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基于时间序列分析和卡尔曼滤波算法的风电场风速预测优化模型 被引量:220
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作者 潘迪夫 刘辉 李燕飞 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期82-86,共5页
为提高风电场风速的预测精度,解决时序模型预测延时的问题,文章提出了一种时间序列分析和卡尔曼滤波相结合的混合算法。基本思路为:首先利用时间序列分析理论,对风电场风速信号进行非平稳建模,得到符合其变化规律的模型方程;其次通过得... 为提高风电场风速的预测精度,解决时序模型预测延时的问题,文章提出了一种时间序列分析和卡尔曼滤波相结合的混合算法。基本思路为:首先利用时间序列分析理论,对风电场风速信号进行非平稳建模,得到符合其变化规律的模型方程;其次通过得到的模型方程推导出卡尔曼滤波法的状态方程和观测方程;然后依靠卡尔曼预测递推方程进行预测;最后对某实测风速信号进行预测。实例分析表明:采用该混合算法可以提高预测精度,而且较好地解决了预测延时问题。 展开更多
关键词 混合算法 卡尔曼滤波 时间序列 风电场
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卡尔曼滤波的基本原理及应用 被引量:201
2
作者 彭丁聪 《软件导刊》 2009年第11期32-34,共3页
卡尔曼滤波在信号处理与系统控制领域应用广泛,目前,正越来越广泛地应用于计算机应用的各个领域。为了更好地理解卡尔曼滤波的原理与进行滤波算法的设计工作,主要从两方面对卡尔曼滤波进行阐述:基本卡尔曼滤波系统模型、滤波模型的建立... 卡尔曼滤波在信号处理与系统控制领域应用广泛,目前,正越来越广泛地应用于计算机应用的各个领域。为了更好地理解卡尔曼滤波的原理与进行滤波算法的设计工作,主要从两方面对卡尔曼滤波进行阐述:基本卡尔曼滤波系统模型、滤波模型的建立以及非线性卡尔曼滤波的线性化。最后,对卡尔曼滤波的应用做了简单介绍。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 系统模型 线性化
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基于ZigBee无线传感器网络的煤矿监测系统 被引量:135
3
作者 焦尚彬 宋丹 +1 位作者 张青 唐金伟 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2013年第5期436-442,共7页
设计了基于ZigBee无线传感器网络的环境参数检测与人员定位为一体的煤矿井下安全监测系统。系统利用安装于矿井现场的ZigBee节点采集井下多种环境数据(瓦斯、CO、温度、湿度),采用三边定位方法基于测距的无线传感器网络实现三维空间的... 设计了基于ZigBee无线传感器网络的环境参数检测与人员定位为一体的煤矿井下安全监测系统。系统利用安装于矿井现场的ZigBee节点采集井下多种环境数据(瓦斯、CO、温度、湿度),采用三边定位方法基于测距的无线传感器网络实现三维空间的人员定位,并利用卡尔曼滤波算法修正量测过程中的随机误差,以提高定位精度。检测信息通过工业以太网传送至地面监控主机,主机分析软件实现数据的存储、并为监控人员提供实时的矿井环境信息和人员位置信息。现场测试结果表明本系统运行稳定、功耗低、定位精度高、信息传输可靠。 展开更多
关键词 矿井信息监测 ZIGBEE网络 三维空间人员定位 卡尔曼滤波
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我国产出缺口的估计 被引量:102
4
作者 刘斌 张怀清 《金融研究》 CSSCI 北大核心 2001年第10期69-77,共9页
本文采用四种方法对我国的产出缺口进行估计。实证研究表明 ,采用单、多变量状态空间———卡尔曼滤波方法估计的潜在产出和产出缺口在经济解释上更加合理。特别是 ,在采用多变量状态空间———卡尔曼滤波方法估计潜在产出和产出缺口时 ... 本文采用四种方法对我国的产出缺口进行估计。实证研究表明 ,采用单、多变量状态空间———卡尔曼滤波方法估计的潜在产出和产出缺口在经济解释上更加合理。特别是 ,在采用多变量状态空间———卡尔曼滤波方法估计潜在产出和产出缺口时 ,我们同时也估计了菲利浦斯曲线 ,而且统计检验也证实了这一方法的合理性和优越性。 展开更多
关键词 中国 产出缺陷 潜在产出 状态空间 卡尔曼滤波 菲利浦斯曲线 实际产出 通货膨胀
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用改进的安时计量法估计电动汽车动力电池SOC 被引量:97
5
作者 林成涛 陈全世 +2 位作者 王军平 黄文华 王燕超 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期247-251,共5页
为了解决安时计量法不能估计初始荷电状态(SOC0)、难于准确测量库仑效率和电池可用容量变化的问题,提出折算库仑效率的定义,建立开路电压法、K a lm an滤波法和安时计量法的组合方法估计电池SOC。具体算法中,根据温度和老化对电池可用... 为了解决安时计量法不能估计初始荷电状态(SOC0)、难于准确测量库仑效率和电池可用容量变化的问题,提出折算库仑效率的定义,建立开路电压法、K a lm an滤波法和安时计量法的组合方法估计电池SOC。具体算法中,根据温度和老化对电池可用容量的影响试验建立电池容量的影响因素模型,基于单变量电池模型实现K a lm an滤波。使用11 085 s的镍氢电池组FUDS试验数据验证方法精度,经与放电试验真实值比较得到的误差为2.3%,优于安时计量法的19.7%,满足电动汽车对SOC估计误差8%的使用要求。 展开更多
关键词 蓄电池 SOC 开路电压 kalman滤波 安时计量
原文传递
风电场风速短期多步预测改进算法 被引量:110
6
作者 潘迪夫 刘辉 李燕飞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第26期87-91,共5页
对风电场风速实现较准确的预测,可以有效减轻并网后风电对电网的影响,提高风电市场竞争力。该文运用时间序列法对我国某风电场测风站实测风速建立时序求和自回归滑动平均(auto regress iveintegrated moving average,ARIMA)ARIMA(11,1,0... 对风电场风速实现较准确的预测,可以有效减轻并网后风电对电网的影响,提高风电市场竞争力。该文运用时间序列法对我国某风电场测风站实测风速建立时序求和自回归滑动平均(auto regress iveintegrated moving average,ARIMA)ARIMA(11,1,0)模型,并进行风速预测。针对模型在超前1步预测时出现的延时问题,引入卡尔曼预测法加以改进,提出卡尔曼时间序列法。针对时序模型超前多步预测精度低的问题,提出滚动式时间序列法。对提出的两种改进方法进行实例验证,结果表明,卡尔曼时间序列法不仅改善了预测延时问题,而且把超前1步预测的平均相对预测误差从6.49%降低为3.19%;滚动式时间序列法改善了多步预测的精度问题,模型超前3、5、10步预测的平均相对预测误差分别仅为7.01%,7.63%,8.42%。两种改进方法都没有明显增加时间序列法的建模计算量。 展开更多
关键词 风力发电 风电场 多步预测 卡尔曼滤波 时间序列
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永磁同步电动机无传感器控制技术现状与发展 被引量:110
7
作者 谷善茂 何凤有 +1 位作者 谭国俊 叶生文 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期14-20,共7页
对近年提出的多种估算永磁同步电动机转子位置、速度的方法进行了综述,比较了各种方法的优缺点;并对中高速适用的扩展卡尔曼滤波(EKF)进行了实验研究:零速及低速时,现有的永磁同步电动机无传感器技术多是指无位置传感器,少数几种无速度... 对近年提出的多种估算永磁同步电动机转子位置、速度的方法进行了综述,比较了各种方法的优缺点;并对中高速适用的扩展卡尔曼滤波(EKF)进行了实验研究:零速及低速时,现有的永磁同步电动机无传感器技术多是指无位置传感器,少数几种无速度估计算法都有很大的局限性。本文针对这一现状,选取基于高频信号注入+磁链观测的永磁同步电动机全速范围无传感器控制方法进行了仿真验证;最后指出复合控制方法是实现全速范围无传感器控制技术的发展趋势。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 无传感器 信号注入 复合磁链模型 观测器 卡尔曼滤波
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基于陀螺仪及加速度计信号融合的姿态角度测量 被引量:109
8
作者 冯智勇 曾瀚 +2 位作者 张力 赵亦欣 黄伟 《西南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期137-141,共5页
针对在四旋翼飞行器姿态控制中传感器数据存在噪声干扰和测量误差,以致单独使用陀螺仪与加速度计不能得到最优姿态角度的问题,建立陀螺仪和加速度计误差的数学模型,采用卡尔曼滤波方法,实现数据融合,有效地提高了姿态检测系统的检测精度... 针对在四旋翼飞行器姿态控制中传感器数据存在噪声干扰和测量误差,以致单独使用陀螺仪与加速度计不能得到最优姿态角度的问题,建立陀螺仪和加速度计误差的数学模型,采用卡尔曼滤波方法,实现数据融合,有效地提高了姿态检测系统的检测精度.该方法被成功应用于四旋翼飞行器的飞行姿态角度控制中,验证了其良好的噪声抑制能力,提高了系统对环境变化的适应性. 展开更多
关键词 传感器融合 卡尔曼滤波 动态角度测量 飞行姿态控制
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卡尔曼滤波计算方法研究进展 被引量:45
9
作者 张友民 戴冠中 张洪才 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期529-538,共10页
本文简要回顾了卡尔曼滤波研究的发展历程,重点对卡尔曼滤波及其在改善数值稳定性,提高计算效率等数值计算方面的研究与发展进行了综述,对QR分解,U-D分解,奇异值分解(SVD)等在卡尔曼滤波,状态与偏差分离滤波及并行滤波... 本文简要回顾了卡尔曼滤波研究的发展历程,重点对卡尔曼滤波及其在改善数值稳定性,提高计算效率等数值计算方面的研究与发展进行了综述,对QR分解,U-D分解,奇异值分解(SVD)等在卡尔曼滤波,状态与偏差分离滤波及并行滤波与分散滤波等方面应用的新进展作了介绍. 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 滤波 计算方法
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卡尔曼滤波理论在电力系统中的应用综述 被引量:90
10
作者 李江 王义伟 +1 位作者 魏超 张鹏 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期135-144,共10页
现代电力系统中,由于可再生能源输出功率、负荷变化以及其他随机过程的存在,使得系统状态参数中往往混杂着噪声,因此有必要采取适当的方法,从随机干扰的观测信号中提取有效的系统状态参数。首先对卡尔曼滤波基本理论进行了介绍,给出了... 现代电力系统中,由于可再生能源输出功率、负荷变化以及其他随机过程的存在,使得系统状态参数中往往混杂着噪声,因此有必要采取适当的方法,从随机干扰的观测信号中提取有效的系统状态参数。首先对卡尔曼滤波基本理论进行了介绍,给出了卡尔曼滤波的基本过程。然后主要综述卡尔曼滤波及其扩展形式在电力系统短期负荷预测、动态状态估计、电能质量分析、继电保护、风电场风速预测、电机状态和参数估计等方面的应用。最后给出了卡尔曼滤波在电力系统中应用的相关结论及其未来发展趋势。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 扩展卡尔曼滤波 无迹卡尔曼滤波 电力系统 风电场
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基于多变量相空间重构和卡尔曼滤波的冷热电联供系统负荷预测方法 被引量:92
11
作者 赵峰 孙波 张承慧 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期399-406,共8页
文中设计一种新型的基于多变量相空间重构和卡尔曼滤波的冷热电联供系统负荷预测方法。首先选择冷热电负荷及与负荷密切相关的天气因素的历史时间序列组成多变量时间序列,然后运用混沌理论和C-C方法重构多变量相空间,最后建立多变量相... 文中设计一种新型的基于多变量相空间重构和卡尔曼滤波的冷热电联供系统负荷预测方法。首先选择冷热电负荷及与负荷密切相关的天气因素的历史时间序列组成多变量时间序列,然后运用混沌理论和C-C方法重构多变量相空间,最后建立多变量相空间的自回归模型并采用卡尔曼滤波方法预测冷热电负荷。以中国北方某医院冷热电联供系统的8月份历史负荷数据和天气数据验证该冷热电负荷预测方法。结果表明,与采用单变量相空间重构和卡尔曼滤波预测方法相比,文中设计的负荷预测方法充分考虑冷热电负荷中多个变量的相互耦合关系,可有效提高负荷的预测精度。算例分析验证了该冷热电负荷预测方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 能源互联网 冷热电联供系统 负荷预测 多变量相空间重构 卡尔曼滤波
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基于卡尔曼滤波的动态轨迹预测算法 被引量:90
12
作者 乔少杰 韩楠 +3 位作者 朱新文 舒红平 郑皎凌 元昌安 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期418-423,共6页
基于拟合的传统轨迹预测算法已无法满足高精度和实时性预测要求.提出基于卡尔曼滤波的动态轨迹预测算法,对移动对象动态行为进行状态估计,利用前一时刻的估计值和当前时刻的观测值更新对状态变量的估计,进而对下一时刻的轨迹位置预测.... 基于拟合的传统轨迹预测算法已无法满足高精度和实时性预测要求.提出基于卡尔曼滤波的动态轨迹预测算法,对移动对象动态行为进行状态估计,利用前一时刻的估计值和当前时刻的观测值更新对状态变量的估计,进而对下一时刻的轨迹位置预测.大量真实移动对象数据集上的实验结果表明:Geo Life数据集上基于卡尔曼滤波的轨迹预测算法的平均预测误差(预测轨迹点与实际轨迹点的均方根误差)为12.5米;与基于轨迹拟合的轨迹预测算法相比,T-Drive数据集预测误差平均下降了555.4米,预测准确率提升了7.1%.在保证预测时效性前提下,基于卡尔曼滤波的动态轨迹预测算法解决了轨迹预测精度较低的问题. 展开更多
关键词 移动对象数据库 状态估计 轨迹预测 卡尔曼滤波 轨迹拟合
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永磁同步电机负载转矩观测器 被引量:85
13
作者 郑泽东 李永东 +1 位作者 肖曦 Maurice Fadel 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期30-36,共7页
负载转矩的扰动会影响永磁同步电机控制系统的性能,测量或者观测负载转矩并用作前馈补偿,形成二自由度控制器可以减小负载转矩扰动的影响。本文研究分析了几种实用的永磁同步电机负载转矩观测器,可以根据测量的电流、机械位置和转速等... 负载转矩的扰动会影响永磁同步电机控制系统的性能,测量或者观测负载转矩并用作前馈补偿,形成二自由度控制器可以减小负载转矩扰动的影响。本文研究分析了几种实用的永磁同步电机负载转矩观测器,可以根据测量的电流、机械位置和转速等准确观测负载转矩,不增加额外的硬件设备。全阶负载转矩观测器还可以根据机械传感器的输出量观测准确的转子位置和转速,代替了传统的转速计算方法,避免了微分计算,减小了测量噪声和离散误差的影响。以基于Kalman滤波器的负载转矩观测器为例,对观测器和前馈补偿的性能进行了仿真和实验验证。 展开更多
关键词 负载转矩观测器 Luenberger观测器 kalman滤波器 永磁同步电机 二自由度控制器 前馈补偿
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移动机器人的同步自定位与地图创建研究进展 被引量:59
14
作者 陈卫东 张飞 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期455-460,共6页
自主移动机器人在未知环境下作业时,首先要解决的基本问题就是其自身的定位问题,而定位问题与环境地图的创建又是相辅相成的.本文从相关理论和关键技术等方面,系统地总结了同步自定位和地图创建的研究现状,着重介绍了基于概率论的方法,... 自主移动机器人在未知环境下作业时,首先要解决的基本问题就是其自身的定位问题,而定位问题与环境地图的创建又是相辅相成的.本文从相关理论和关键技术等方面,系统地总结了同步自定位和地图创建的研究现状,着重介绍了基于概率论的方法,分析了目前存在的难题,并指出了未来研究的发展方向. 展开更多
关键词 移动机器人 定位 地图创建 未知环境 kalman滤波
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一种稳健的直线提取算法 被引量:61
15
作者 文贡坚 王润生 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第11期1660-1666,共7页
直线是图像分析中一种非常重要的中层描述符号 .已有的提取算法较多 ,但都存在一些缺陷 ,限制了它们的使用范围 .提出一种稳健的直线提取算法 ,设计了一系列的方法来克服实际图像中存在的种种干扰和噪声 .首先提取并细化边缘 ,然后利用... 直线是图像分析中一种非常重要的中层描述符号 .已有的提取算法较多 ,但都存在一些缺陷 ,限制了它们的使用范围 .提出一种稳健的直线提取算法 ,设计了一系列的方法来克服实际图像中存在的种种干扰和噪声 .首先提取并细化边缘 ,然后利用卡尔曼滤波器跟踪边缘点 ,获得直线支持区 ,最后设计一种稳健的方法来拟合直线支持区 .实验结果表明 ,这种算法具有良好的性能 。 展开更多
关键词 图像分析 卡尔曼滤波器 直线提取算法 图像处理 边缘提取
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视频监视中运动目标的检测与跟踪算法 被引量:31
16
作者 郑江滨 张艳宁 +1 位作者 冯大淦 赵荣椿 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第10期34-37,共4页
提出一种视频监视中运动目标的精确检测、提取以及跟踪算法。该算法采用基于自适应背景图像估计与当前多帧图像的混合差实现快速精确地检测和提取目标 ,使用扩展的Kalman滤波器预测运动目标下一时刻可能处于的区域 ,缩小了目标跟踪时的... 提出一种视频监视中运动目标的精确检测、提取以及跟踪算法。该算法采用基于自适应背景图像估计与当前多帧图像的混合差实现快速精确地检测和提取目标 ,使用扩展的Kalman滤波器预测运动目标下一时刻可能处于的区域 ,缩小了目标跟踪时的搜索范围。充分利用运动目标检测的结果 ,提高了目标的匹配效率及跟踪速度。 展开更多
关键词 视频监视 运动目标 检测 跟踪算法 kalman滤波器
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快速运动目标的Mean shift跟踪算法 被引量:50
17
作者 朱胜利 朱善安 李旭超 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期66-70,共5页
针对Meanshift本身的理论缺陷,提出Meanshift和卡尔曼滤波器相结合的快速目标跟踪算法。利用卡尔曼滤波器来获得每帧Meanshift算法的起始位置,然后再利用Meanshift算法得到跟踪位置。在目标出现大比例阻挡情况时,利用卡尔曼残差的计算... 针对Meanshift本身的理论缺陷,提出Meanshift和卡尔曼滤波器相结合的快速目标跟踪算法。利用卡尔曼滤波器来获得每帧Meanshift算法的起始位置,然后再利用Meanshift算法得到跟踪位置。在目标出现大比例阻挡情况时,利用卡尔曼残差的计算来关闭和打开卡尔曼滤波器,此时,目标位置的线性预测替代了卡尔曼的作用。试验证明,本算法可以实现对快速运动目标的跟踪,对阻挡也有很好的鲁棒性。 展开更多
关键词 Mean SHIFT 核函数 卡尔曼滤波器 目标跟踪
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渐消卡尔曼滤波器的最佳自适应算法及其应用 被引量:72
18
作者 夏启军 孙优贤 周春晖 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1990年第3期210-216,共7页
本文依据卡尔曼滤波器在使用最佳增益时,其余差序列互不相关的性质,开发了一种新的渐消滤波算法。该算法根据对象输出,在线自适应地调整遗忘因子,从而使滤波器在对象模型存在误差或对象受到外扰时,仍收敛并保持最佳性。该算法已应用于... 本文依据卡尔曼滤波器在使用最佳增益时,其余差序列互不相关的性质,开发了一种新的渐消滤波算法。该算法根据对象输出,在线自适应地调整遗忘因子,从而使滤波器在对象模型存在误差或对象受到外扰时,仍收敛并保持最佳性。该算法已应用于造纸机控制,取得较好效果。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波器 自适应算法
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基于四元数改进型互补滤波的MEMS姿态解算 被引量:78
19
作者 陈孟元 谢义建 陈跃东 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第9期1391-1397,共7页
针对四旋翼飞行器的姿态解算问题,设计了由STM32、陀螺仪、加速度计等组成的姿态测量单元,采用四元数法对姿态角进行描述,详细分析了姿态解算的过程,建立了系统及传感器模型,并在互补滤波算法的基础上,构造了一种改进型互补滤波器来完... 针对四旋翼飞行器的姿态解算问题,设计了由STM32、陀螺仪、加速度计等组成的姿态测量单元,采用四元数法对姿态角进行描述,详细分析了姿态解算的过程,建立了系统及传感器模型,并在互补滤波算法的基础上,构造了一种改进型互补滤波器来完成姿态解算。实验测试表明,与传统的卡尔曼滤波算法和互补滤波算法比较,改进型互补滤波算法的数据平滑能力更强,收敛速度更快,有效地实现了飞行器姿态数据的融合,提高飞行器的姿态估计精度,满足了小型四旋翼飞行器姿态控制的要求,增强了系统的鲁棒性与稳定性。同时通过实际飞行实验,验证了算法的可行性。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 互补滤波 四元数 卡尔曼滤波 姿态解算
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自适应卡尔曼滤波器渐消因子选取方法研究 被引量:68
20
作者 徐景硕 秦永元 彭蓉 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期1552-1554,共3页
分析了通过改变噪声和初始条件抑制Kalman滤波发散的方法,指出了造成Kalman滤波发散的原因和控制Kalman滤波发散的机理。推导了衰减记忆滤波方程并研究了衰减记忆滤波噪声阵和滤波初值的选取条件,分析了衰减记忆滤波条件下量测噪声阵遗... 分析了通过改变噪声和初始条件抑制Kalman滤波发散的方法,指出了造成Kalman滤波发散的原因和控制Kalman滤波发散的机理。推导了衰减记忆滤波方程并研究了衰减记忆滤波噪声阵和滤波初值的选取条件,分析了衰减记忆滤波条件下量测噪声阵遗忘因子权重变化的物理意义。给出了衰减记忆滤波不发散的自适应遗忘因子的新算法,仿真结果证明了所述方法的有效性。 展开更多
关键词 kalman滤波 滤波发散 渐消因子
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