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新型UKF在非线性系统执行器故障估计中的应用
  • ISSN号:1001-0505
  • 期刊名称:东南大学学报(自然科学版)
  • 时间:2011
  • 页码:120-124
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学自动化学院,南京210016, [2]南京航空航天大学无人机研究院,南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61074080)、南京航空航天大学博士论文创新与创优基金资助项目(BCXJ10-03)、江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CXLX11_0199).
  • 相关项目:基于量子控制理论的复杂工程系统直接自修复控制
中文摘要:

针对扩展卡尔曼滤波(extended Kalmanfilter,EKF)算法使用受限,粒子滤波算法动态跟踪能力差、易产生退化,单一无先导扩展卡尔曼滤波(unscented Kalmanfilter,UY,F)算法滤波精度低等缺陷,根据极大后验(maximumaposterior,MAP)估计原理,设计了一种带限定记忆法的无先导卡尔曼故障估计滤波器.首先根据极大后验估计原理,推导出一种最优MAP—UKF乘性故障估计器;在此基础之上,又推导出次优的执行器故障估计滤波器,并对常值故障估计滤波器进行了无偏性证明;接着,将限定记忆法应用于MAP—UKF故障估计滤波器中.最后,将新型的UKF算法应用于倒立摆仿真,相比于EKF和单-UKF算法,所提出的故障估计算法收敛速度较快,滤波精度显著提高.

英文摘要:

Aiming at the constraints of the extended kalman filter (EKF), the poor dynamic txacking and degradation ability of the particle filter algorithm, and the low precision of the single unscented kalman filter (UKF), an unscented kalman fault estimation filter with limited memory method was designed based on maximum a posterior (MAP) estimation. Firstly, an optimal MAP-UKF multiplicative fault estimator is derived according to MAP estimation. Then, the sub-optimal actuator fault estimation filter algorithm is derived. Meanwhile, the unbiasedness of fault estimation filter is proved in this paper. Afterwards, the limited memory method is applied to the MAP-UKF fault estimation filter design. Finally, simulation results about the inverted pendulum show the better filtering performance of the designed MAP-UKF compared with the EKF and single UKF algorithms.

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期刊论文 21 会议论文 10 获奖 2 专利 3 著作 2
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期刊信息
  • 《东南大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:东南大学
  • 主编:毛善锋
  • 地址:南京四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:xuebao@seu.edu.cn
  • 电话:025-83794323
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0505
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1178/N
  • 邮发代号:28-15
  • 获奖情况:
  • 先后荣获第三届国家期刊奖百种重点期刊奖,2006-2...,2013年荣获首届江苏省新闻出版政府奖"报刊奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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