaranteeing the stability of the controlled system. One of the most important aspects of this model is the identification of some parameters which characterizes the model. In this work two cascaded and Extended Kalman Filters (EKFs) are proposed to estimate them in order to be utilized in SMC. This approach can be used for sustainable management of marine fish stocks: through the developed algorithm, the appropriate number of active fishermen and the suitable period for fishing can be determined. Computer simulations validate the proposed approach.
Źródło:
Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems; 2020, 14, 3; 28-35
1897-8649
2080-2145
Pojawia się w:
Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Experimental study on damage detection of base-isolated structure using an adaptive extended Kalman filter
Autorzy:
Yin, Q.
Zhou, L.
Mu, T.
Yang, J. N.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/280160.pdf
Data publikacji:
2013
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Tematy:
damage detection
adaptive extended Kalman filter
base-isolated structure
Opis:
In this paper, experimental studies are performed and presented to verify the capability of the adaptive extended Kalman filter (AEKF) approach for identifying and tracking damages in nonlinear structures. A base-isolated building model consisting of a scaled building model mounted on a rubber-bearing isolation system has been tested experimentally in the laboratory. The non-linear behavior of the base isolators is represented by the Bouc-Wen model. To simulate the structural damages during the test, an innovative device, referred to as the stiffness element device (SED), is proposed to reduce the stiffness of the upper storey of the structure. Various damage scenarios have been simulated and tested. The measured acceleration response data and the AEKF approach are used to track the variation of the stiffness during the test. The tracking results for the stiffness variations correlate well with that of the referenced values. It is concluded that the AEKF approach is capable of tracking the variation of structural parameters leading to the detection of damages in nonlinear structures.
Źródło:
Journal of Theoretical and Applied Mechanics; 2013, 51, 4; 1013-1026
1429-2955
Pojawia się w:
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Nonlinear observers design for multivariable ship motion control
Autorzy:
Tomera, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/259089.pdf
Data publikacji:
2012
Wydawca:
Politechnika Gdańska. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa
Tematy:
extended Kalman filter
nonlinear observers
ship control
dynamic positioning
Opis:
This paper presents the designs of two observers, which are: the extended Kalman filter and the nonlinear passive observer. Based on the measured values of ship position and heading, the observers estimate the surge, sway and yaw velocities of the ship motion. The observers make use of the simplified nonlinear mathematical model of ship motion in which the neglected ship dynamics and disturbances are modelled using bias. The designed observers firstly have been simulated on a computer model where their parameters were calibrated, and then were implemented on the physical model of the training ship “Blue Lady” in the ship handling centre in Ilawa-Kamionka. The comparative analysis was done with respect to the estimated variables describing the ship motion in three directions: surge, sway and yaw.
Źródło:
Polish Maritime Research; 2012, S 1; 50-56
1233-2585
Pojawia się w:
Polish Maritime Research
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Introduction to the Special Section on State and Parameter Estimation Methods for Sensorless Drives
Autorzy:
Barut, M.
Hinkkanen, M.
Orlowska-Kowalska, T.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1193677.pdf
Data publikacji:
2018
Wydawca:
Politechnika Wrocławska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
Tematy:
sensorless control
extended Kalman filter
unscented Kalman filter
MRAS estimators
neural networks
Opis:
This short article constitutes an introductory part of the Special Section (SS) on State and Parameter Estimation Methods in Sensorless Drives. In the current issue of the journal, the first part of this section is published. Accepted articles are focussed mainly on estimation of the state variables and parameters for vector-controlled induction motor (IM) drives, using different concepts, such as different types of Kalman filters (KFs) and model reference adaptive systems (MRASs). The KF was also proposed for brushless DC motor (BLDC). Also, neural networks (NNs) have been proposed for mechanical state variables’ estimation of the drive system with elastic couplings.
Źródło:
Power Electronics and Drives; 2018, 3, 38; 111-113
2451-0262
2543-4292
Pojawia się w:
Power Electronics and Drives
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Takagi Sugeno fuzzy expert model based soft fault diagnosis for two tank interacting system
Autorzy:
Manikandan, P.
Geetha, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/229272.pdf
Data publikacji:
2014
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
extended Kalman filter
fault diagnosis
fuzzy logic
two-tank system
Opis:
The inherent characteristics of fuzzy logic theory make it suitable for fault detection and diagnosis (FDI). Fault detection can benefit from nonlinear fuzzy modeling and fault diagnosis can profit from a transparent reasoning system, which can embed operator experience, but also learn from experimental and/or simulation data. Thus, fuzzy logic-based diagnostic is advantageous since it allows the incorporation of a-priori knowledge and lets the user understand the inference of the system. In this paper, the successful use of a fuzzy FDI based system, based on dynamic fuzzy models for fault detection and diagnosis of an industrial two tank system is presented. The plant data is used for the design and validation of the fuzzy FDI system. The validation results show the effectiveness of this approach.
Źródło:
Archives of Control Sciences; 2014, 24, 3; 271-287
1230-2384
Pojawia się w:
Archives of Control Sciences
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Zastosowanie rozszerzonego filtru Kalmana drugiego rzędu do wyznaczania pozycji
Application of second order Extended Kalman Filter in positioning
Autorzy:
Malinowski, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/314142.pdf
Data publikacji:
2016
Wydawca:
Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM"
Tematy:
filtr Kalmana
system GPS
rozszerzony filtr Kalmana
Kalman filter
GPS system
extended Kalman filter
Opis:
Najczęściej stosowanym w zintegrowanych systemach nawigacyjnych narzędziem do przetwarzania sygnałów jest filtr Kalmana. Na dobór algorytmu filtracji Kalmana ma wpływ oczekiwana dokładność oraz strategia integracji przyrządów pomiarowych. W oparciu o dwa eksperymenty symulacyjne wykonano analizę metod filtracji Kalmana oraz powiązanych z nimi algorytmów wygładzających stosowanych w zintegrowanych systemach nawigacyjnych. W porównaniu zastosowano filtr EKF (Extended Kalman Filter) wymagający aproksymacji przy użyciu pochodnych cząstkowych pierwszego i drugiego rzędu oraz filtr UKF (Unscented Kalman Filter) pozbawiony tego wymogu. Dla każdej metody filtracji przedstawiono odpowiednio algorytmy wygładzające EKS (Extended Kalman Smoother) i UKS (Unscented Kalman Smoother).
The Kalman filter is often applied tool of the signal processing in integrated navigation systems. The expected accuracy and integration strategy of measuring instruments has impact on the choice of the Kalman filtering algorithm. The analysis of different filtering methods and associated smoothers based on two simulation tests was presented in this paper. EKF (Extended Kalman Filter) filter based on approximation with (jacobians) first and (hessians) second order partial derivations and derivative-free filter like UKF (Unscented Kalman Filter) was implemented in comparison. For each method of filtration, appropriate smoothers EKS (Extended Kalman Smoother), UKS (Unscented Kalman Smoother) were presented.
Źródło:
Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe; 2016, 17, 12; 1188-1194
1509-5878
2450-7725
Pojawia się w:
Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Simulation analysis of extended Kalman filter applied for estimating position and speed of a brushless DC motor
Autorzy:
Chojowski, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1193591.pdf
Data publikacji:
2018
Wydawca:
Politechnika Wrocławska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
Tematy:
extended Kalman filter
brushless DC motor
covariance matrix
sensorless control
BLDC
Opis:
The purpose of this paper was to present a method for the estimation of the rotor speed and position of brushless DC (BLDC) motor. The BLDC motor state equations were developed, and the model was discretised. Extended Kalman filter has been designed to observe specific states from the state vector, needed for the sensorless control (rotor position) and to determine the speed, which may be useful to use as a feedback for the controller. A test was carried out to determine the noise covariance matrices in a simulation manner.
Źródło:
Power Electronics and Drives; 2018, 3, 38; 145-155
2451-0262
2543-4292
Pojawia się w:
Power Electronics and Drives
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Joint Channel and Carrier Estimation Using Extended Kalman Filter
Autorzy:
Hanza, G.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/227355.pdf
Data publikacji:
2013
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
extended Kalman filter
EKF
joint channel
carrier estimation
synchronization
digital receiver
Opis:
In this paper a proposal of joint channel and carrier estimation using extended Kalman filter (EKF) is presented. For the proposed algorithm simulations are performed and the results are compared with the separate channel estimation based on the Kalman filter (KF) and carrier estimation based on the extended Kalman filter (EKF).
Źródło:
International Journal of Electronics and Telecommunications; 2013, 59, 1; 33-39
2300-1933
Pojawia się w:
International Journal of Electronics and Telecommunications
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
D-Step Ahead Kalman Predictor for Controlled Autoregressive Processes With Random Coefficients
Autorzy:
Hilgert, N.
Vila, J. P.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/908306.pdf
Data publikacji:
1999
Wydawca:
Uniwersytet Zielonogórski. Oficyna Wydawnicza
Tematy:
proces autoregresji
wzór wstępny Kalmana
filtr Kalmana
autoregressive processes
Kalman predictor
Kalman filter
extended Kalman filter
Opis:
This paper deals with prediction of controlled autoregressive processes with additive white Gaussian noise and random coefficients adapted to an observation process. Our aim is twofold. We begin by extending to the standard Kalman predictor a result of Chen et al. (1989) on the optimality of the standard Kalman filter when applied to linear stochastic processes with almost surely finite random coefficients. We then show on an example how some particular nonlinear autoregressive processes can be embedded in these linear processes with random coefficients. Such nonlinear processes can then benefit from this optimal prediction, which is not provided by the usual extended Kalman predictor.
Źródło:
International Journal of Applied Mathematics and Computer Science; 1999, 9, 1; 207-217
1641-876X
2083-8492
Pojawia się w:
International Journal of Applied Mathematics and Computer Science
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Optymalizacja obliczeń rozszerzonego filtru Kalmana dla mikrokontrolera z rodziny ARM
Optimization calculations of an extended Kalman filter for the ARM microcontroller family
Autorzy:
Maciaszczyk, R.
Kruszko, S.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/155254.pdf
Data publikacji:
2011
Wydawca:
Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
Tematy:
fuzja danych
IMU
rozszerzony filtr Kalmana
kwaterniony
data fusion
extended Kalman filter
Opis:
W artykule została zaprezentowana procedura optymalizująca liczbę operacji arytmetycznych dla rozszerzonego filtru Kalmana integrującego odczyty z czujników inercyjnych w systemie nawigacji bezwładnościowej. Orientacja pojazdu jest określana z wykorzystaniem reprezentacji kwaternionowej, dzięki czemu przy obrotach nie występuje osobliwość zwana "Gimbal lock" Dzięki znacznemu zmniejszeniu liczby operacji, możliwe stało się zaimplementowanie filtru EKF w mikrokontrolerze ARM AT91SAM7S256 uzyskując 30% obciążenie mikrokontrolera, przy częstotliwości pracy 55 MHz.
One of the most important subsystems of an unmanned vehicle is the inertial measurement unit (IMU) which provides obtainment of data about orientation in space. Its work is conditioned by measurement equipment and a filtering algorithm for the input data. This paper describes implementation of an extended Kalman filter which is an important element in the IMU calculation procedures. As a result of optimization calculations, the quantity of arithmetic operations performed has signi?cantly been reduced, i.e. the number of additions has decreased by 84.57%, subtractions by 41.84%, multiplications by 78.3%, divides by 61.54%. Exponentiation operation and iteration variables have been completely eliminated. Moreover, the fourquadrant inverse tangent function has been replaced by polynomial approximation, calculated with use of Horner's scheme, so that the number of function calls from the library math.h decreased by 77.78%. This signi?cant simpli?cation of the algorithm has been obtained at the cost of execution an additional two square root operations and increasing number of variables used by 16.54%. Reduction in the number of operations has made it possible to implement an EKF filter on a microcontroller ARM AT91SAM7S256 obtaining the microcontroller load of 30% for the operating frequency equal to 55 MHz.
Źródło:
Pomiary Automatyka Kontrola; 2011, R. 57, nr 8, 8; 960-962
0032-4140
Pojawia się w:
Pomiary Automatyka Kontrola
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Application of extended Kalman filter for estimation of periodic disturbance and velocity ripple reduction in PMSM drive
Autorzy:
Niewiara, Ł. J.
Tarczewski, T.
Grzesiak, L M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/201499.pdf
Data publikacji:
2020
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
extended Kalman filter
disturbance estimation
PMSM drive
pulsating torque
velocity ripple reduction
Opis:
In this paper an application of extended Kalman filter (EKF) for estimation and attenuation of periodic disturbance in permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive is investigated. Most types of disturbances present into PMSM drive were discussed and described. The mathematical model of the plant is presented. Detailed information about the design process of the disturbance estimator was introduced. A state feedback controller (SFC) with feedforward realizes the regulation and disturbance compensation. The theoretical analysis was supported by experimental tests on the laboratory stand. Both time- and frequency-domain analysis of the estimation results and angular velocity were performed. A significant reduction of velocity ripple has been achieved.
Źródło:
Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences; 2020, 68, 5; 983-995
0239-7528
Pojawia się w:
Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Rozszerzony filtr Kalmana jako estymator stanu w układzie wahadła odwróconego z napędem inercyjnym
Extended Kalman filter as a full state observer in application of the inertia wheel pendulum
Autorzy:
Gośliński, J.
Owczarkowski, A.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/408636.pdf
Data publikacji:
2013
Wydawca:
Politechnika Lubelska. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
Tematy:
rozszerzony filtr Kalmana
wahadło odwrócone z napędem inercyjnym
inertia wheel pendulum
extended Kalman filter
Opis:
W pracy przedstawione jest wyprowadzenie pełnego obserwatora wektora stanu dla wahadła odwróconego z napędem inercyjny. Wahadło odwrócone z napędem inercyjnym stanowi mechanizm nieliniowy który posiada więcej stopni swobody niż wymuszeń. W celu poprawnego sterownia postuluje się o znajomość wszystkich zmiennych stanu. W pracy przedstawiony został model wahadła. Następnie autorzy dokonali dyskretyzacji modelu oraz zapisu modelu do postaci macierzowej, ostatecznie przedstawiony został obserwator bazujący na wyprowadzonym modelu oraz wyniki jego działania.
This paper presents derivation of the full state observer for an inverted, inertia wheel pendulum (IWP). This is a non-linear, underactuated mechanical system and therefore it has more degrees of freedom than control variables. In order to control this mechanical system properly, knowledge of all state variables is needed. In this paper, authors presented IWP’s model, which was later written in matrix form. Finally, based on the model, full state observer was derived. In the end its results were shown.
Źródło:
Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska; 2013, 2; 45-48
2083-0157
2391-6761
Pojawia się w:
Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Extended Kalman filter based speed-sensorless load torque and inertia estimations with observability analysis for induction motors
Autorzy:
Zerdali, E.
Barut, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1193483.pdf
Data publikacji:
2018
Wydawca:
Politechnika Wrocławska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
Tematy:
extended Kalman filter
induction motor
load torque estimation
inertia estimation
speed-sensorless control
observability analysis
Opis:
This paper aims to introduce a novel extended Kalman filter (EKF) based estimator including observability analysis to the literature associated with the high performance speed-sensorless control of induction motors (IMs). The proposed estimator simultaneously performs the estimations of stator stationary axis components of stator currents and rotor fluxes, rotor mechanical speed, load torque including the viscous friction term, and reciprocal of total inertia by using measured stator phase currents and voltages. The inertia estimation is done since it varies with the load coupled to the shaft and affects the performance of speed estimation especially when the rotor speed changes. In this context, the estimations of all mechanical state and parameters besides flux estimation required for high performance control methods are performed together. The performance of the proposed estimator is tested by simulation and real-time experiments under challenging variations in load torque and velocity references; and in both transient and steady states, the quite satisfactory estimation performance is achieved.
Źródło:
Power Electronics and Drives; 2018, 3, 38; 115-127
2451-0262
2543-4292
Pojawia się w:
Power Electronics and Drives
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
SLAM aided Inertial Navigation System
System nawigacji inercjalnej wspomagany SLAM
Autorzy:
Naus, K.
Marchel, Ł.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/222977.pdf
Data publikacji:
2015
Wydawca:
Akademia Marynarki Wojennej. Wydział Dowodzenia i Operacji Morskich
Tematy:
SLAM
inertial navigation
data fusion
extended Kalman filter
nawigacja inercjalna
fuzja danych
rozszerzony filtr Kalmana
Opis:
The interdisciplinary nature of navigation leads us to drawing on knowledge contained in solutions used in related technical fields. An example of this trend is combining it with elements of robotics, in which SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) is commonly used for positioning a vehicle. To calculate position changes, the location of characteristic objects on a continuously updated map of an environment is used. The attractiveness of the implementation of this technology in connection with marine navigational aids, stems from the possibility of enhancing positioning accuracy in harbor, off-shore or narrow areas. That is in the areas where there is a built up hydro-technical infrastructure, such as breakwaters, waterfronts or navigational infrastructure in the form of marked water fairways and anchorages. In this article an analysis of SLAM combined with INS (Inertial Navigation System) is carried out. It focuses on the possibilities of enhancing accuracy in fixing position coordinates for a submarine. The first part of the article presents a mathematical base for combining INS and SLAM using the Extended Kalman Filter. The second part describes a study on the accuracy in positioning a mobile robot (in this instance a wheeled vehicle) which employs a navigation system based on INS and INS aided SLAM. The final part of the article includes the results of the study and their analysis. It also contains generalized conclusions indicating advantages and disadvantages of the proposed solution.
Interdyscyplinarność nawigacji skłania do czerpania wiedzy z rozwiązań stosowanych w pokrewnych dziedzinach nauk technicznych. Przykładem jest połączenie z elementami robotyki, w której do pozycjonowania pojazdu powszechnie wykorzystywana jest technika SLAM (Simultaneous Localization And Mapping). Polega ona na pozycjonowaniu pojazdu na podstawie zmian położenia obiektów charakterystycznych znajdujących się na stale aktualizowanej mapie otoczenia. Implementacja tej technologii w połączeniu z morskimi urządzeniami nawigacyjnymi zwiększa dokładność pozycjonowania w obszarach portowych, przybrzeżnych lub ścieśnionych, gdzie istnieje rozbudowana infrastruktura hydrotechniczna, np. falochrony, nabrzeża, oraz infrastruktura nawigacyjna w postaci oznakowanych torów wodnych i kotwicowisk. W artykule przeprowadzono analizę technologii SLAM w połączeniu z INS (Inertial Navigation System) pod kątem możliwości zwiększenia dokładności wypracowywania współrzędnych pozycji na okręcie podwodnym. W pierwszej części przedstawiono podstawę matematyczną zespolenia INS ze SLAM przy użyciu rozszerzonego filtru Kalmana (Extended Kalman Filter), w drugiej opisano badanie dokładności pozycjonowania robota mobilnego (pojazdu kołowego) wykorzystującego system nawigacyjny oparty na INS i INS wspomagany SLAM, na zakończenie przedstawiono wyniki badania oraz ich analizę, a także uogólnione wnioski ukazujące zalety i wady zaproponowanego rozwiązania.
Źródło:
Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej; 2015, R. 56 nr 1 (200), 1 (200); 15-28
0860-889X
Pojawia się w:
Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Identification of Ship Maneuvering Model Using Extended Kalman Filters
Autorzy:
Shi, C.
Zhao, D.
Peng, J.
Shen, C.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/116777.pdf
Data publikacji:
2009
Wydawca:
Uniwersytet Morski w Gdyni. Wydział Nawigacyjny
Tematy:
Manoeuvring
Ship Manoeuvering Model
Kalman filter
extended Kalman filter (EKF)
Ship Manoeuvrability
ship handling simulator
Turning Circle Test
Zig-Zag Test
Opis:
Ship maneuvering models are the keys to the research of ship maneuverability, design of ship motion control system and development of ship handling simulators. For various frames of ship maneuvering models, determining the parameters of the models is always a tedious task. System identification theory can be used to establish system mathematical models by the system’s input data and output data. In this paper, based on the analysis of ship hydrodynamics, a nonlinear model frame of ship maneuvering is established. System identification theory is employed to estimate the parameters of the model. An algorithm based on the extended Kalman filter theory is proposed to calculate the parameters. In order to gain the system’s input and output data, which is necessary for the parameters identification experiment, turning circle tests and Zig-zag tests are performed on shiphandling simulator and the initial data is collected. Based on the Fixed Interval Kalman Smoothing algorithm, a pre-processing algorithm is proposed to process the raw data of the tests. With this algorithm, the errors introduced during the measurement process are eliminated. Parameters identification experiments are designed to estimate the model parameters, and the ship maneuvering model parameters estimation algorithm is extended to modify the parameters being estimated. Then the model parameters and the ship maneuvering model are determined. Simulation validation was carried out to simulate the ship maneuverability. Comparisons have been made to the simulated data and measured data. The results show that the ship maneuvering model determined by our approach can seasonably reflect the actual motion of ship, and the parameter estimation procedure and algorithms are effective.
Źródło:
TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation; 2009, 3, 1; 105-110
2083-6473
2083-6481
Pojawia się w:
TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Sky-hook control and Kalman filtering in nonlinear model of tracked vehicle suspension system
Autorzy:
Jurkiewicz, A.
Kowal, J.
Zając, K.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/386619.pdf
Data publikacji:
2017
Wydawca:
Politechnika Białostocka. Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
Tematy:
continuous sky-hook control strategy
extended Kalman filter
military vehicle
nonlinear model
semi-active suspension system
simulation
Opis:
The essence of the undertaken topic is application of the continuous sky-hook control strategy and the Extended Kalman Filter as the state observer in the 2S1 tracked vehicle suspension system. The half-car model of this suspension system consists of seven logarithmic spiral springs and two magnetorheological dampers which has been described by the Bingham model. The applied continuous skyhook control strategy considers nonlinear stiffness characteristic of the logarithmic spiral springs. The control is determined on estimates generated by the Extended Kalman Filter. Improve of ride comfort is verified by comparing simulation results, under the same driving conditions, of controlled and passive vehicle suspension systems.
Źródło:
Acta Mechanica et Automatica; 2017, 11, 3; 222-228
1898-4088
2300-5319
Pojawia się w:
Acta Mechanica et Automatica
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Simultaneous localization and mapping for tracked wheel robots combining monocular and stereo vision
Autorzy:
Jesus, F.
Ventura, R.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/384393.pdf
Data publikacji:
2013
Wydawca:
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów
Tematy:
simultaneous localisation and mapping
extended Kalman filter
feature detector
inverse depth parametrization
landmark evaluation
temporal difference learning
Opis:
This paper addresses an online 6D SLAM method for a tracked wheel robot in an unknown and unstructured environment. While the robot pose is represented by its position and orientation over a 3D space, the environment is mapped with natural landmarks in the same space, autonomously collected using visual data from feature detectors. The observation model employs opportunistically features detected from either monocular and stereo vision. These features are represented using an inverse depth parametrization. The motion model uses odometry readings from motor encoders and orientation changes measured with an IMU. A dimensional-bounded EKF (DBEKF) is introduced here, that keeps the dimension of the state bounded. A new landmark classifier using a Temporal Difference Learning methodology is used to identify undesired landmarks from the state. By forcing an upper bound to the number of landmarks in the EKF state, the computational complexity is reduced to up to a constant while not compromising its integrity. All experimental work was done using real data from RAPOSA-NG, a tracked wheel robot developed for Search and Rescue missions.
Źródło:
Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems; 2013, 7, 1; 21-27
1897-8649
2080-2145
Pojawia się w:
Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Sterowanie ślizgowe w układzie połączonych zbiorników
Sliding mode control in coupled tanks system
Autorzy:
Tomera, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/266572.pdf
Data publikacji:
2014
Wydawca:
Politechnika Gdańska. Wydział Elektrotechniki i Automatyki
Tematy:
sterowanie ślizgowe
rozszerzony filtr Kalmana
układ połączonych zbiorników
sliding mode control
extended Kalman filter
coupled tank systems
Opis:
W pracy przedstawiony został układ regulacji poziomu wody wykorzystujący sterowanie ślizgowe. Zaprezentowany algorytm sterowania ślizgowego opiera się na nieliniowej powierzchni ślizgania pierwszego rzędu. Niedogodnością sterowania ślizgowego są efekty częstych przełączeń sygnału sterowania, co niekorzystnie wpływa na trwałość i pracę urządzenia wykonawczego, w tym przypadku pompy. W celu usunięcia tej niedogodności w regulatorze ślizgowym, zamiast funkcji przekaźnikowej została zastosowana funkcja ograniczająca, wprowadzająca warstwę graniczną na powierzchni ślizgowej, co powoduje zlikwidowanie oscylacji (chatteringu). Na działanie algorytmu sterowania ślizgowego bardzo niekorzystnie wpływają również szumy pomiarowe, które usunięte zostały poprzez zastosowanie rozszerzonego filtru Kalmana. Ocena jakości pracy zaprojektowanego regulatora ślizgowego przeprowadzona została w oparciu o badania symulacyjne. Uzyskaną jakość pracy zaprojektowanego regulatora ślizgowego porównano z układem równoważnym zawierającym regulator liniowy PID.
The paper presents a system to control water level using sliding mode. The presented sliding mode control algorithm is based on a non-linear sliding surface of the first order. The drawback of sliding mode control are effects of frequent switching of control signal, what adversely affects the stability and the operation of the actuator, in this case the pump. In order to remove this drawback in the slide control instead of the relay function, the limiting function was applied, introducing a constraining layer on the slide surface, thereby causing chattering. The behavior of the sliding mode control algorithm is very adversely affected by the measurement noises, which were removed using the extended Kalman filter. Evaluation of the work quality of designed sliding mode control was carried out based on the simulation test. Obtained work quality of the designed sliding mode control was compared with the equivalent system containing linear PID controller.
Źródło:
Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej; 2014, 40; 111-118
1425-5766
2353-1290
Pojawia się w:
Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Dynamic performance of estimator-based speed sensorless control of induction machines using extended and unscented Kalman filters
Autorzy:
Horváth, K.
Kuslits, M.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1193590.pdf
Data publikacji:
2018
Wydawca:
Politechnika Wrocławska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
Tematy:
induction machine
speed sensorless control
field-oriented control
FOC
non-linear state estimation
load torque estimation
extended Kalman filter
EKF
unscented Kalman filter
UKF
Opis:
This paper presents an estimator-based speed sensorless field-oriented control (FOC) method for induction machines, where the state estimator is based on a self-contained, non-linear model. This model characterises both the electrical and the mechanical behaviours of the machine and describes them with seven state variables. The state variables are estimated from the measured stator currents and from the known stator voltages by using an estimator algorithm. An important aspect is that one of the state variables is the load torque and, hence, it is also estimated by the estimator. Using this feature, the applied estimator-based speed sensorless control algorithm may be operated adequately besides varying load torque. In this work, two different variants of the control algorithm are developed based on the extended and the unscented Kalman filters (EKF, UKF) as state estimators. The dynamic performance of these variants is tested and compared using experiments and simulations. Results show that the variants have comparable performance in general, but the UKF-based control provides better performance if a stochastically varying load disturbance is present.
Źródło:
Power Electronics and Drives; 2018, 3, 38; 129-144
2451-0262
2543-4292
Pojawia się w:
Power Electronics and Drives
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Study of the effectiveness of different Kalman filtering methods and smoothers in object tracking based on simulation tests
Autorzy:
Malinowski, M.
Kwiecień, J.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/106773.pdf
Data publikacji:
2014
Wydawca:
Politechnika Warszawska. Wydział Geodezji i Kartografii
Tematy:
Kalman filtering
smoother
extended Kalman filter
derivative-free filtering
Central Difference Kalman Filter
unscented Kalman filter
object tracing
filtr Kalmana
filtracja
rozszerzony filtr Kalmana
EKF
bezśladowy filtr Kalmana
UKF
śledzenie obiektu
Opis:
In navigation practice, there are various navigational architecture and integration strategies of measuring instruments that affect the choice of the Kalman filtering algorithm. The analysis of different methods of Kalman filtration and associated smoothers applied in object tracing was made on the grounds of simulation tests of algorithms designed and presented in this paper. EKF (Extended Kalman Filter) filter based on approximation with (jacobians) partial derivations and derivative-free filters like UKF (Unscented Kalman Filter) and CDKF (Central Difference Kalman Filter) were implemented in comparison. For each method of filtration, appropriate smoothers EKS (Extended Kalman Smoother), UKS (Unscented Kalman Smoother) and CDKS (Central Difference Kalman Smoother) were presented as well. Algorithms performance is discussed on the theoretical base and simulation results of two cases are presented.
Źródło:
Reports on Geodesy and Geoinformatics; 2014, 97; 1-22
2391-8365
2391-8152
Pojawia się w:
Reports on Geodesy and Geoinformatics
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Nonlinear state observers and extended Kalman filters for battery systems
Autorzy:
Rauh, A.
Butt, S. S.
Aschemann, H.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/330696.pdf
Data publikacji:
2013
Wydawca:
Uniwersytet Zielonogórski. Oficyna Wydawnicza
Tematy:
observer
state estimation
Riccati equations
extended Kalman filter
parameter estimation
obserwator
estymacja stanu
równanie różniczkowe Riccatiego
filtr Kalmana
estymacja parametryczna
Opis:
The focus of this paper is to develop reliable observer and filtering techniques for finite-dimensional battery models that adequately describe the charging and discharging behaviors. For this purpose, an experimentally validated battery model taken from the literature is extended by a mathematical description that represents parameter variations caused by aging. The corresponding disturbance models account for the fact that neither the state of charge, nor the above-mentioned parameter variations are directly accessible by measurements. Moreover, this work provides a comparison of the performance of different observer and filtering techniques as well as a development of estimation procedures that guarantee a reliable detection of large parameter variations. For that reason, different charging and discharging current profiles of batteries are investigated by numerical simulations. The estimation procedures considered in this paper are, firstly, a nonlinear Luenberger-type state observer with an offline calculated gain scheduling approach, secondly, a continuous-time extended Kalman filter and, thirdly, a hybrid extended Kalman filter, where the corresponding filter gains are computed online.
Źródło:
International Journal of Applied Mathematics and Computer Science; 2013, 23, 3; 539-556
1641-876X
2083-8492
Pojawia się w:
International Journal of Applied Mathematics and Computer Science
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Porównanie metod estymacji stanu systemów dynamicznych
Comparison of state estimation methods of dynamical systems
Autorzy:
Michalski, J.
Kozierski, P.
Ziętkiewicz, J.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/276016.pdf
Data publikacji:
2017
Wydawca:
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów
Tematy:
estymacja stanu
układy dynamiczne
filtr Kalmana
rozszerzony filtr Kalmana
bezśladowy filtr Kalmana
filtr cząsteczkowy
wskaźniki jakości
state estimation
dynamical systems
Kalman Filter
extended Kalman filter
unscented Kalman filter
particle filter
quality indices
Opis:
W pracy poruszono problem estymacji stanu dla układów dynamicznych oraz przedstawiono wybrane jego rozwiązania. Zaproponowano cztery metody estymacji: rozszerzony filtr Kalmana, bezśladowy filtr Kalmana, filtr cząsteczkowy oraz filtr Kalmana, stosowany dla obiektów liniowych. Metody te zastosowano dla trzech obiektów nieliniowych oraz dla dwóch obiektów liniowych (systemy jedno- i wielowymiarowe). Wszystkie obiekty zostały opisane za pomocą równań stanu. Przedstawiono także trzy różne wskaźniki jakości, reprezentujące błędy względne oraz bezwzględne, a także porównano ich działanie dla różnego typu obiektów. W wyniku przeprowadzonych symulacji stwierdzono, że najlepszą jakość estymacji zapewnia filtr cząsteczkowy, ale jednocześnie ta metoda jest najwolniejsza.
In this paper the problem of state estimation of dynamical systems has been discussed and selected solutions have been presented. Four methods of state estimation have been proposed: Extended Kalman Filter, Unscented Kalman Filter, Particle Filter and Kalman Filter for a linear system. These methods have been applied to three nonlinear objects and to two linear objects (one- and multivariable systems). All plants have been described using state equations. Three quality indices has been used, which present relative and absolute errors. They were compared for different objects. As a result of the simulation, it was found that the best estimation quality is provided by the particle filter, but this method is also the slowest.
Źródło:
Pomiary Automatyka Robotyka; 2017, 21, 4; 41-47
1427-9126
Pojawia się w:
Pomiary Automatyka Robotyka
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Fault Tolerant Control Based on Extended Kalman Filter of Squirrel-Cage Induction Machines
Odporny na błędy system sterowania indukcyjnymi maszynami klatkowymi przy użyciu rozszerzonego filtra Kalmana
Autorzy:
Khadar, Saad
Mekhalfia, Fadhila
Kouzou, Abdellah
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/952949.pdf
Data publikacji:
2019
Wydawca:
ENERGA
Tematy:
sterowanie odporne na błędy
wzmocnienie adaptacyjne
rozszerzony filtr Kalmana
silnik indukcyjny
fault-tolerant control
adaptive gain
extended Kalman filter
induction motor
Opis:
Fault-tolerant control systems possess the ability of rejecting the effect of faults. They are capable of maintaining overall system stability and acceptable performance in degraded modes. Through many researches, the analysis, modeling, and simulation of various inverter and machine faults have been carried out for the purpose of providing a fault tolerance. However, most of them are based on systems redundancy principle. Among the real-time based approaches for the fault detection and diagnosis, there are several strategies such as the pseudo inverse method, the linear quadratic approach and Extended Kalman Filter based Fault Tolerant Control (EKF-FTC). In recent years the application of Kalman filter approaches has gained an increasing attention in fundamental research and application. In this paper, a FTC method dedicated to Induction Motor (IM) drive is presented. The proposed method based on an additive term to the backstepping control which based on the error of current during the appearance of fault and the adaptive gain of the Kalman filter. This method improves the performance of the backstepping control to maintain the operation despite the appearance of faults. The main objective is to ensure a minimum level of performance of the drive system that is malfunctioning.
Odporne na błędy układy sterowania mają zdolność eliminacji wpływu zakłóceń. Potrafią one utrzymywać ogólną stabilność i akceptowalne działanie systemu w trybach awaryjnych. Dzięki wielu badaniom przeprowadzono analizę, modelowanie i symulację różnych błędów falownika i maszyny w celu zapewnienia odporności na błędy. Większość z nich wynika jednak z zasady redundancji systemów. Wśród strategii wykrywania i diagnozowania błędów w czasie rzeczywistym można wyróżnić przykładowo metodę pseudoodwrotną, metodę liniowo-kwadratową i sterowanie odporne na błędy przy użyciu rozszerzonego filtra Kalmana (EKF-FTC). W ostatnich latach metodom z użyciem filtra Kalmana poświęca się coraz więcej uwagi w podstawowych badaniach i zastosowaniach. W niniejszym artykule przedstawiono metodę FTC zastosowaną do napędu silnika indukcyjnego (IM). Proponowana metoda polega na dodaniu do sterowania metodą całkowania wstecznego (ang. backstepping) członu addytywnego, która polega na wystąpieniu uchybu prądu w razie błędu i wzmocnienia adaptacyjnego filtra Kalmana. Metoda ta poprawia wydajność sterowania za pomocą wstecznego całkowania w celu podtrzymania pracy pomimo wystąpienia błędów. Głównym celem jest zapewnienie minimalnego poziomu wydajności niesprawnego układu napędowego.
Źródło:
Acta Energetica; 2019, 4; 14-20
2300-3022
Pojawia się w:
Acta Energetica
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Research on AGV positioning method combined with IMU and UWB
Autorzy:
Qiu, Jiandong
Zhang, Yang
Tang, Minan
Ma, Panpan
Ran, Jiajia
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/2179826.pdf
Data publikacji:
2022
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
intelligent storage system
extended Kalman filter
AGV
data fusion positioning
inertial navigation
inteligentny system przechowywania
rozszerzony filtr Kalmana
pozycjonowanie danych
nawigacja bezwładnościowa
Opis:
Aiming at the problem that automated guided vehicle (AGV) is difficult to locate accurately due to the influence of environment and time drift when it works in the indoor intelligent storage system. In this paper, an extended Kalman filtering (EKF) framework is designed. In order to make full use of the original ranging values of ultra wideband (UWB) and inertial measurement unit (IMU), the framework realizes the fusion positioning between UWB module and IMU module in a tight coupling manner, so as to ensure that the system can still work when the available base station signal is inaccurate. Firstly, for the problem that the traditional UWB positioning method is easily affected by the non-line of sight (NLOS) error in-doors, the calculated positioning coordinate value is unstable. With the help of different NLOS probability distribution curves of different obstacles, the weighted least square method is applied to the UWB positioning method to determine the positioning coordinate value of UWB, which improves the sudden change of AGV positioning coordinate in the static environment. Then the data fusion algorithm is optimized, and the error value of IMU and UWB coordinate is taken as the observation value of EKF, which reduces the influence of cumulative error on IMU positioning results, provides the global optimal estimation of the system optimal state, and improves the fusion positioning accuracy. Finally, the measured data of UWB and IMU systems in indoor complex environment are simulated in MATLAB. The experimental results show that when NLOS signal seriously affects the positioning effect, the UWB and IMU combined positioning system can provide more reliable positioning results than the single IMU positioning system. It improves the positioning accuracy of AGV and provides a new idea for indoor positioning mode.
Źródło:
Archives of Transport; 2022, 64, 4; 107--117
0866-9546
2300-8830
Pojawia się w:
Archives of Transport
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim komputerze. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień dotyczących cookies