目标状态的“全面”自适应估计

本文根据“全面”自适应的思想,建立了一种新的目标状态估计器——“全面”自适应估计器,通过目标动态特性识别、特征参数辨识和“全面”自适应模型集的结合,达到了跟踪估计目标各种运动的“全面”自适应能力.利用Monto-Carlo仿真表明,本文提出的新估计器具有所期望的良好性能.     

机动目标跟踪中机动频率的自适应调整

研究机动目标跟踪过程中机动频率的自适应调整方法,使其值更加符合目标的实际机动状况.根据卡尔曼滤波残差是否符合零均值正态分布,判断目标机动频率是否发生改变,并采用简化的最小均方误差(LMS)算法对机动频率加以自适应调整.仿真实验表明,通过对频率自适应调整,使机动目标的位置、速度估计误差明显减小.     

基于机动频率自适应的目标跟踪算法

利用观测新息在目标机动时发生变化的信息，设计了一种自适应的机动目标跟踪算法，通过对目标状态误差的估计，从而自适应的改变机动频率，使跟踪算法与目标的真实状态更接近，该算法具有运算量小、跟踪精度高、易于工程化实现的特点。     

用于状态估计的自适应粒子滤波

分析了粒子滤波的性能关键,提出了一种新的自适应粒子滤波算法．该算法采用一种新提议分布,即将UKF（Unscented Kalman Filter）与自适应强跟踪滤波器（STF）相结合．新提议分布通过UKF构造粒子群,而粒子群中的每个粒子中的每个sigma点用STF来更新,它可以在线调节因子而使得算法自适应．非线性状态估计仿真试验证实了改进的粒子滤波算法的有效性．     

机动输入子波估计的卡尔曼滤波器

提出一种新的机动输入估计的卡尔曼滤波器,该滤波器利用子波滤波从新息中估计机动造成的附加位移,由此修正卡尔曼滤波器的状态估计,模拟实验表明这一方法比通常的机动输入估计卡尔曼滤波器（ＩＥ）具有更好的目标跟踪性能,而计算也更为简便。     

估计同步电机不可测状态量的自适应观察器

提出了一种新的适用于工程的自适应观察器的设计方法。该观察器以可测状态量作为输入，能输出不可测状态量。设计中采用互相关分析确定观察器的阶次，然后以多输入多输出最小二乘法递推出观察器参数。输入基矢量的正确选择，保证了观察器对任意输入的适用；互相关函数分析保证了观察器模型阶次的正确选定；所推导的算法足以保证观察器参数的一致收敛性。以同步电机为例，在微型计算机上进行仿真计算，仿真结果证明了本观察器设计方法的有效性。本观察器可用于同步电机参数自适应辨识中。     

基于输入估计的机动目标跟踪方法

机动目标跟踪方法有变维滤波、输入估计和交互式多模等方法。由于输入估计法采用常速模型作为状态方程对目标进行滤波跟踪,避免了模型集设计而成为研究的热点,但传统输入估计方法跟踪机动目标时存在机动检测时延较长和估计精度不高的缺点。针对这些问题,对输入估计算法进行了改进。采用变检测窗长度提高机动检测的响应速度,通过对检测窗内信息序列的修正显著提高了估计精度。仿真结果表明所提出的算法比原有算法的跟踪性能有显著提高,且对加速度随时间变化的机动也有一定的跟踪性能。     

考虑目标航向机动信息的机动目标跟踪算法

传统的机动目标跟踪算法大多过于依赖所采用的目标运动模型,没有充分利用目标量测序列中携带的其它有用信息,当目标机动时跟踪性能下降较大。针对该问题,提出了利用目标航向机动序列修正传统跟踪算法滤波值的新算法。仿真结果表明,该算法比传统跟踪算法的跟踪精度高,是一种简单有效的自适应机动目标跟踪算法。     

基于模糊神经网络融合的目标自适应跟踪算法

为解决基于“当前”统计模型的自适应滤波器对弱机动,特别是非机动目标跟踪精度下降问题,提出基于模糊神经网络的目标自适应跟踪算法,对并行工作的两滤波器进行数据融合.仿真结果表明:与一般自适应算法相比,该算法对各种机动程度的目标跟踪精度均有不同程度的提高,能更好地适应目标的各种运动形式,尤其适用于对目标的速度和加速度估计精度要求较高的场合,在指控、火控系统中具有实用价值.     

一种基于改进的“当前”统计模型自适应跟踪算法

针对工程应用中"当前"统计模型对机动频率和最大加速度经验值依赖过大,难以根据目标的加速度变化进行实时动态调整优化的问题;以及标准"当前"统计模型在跟踪非机动或弱机动目标时,精度不高的问题,在分析机动频率物理含义及其与加速度变化关系、卡尔曼滤波的新息与加速度方差关系的基础上,提出了一种高效的机动频率和加速度方差双变量自适应算法。仿真结果表明该算法能够很好地自适应目标的加速度变化;并能有效提高跟踪精度,大大提高了对非机动或弱机动目标的跟踪精度。     

基于自适应Kalman滤波的输油管道状态估计

通过离散化输油管道瞬变流动控制方程,基于扩展Kalman滤波方法,用带有未知时变噪声统计的虚拟噪声补偿线性化模型误差,构造了鲁棒自适应Kalman滤波器,以进出口压力及站间测量点为系统的输入与输出向量,对输油管道进行状态估计,并将状态估计结果与实际运行采集数据进行对比.结果表明,该滤波器迭代收敛速度较快,其误差控制在3%以内.     

基于双自适应无迹卡尔曼滤波的半挂车状态估计

针对半挂车辆状态估计过程中测量噪声不确定、累计误差影响严重、初值敏感等问题,提出一种适用于半挂车铰接角、车速等多个状态量估计的双自适应无迹卡尔曼滤波算法(FFUKF).基于搭建的半挂汽车12自由度非线性动力学模型和轮胎模型,通过测量的轮速与车辆加速度等信息,首先利用模糊控制自适应调整滑移率容差,综合判断每个车轮的稳定状态,通过轮速估算出一种车速;与此同时,模糊控制自适应调整测量噪声,利用无迹卡尔曼算法,依据动力学估计出铰接角和另一种车速;然后通过卡尔曼滤波算法融合两种方法估计的结果,实现车辆的纵向、侧向速度、横摆角速度和挂车与牵引车铰接角的实时估计.最后在Simulink/TruckSim联合仿真环境下进行多工况仿真试验,验证所提出的双自适应无迹卡尔曼估计算法(FFUKF)有较强的适应性、稳定性和鲁棒性,相比普通模糊自适应无迹卡尔曼(FUKF)有更高的估计精度,能有效克服累计误差,即便在估计初始值不准和有ABS控制输入的情况,仍可以较精确地对车速和铰接角进行实时估计.     

机动目标跟踪的自适应混合多模算法

本文介绍了用于机动目标跟踪的自适应混合多模算法。这个算法不需要预先定义模型,它利用一个二级卡尔曼滤波器来估计目标的加速度,这个加速度被用于混合多模算法中具有不同确定性加速度的子滤波器中。文中给出了自适应混合多模糊算法的一个计算机模拟结果并和无自适应混合多模算法的结果进行了比较。     

基于集员估计的光电系统目标状态预测方法研究

在光电跟踪系统目标状态估计过程中,噪声统计特性不确定是导致滤波精度下降的主要原因之一。针对该问题,研究了一种基于扩展集员估计的目标状态估计方法,并与扩展卡尔曼滤波算法做了比较。结果表明,在保证滤波精度前提下,基于噪声特性未知但能量有界(Unknown but Bounded-UBB)假设的扩展集员估计方法能有效克服噪声统计特性不确定造成的影响,具有较强的工程实用性。     

机动目标跟踪中一种改进的自适应卡尔曼滤波算法

针对“当前”统计模型中预先设置机动频率和加速度极限值造成对目标跟踪精度不高的问题,提出一种新的参数自适应算法.该算法利用目标前后2个时刻的加速度均值代替“当前”统计模型中只利用前一时刻的加速度值作为当前时刻的加速度均值,推导出了机动频率自适应,再利用加速度方差与加速度变化量之间存在的正比线性关系,推导出了加速度方差自适应,避免了由于参数设置不合理而造成的跟踪误差.理论分析和仿真结果表明,改进算法有效提高了目标跟踪精度,仿真结果验证了改进算法的有效性.     

基于GNL模型自适应无迹卡尔曼滤波的电动汽车的荷电状态估计

随着电动汽车的高效发展,逐年递增的退役动力电池回收利用已刻不容缓,对电池进行精确、可靠的荷电状态(state of charge,SOC)估计是实现电池梯次利用的关键技术。传统估计方法均未考虑对老化电池影响较高的自放电因素,本文采用在二阶RC模型基础上考虑了自放电因素的GNL电路等效模型,通过脉冲放电对模型参数进行辨识。对相应的状态空间方程利用矩阵二次型方法进行离散化,并利用自适应无迹卡尔曼滤波算法对SOC进行实时估计及更新。在间歇恒流工况和变电流工况下以老化电池为实验对象对算法进行了对比验证,结果表明双卡尔曼滤波法在初值估计不准确的时候不能及时收敛到SOC真值附近并跟随,基于二阶RC模型的自适应滤波算法估计的误差在工况后期较大,基于GNL模型的自适应滤波算法对老化电池的估计精度较高,误差在0.5%之间。结果表明该方法可使状态估计值具有较小的误差和快速跟随性,满足了SOC 估计的实际需求。     

故障估计的自适应观测器设计

研究了一类自适应观测器实现线性系统的故障估计问题·这类自适应观测器不仅能实现对系统状态的估计,而且也能实现对故障的估计·采用H∞跟踪性能指标分析了这种观测器的设计方法和稳定条件·由这种观测器得到的估计故障与故障幅值大小没有关系,只与故障变化率和给定的H∞跟踪性能指数有关,进而使估计故障能以给定的H∞跟踪性能指数逼近真实故障·最后通过感应电机的传感器故障验证了所提方法的有效性·     

无穷范数下的目标状态融合方法

给出了一种无穷范数意义下的状态估计线性组合的最优融合准则，在分布式雷达网数据处理模式中，通过利用各传统传感器输出的观测序列，对目标进行串上，将判定源于同一目标的状态估计值进行融合，得到更精确的目标状态和航迹，给出了实际数据的实验结果。     

一种强机动目标自适应跟踪算法

针对强机动目标跟踪精度不高的问题,提出了一种强机动目标自适应跟踪算法(HMIMM-CV/CAT)。首先通过机动检测区别目标的机动性能,分别应用Kalman滤波和交互多模算法对目标进行跟踪。其次对机动段交互多模算法,给出一组转弯模型离散模型集,在目标机动时通过角速度估计在离散模型集中遴选出一个最匹配的模型参加交互计算,使模型更加逼近目标真实运动模式,且不增加参与交互运算模型数量。蒙特卡罗仿真结果表明,该算法与几种类似算法相比,更加适用于强机动目标。     

采用等效电路的参数自适应电池模型及电池荷电状态估计方法

针对电池离线参数辨识复杂、模型系统误差无法在线校正等问题,提出基于等效电路的参数自适应电池模型及电池荷电状态估计方法。该方法设计了针对动力电池的自适应参数观测器并证明了稳定性,通过在线估计电池参数从根源校正模型误差,建立滑动平均滤波器对估计参数滤波降噪,利用多时间维度思想周期性更新电池模型,并结合卡尔曼滤波算法进行荷电状态估计。搭建电池充放电测试平台进行实验,实验结果表明:城市道路循环工况下,基于参数自适应电池模型的卡尔曼滤波电池荷电状态估计误差小于3%。该算法简单、准确、适应性强,对于多变环境、长周期使用条件下的动力电池监测具有较高的实用价值。