Kalman Filtresinin "Seçilmiş Makaleler" Uygulaması - "Elektronik Teknolojinin Uygulanmasında" Mükemmel Makaleler Koleksiyonu
Sinyal işleme, kontrol sistemleri, navigasyon vb. Alanlarda 60 yıl önce önerilen ve halen yaygın olarak kullanılan bir algoritma var, bu Kalman filtrelemedir.
Kalman filtreleme, aynı zamanda doğrusal ikinci dereceden tahmin (LQE) olarak da bilinir, bu filtreleme yöntemi, bu filtre hakkında ana geliştiricilerinden biri olan Rudolph E. Kalman'ın (Rudolph E. Kalman) adını almıştır. Makaleler Swerling (1958), Kalman (1960) ve Kalman ve Bucy (1961) tarafından yayınlandı.
Rudolf E. Kalman (1930-2016), Macaristan'da doğan Amerikalı bir elektrik mühendisi, matematikçi ve mucitti. Kalman filtresini birlikte icat etmesi ve geliştirmesiyle tanınıyor ve bu çalışması için 7 Ekim 2009'da ABD Başkanı Barack Obama tarafından Ulusal Bilim Madalyası ile ödüllendirildi.
Rudolph E. Kalman
Kalman filtresinin birçok teknik uygulaması vardır. Yaygın uygulamalar, araçların, uçakların ve uzay araçlarının rehberliği, navigasyonu ve kontrolü içindir. Ek olarak Kalman filtresi, sinyal işleme ve ekonometri gibi alanlarda kullanılan, zaman serisi analizinde yaygın olarak kullanılan bir kavramdır. Kalman filtreleri ayrıca robot hareket planlaması ve kontrolü alanındaki ana algoritmalardan biridir ve bazen yörünge optimizasyonuna dahil edilirler. Kalman filtresi, merkezi sinir sisteminin hareket kontrolünü simüle etmek için de kullanılabilir. Motor komutlarının verilmesi ile duyusal geri bildirim alınması arasındaki zaman gecikmesi nedeniyle, Kalman filtrelerinin kullanımı, motor sisteminin mevcut durumunu tahmin etmek ve güncelleme komutları vermek için kullanılan gerçek modeli destekler.
Daha sonraki araştırmacılar, doğrusal olmayan sistemler için uygun olan genişletilmiş Kalman filtresi ve doğrusal olmayan Kalman filtresi gibi bu yöntemin uzantılarını ve uzantılarını da geliştirdiler. Temel model gizli Markov modeline benzer, tek fark, gizli değişkenlerin durum uzayının sürekli olması ve tüm gizli ve gözlemlenen değişkenlerin bir Gauss dağılımına sahip olmasıdır.
Son yıllarda Kalman filtrelemesinin uygulanmasına ilişkin bazı teknik makaleler yayınlayan "Elektronik Teknolojinin Uygulaması", editör bu makaleyi okuyucuları ve yazarları memnun etmek için derledi. Herkesi tanıtmak ve alıntı yapmak için hoş geldiniz!
1. Genişletilmiş Kalman filtresine dayalı endüstriyel kontrol sistemi DDoS saldırı tespiti
Özet: Sanayileşme ve bilişimin sürekli entegrasyonu ile, gittikçe daha fazla endüstriyel kontrol sistemi internete veya kurumsal yönetim ağlarına bağlanmaktadır. Geleneksel bilgi sistemlerinden farklı olarak, endüstriyel kontrol sistemlerinin gerçek zamanlı performans için çok yüksek gereksinimleri vardır.Aynı kontrol stratejisi, farklı örnekleme frekansları altında sistemin dinamik yanıtında büyük bir farka sahip olacaktır. Bir endüstriyel kontrol sistemi, dağıtılmış hizmet reddi (DDoS) saldırısından muzdarip olduğunda, geleneksel saldırı tespit yöntemi tespit görevini iyi bir şekilde tamamlayabilse de, endüstriyel kontrol ağı üzerinde daha büyük bir yüke neden olacak ve böylece tüm sistemin kararlılığını etkileyecektir. Ve gerçek zamanlı. Endüstriyel kontrol sisteminin ağ yapısının özelliklerini, ağ özelliklerini ve sorunsuz akışını birleştiren, DDoS saldırılarını tespit etmek için Kalman filtrelemesini ve kontrol sisteminin model parametre tanımlamasını genişleten bir algoritma önerilmiştir. Testler ve deneyler, yerleşik SCADA endüstriyel kontrol simülasyon sistemi platformunda gerçekleştirilir.Sonuçlar, önerilen algoritmanın belirli endüstriyel kontrol sistemi ağlarına yönelik DDoS saldırılarını etkili bir şekilde tanımlayabileceğini göstermektedir.
Tam metin bağlantısı:
Çince alıntı formatı: Li Jun, Guo Xian, Sun Jun. Genişletilmiş Kalman filtresine dayalı endüstriyel kontrol sistemi DDoS saldırı tespiti.Elektronik Teknoloji Uygulaması, 2016, 42 (04): 73-77.
İngilizce alıntı formatı: Li Jun, Guo Xian, Sun Jun. Genişletilmiş Kalman filtrelemesine dayalı endüstriyel kontrol sistemleri için DDoS saldırısının tespiti.Elektronik Tekniğin Uygulanması, 2016, 42 (4): 73-77.
2. Genişletilmiş Kalman sinir ağı algoritmasına dayalı olarak pil SOC'sini tahmin edin
Özet: Otomobil lityum pillerinin şarj durumu (SOC) problemini hedefleyen Thevenin devresi eşdeğer devredir ve tahmin etmek için sinir ağı algoritması ile birleştirilmiş genişletilmiş Kalman algoritması (EKF) kullanılır. Kalman filtre algoritması tahmini sürecinde, gerçek zamanlı tahmini model parametre değerlerinin (en son değer) kullanılması gerekir, yani model parametreleri farklı SOC'ler altında farklıdır. Geleneksel yöntem, SOC ile her bir parametre arasındaki ilişkide olağan uydurma yapmaktır Bu yöntemin uydurma işleminde büyük hataları vardır. Bu sorunu çözmek için, sinir ağı, her devre modeli parametresi ile SOC arasındaki ilişki eğrisini uydurmak için kullanılır. Test sonuçları, saf genişletilmiş Kalman algoritması ile karşılaştırıldığında, bu yöntemin kalan pil gücünü% 3'ten daha az bir hata ile doğru bir şekilde tahmin edebildiğini göstermektedir.
Tam metin bağlantısı:
Çince alıntı formatı: Han Zhonghua, Liu Shanshan, Shi Gang, Dong Ting. Genişletilmiş Kalman sinir ağı algoritmasına dayalı olarak pil SOC'nin tahmini. Application of Electronic Technology, 2016, 42 (07): 76-78, 82.
İngilizce alıntı formatı: Han Zhonghua, Liu Shanshan, Shi Gang, ve diğerleri.Nöral ağ algoritmaları ile genişletilmiş Kalman filtresine dayalı pil SOC tahmini. Application of Electronic Technique, 2016, 42 (7): 76-78, 82.
3. Uyarlanabilir GPS genişletilmiş Kalman konumlandırma algoritması üzerine araştırma
Özet: GPS sinyal konumlandırma işleminde çoklu yolun neden olduğu konumlandırma hatasını, özellikle statik bir ortamda sıfır frekans farkıyla kısa çok yolun neden olduğu konumlandırma kuyruk fenomenini hedefleyerek, çok yollu kalıntıyı uyarlamalı olarak tahmin eden genişletilmiş bir Kalman filtresi önerilmiştir. Algoritma, statik ortamda sıfır frekans farkı kısa çok yollu bastırmayı gerçekleştirir. İlk olarak, temel bant çok yollu bastırmadan sonraki çok yollu kalıntı modeli nicel olarak verilir, yani çoklu yol "dikdörtgen" tipte bir dağılım sunar.Buna dayanarak, çok yollu kalıntı için uyarlamalı bir tahmin yöntemi, yani yerleştirme penceresinde tasarlanır. EKF algoritmasının ölçüm hatası kovaryans matrisi olarak sözde turuncu ölçüm hatasının ortalamasını ve standart sapmasını tahmin edin ve EKF'de çok yolun dinamik tahminini gerçekleştirin. Son olarak, simülasyon, bu makaledeki çok yollu kalıntıların uyarlanabilir tahmininin genişletilmiş Kalman filtresinin (ARKF) sıfır frekans farkı kısa çok yolunun etkisini etkili bir şekilde bastırabildiğini göstermektedir.
Tam metin bağlantısı:
Çince alıntı formatı: Yang Li, Hu Fangqiang. Uyarlanabilir GPS genişletilmiş Kalman konumlandırma algoritması üzerine araştırma. Elektronik Teknoloji Uygulaması, 2016,42 (08): 91-93,97.
İngilizce alıntı formatı: Yang Li, Hu Fangqiang. Uyarlanabilir GPS için genişletilmiş Kalman yerelleştirme algoritması üzerine çalışma. Application of Electronic Technique, 2016, 42 (8): 91-93, 97.
4. Tek çipli mikrobilgisayar kontrolüne dayalı ters çevrilmiş sarkacın modelleme analizi ve sistem tasarımı
Özet: Dönen ters sarkacın yapısı basittir, ancak kontrol sistemi daha karmaşıktır. Dönel ters sarkacın yapı ilkesi tanıtıldı.Döner ters çevrilmiş sarkacın doğrusal matematiksel modeli, analitik mekanikte Lagrange denklemi kullanılarak oluşturuldu ve formülü ve durum denkleminin daha doğru bir açıklaması türetildi.Döner ters sarkacın dengesizliği ve kontrol edilebilirliği analiz edildi. Seks. Kontrol sisteminin donanım devresi ve yazılım programlaması tasarlanır, sistemin tüm kontrol sürecinin veri edinimi ve grafik gösterimi yapılır ve sarkaç çubuğunun doğal olarak sarkmadan 180 ° 'ye kadar salınımına kadar olan tüm süreci analiz edilir. Sistem, sistemin kararlılığını sağlamak için kontrol için ayrı PID ayarlama algoritması kullanır ve olası parazit sinyallerini filtrelemek için Kalman filtre algoritmasını entegre ederek verilerin doğruluğunu sağlar.
Tam metin bağlantısı:
Çince alıntı formatı: Zeng Xianyang, Yang Hongli, Yu Hanqi, Chu Nanfeng.Mikrodenetleyici kontrolüne dayalı dönen ters sarkaç modelleme analizi ve sistem tasarımı. Elektronik Teknoloji Uygulaması, 2016, 42 (09): 76-79.
İngilizce alıntı formatı: Zeng Xianyang, Yang Hongli, Yu Hanqi, ve diğerleri. Tek çipli mikrobilgisayar kontrolüne dayalı döner ters sarkacın modelleme analizi ve sistem tasarımı. Application of Electronic Technique, 2016, 42 (9): 76-79.
5. Düşük maliyetli MEMS jiroskop gerçek zamanlı filtreleme yöntemi
Özet: Genellikle düşük maliyetli MEMS jiroskopları için uygun olan rastgele hatalar için gerçek zamanlı bir işleme yöntemi bulmak amacıyla, öncelikle MEMS jiroskopunu analiz etmek için Allan varyans analizi yöntemi kullanılır ve hata özelliklerine göre, büyük hataları ortadan kaldırmak için ortalama bir filtre algoritması tasarlanır ve ardından kullanılır En küçük kareler yöntemi, önceki dönemin tarihsel sonuçlarını uydurarak bir sonraki anda çıktının tahmin edilen değerini elde etmektir.Yukarıdaki çalışmaya dayanarak, sonunda çıktıyı filtrelemek için bir Kalman filtresi tasarlanmıştır. Tahmin süreci olarak en küçük kareler yöntemi kullanıldığından, sistem durum modelinin doğru bir şekilde inşa edilmesinin zor olması probleminden kaçınılır. Yöntem iyi dinamik performansa ve evrensel uygulanabilirliğe sahiptir. Deneysel sonuçlar, yöntemin hem statik hem de dinamik koşullarda etkili bir şekilde çalışabileceğini kanıtlamaktadır Filtrelemeden sonraki sabit kayma etkin bir şekilde telafi edilir, rastgele açı artık hatanın ana bileşenini hesaba katmaz ve ortalama kare hatası, filtrelemeden öncekinin onda birinden daha azdır.
Tam metin bağlantısı:
Çince alıntı formatı: Wang Liyang, Zhai Kunpeng, He Wentao, vs. Düşük maliyetli MEMS jiroskopunun gerçek zamanlı filtreleme yöntemi Elektronik Teknolojinin Uygulanması, 2015,41 (01): 50-52,56.
6. AVR mikrodenetleyicisine dayalı hava ataletli kararlı gimbal tasarımı
Özet: Hava fotoğrafçılığı sırasında çok rotorlu bir İHA'nın görüntüsünün seyir sırasında perde, yuvarlanma ve diğer uçuş hareketleriyle kararsız hale gelmesi sorununa yönelik olarak, AVR mikrodenetleyicisine ve MEMS jiroskopuna dayanan havada ataletsel kararlı bir bulut tasarlandı. istasyon. Gimbal, uçağın üç eksenel yöndeki açısal hız değişikliklerini izlemek ve değerlendirmek için Kalman Filtreleme (KalmanFiltering) jiroskop çıktı verilerini kullanır ve bu sistemi elde etmek için gimbal tutumunun gerçek zamanlı ters telafisini gerçekleştirmek için step motoru çalıştırır. Kamera tarafından çekilen resmin her zaman sabit kalmasını sağlayın. Deneysel sonuçlar, sistemin kararlı, güvenilir ve iyi performansa sahip olduğunu göstermektedir.
Tam metin bağlantısı:
Çince alıntı formatı: An Henan, Chen Yang, Zhang Jun, vb. AVR mikrodenetleyicisine dayalı havada atalet stabilize gimbal tasarımı Elektronik teknoloji uygulaması, 2015, 41 (11): 41-44. İngilizce alıntı formatı: An Henan, Chen Yang, Zhang Jun, ve diğerleri.AVR mikro denetleyicisine dayalı havadan atalet stabilizasyon kamera platformunun tasarımı.Elektronik Tekniğin Uygulanması, 2015, 41 (11): 41-44.
İş teklifleri
Eğitim Bilgileri
Ayrıca ziyaret etmek için URL'ye de tıklayabilirsiniz
