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舰船航态最优控制器的设计

0 引 言对于船舶横向运动的控制,传统的做法是采用一对或两对减摇鳍,用于减小横摇幅度,而克服艏摇则采用舵。但舵的作用会产生寄生横摇,减摇鳍的作用也会产生艏摇。采用统一的稳定系统,则可以取得更好的效果。Kallstrom于1981年首先提出:采用多变量线性二次型控制理论对舵鳍实施综合控制,能够在控制航向和减摇两方面同时取得优异的性能[1,2]。借助于上述设计思想,本课题运用舵鳍联合操纵实现对舰船横向运动的最优控制。出于对实际运行的考虑,根据最优控制问题的特点,我们分别讨论状态估计问题和控制问题。1 状态估计和卡尔曼滤波在系统的综合和控制问题中,状态反馈是最常用的控制方式。但是对于实际系统,其状态可能不能直接获得或观测,只有根据获得的观测数据构造或估计系统的状态。本文采用卡尔曼滤波进行状态估计。1-1 模型的离散化算法所讨论的连续系统为:·x =Fx+Gu+Γey =Hx+w(1)·xn=Fnxn+Gnεe=Hnxn(2)以采样间隔...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国药科大学学报》1998年06期
中国药科大学学报

卡尔曼滤波分光光度法测定复方氧氟沙星滴耳液的含量

复方氧氟沙星滴耳液含氧氟沙星0.3%(4’/V)、甲硝华05%(ti丁卜)及醋酸地塞米松003%(ti”/[;)。本文采用卡尔曼滤波分光光度法[‘,’J,不需分离和化学处理,借助于微型计算机,直接测定复方氧氟沙星滴耳液中氧氟沙星和甲硝哇的含量,结果满意,现报道如下。1仪器与药品美国惠普公司HP8453二级管阵列紫外可见分光光度计;BPZIOS电子天平;氧氟沙星和甲硝叹、醋酸地塞米松对照品(甘肃省药品检验所提供);稀醋酸、甘油和乙醇均符合中国药典1995年版规定;复方氧氟沙星滴耳液(本院制剂室提供);实验所用玻璃仪器均已校正。2实验部分2.l紫外吸收曲线的绘制精密称取经105C干燥至慎重的氧氟沙星、甲硝娃和醋酸地塞米松对照品适量,用0.lmol/L盐酸液分别配制成含氧氟沙星612ug/ml、甲硝哇10.lum/ml、醋酸地塞米松0.62ug/ml的溶液及同浓度下三者的混合液。以0.lmol/L盐酸液为空白,分别在200~400ur...  (本文共3页) 阅读全文>>

《导航定位学报》2016年04期
导航定位学报

一种高效抗差卡尔曼滤波的导航应用

0引言卡尔曼滤波方法应用在动态导航中时,需要有准确的运动模型才能保证滤波精度[1-2]。关于目标运动模型,国内外学者分别提出了匀速模型、匀加速模型、时间相关模型、“当前”统计模型等[3-5]。目前,单一的运动模型无法完全准确地描述实际中所有机动情况;当运动模型与目标机动情况差异较大时,使用传统卡尔曼滤波方法将导致定位精度不理想[6]。卡尔曼滤波方法中,运动模型的准确程度体现于预测状态不符值[7]。为了抑制运动模型误差,本文根据卡尔曼滤波中目标位置参数的预测状态不符值的标准化残差实现自适应抗差滤波。1卡尔曼滤波卡尔曼滤波由状态方程和观测方程组成[1],即:Xk=k,k-1Xk-1+Wk;(1)Lk=AkXk+ek。(2)式中:Xk为tk时刻的状态向量;Xk-1为tk-1时刻状态估计向量;k,k-1为状态转移矩阵;Wk为状态模型噪声;Lk为观测向量;Ak为观测设计矩阵;ek为观测噪声。根据式(1)、式(2)进行卡尔曼滤波,得到t...  (本文共4页) 阅读全文>>

《火力与指挥控制》2016年11期
火力与指挥控制

基于扩展卡尔曼滤波的雷达无源定位方法

*0引言利用多无人机协同控制对雷达网进行航迹欺骗[1]是一种有效对抗雷达网的欺骗方法。在进行航迹欺骗的过程中,多架无人机通过对雷达进行距离延时转发干扰,保证每部雷达接收到的假目标信息在空间上融合为同一点迹。此干扰策略对于雷达的位置具有较高的精度要求,特别是对于网内位置未知雷达的定位,是亟待解决的问题,而利用无人机自身多机协同的特点,可以采用时差定位(Time Differ-ence of Arrival,TDOA)方法对雷达进行精确定位。由于TDOA定位中辐射源位置和时间差量测值之间为非线性关系,雷达位置不易直接求解。因此,许多近似求解方法被相继提出,比较典型的方法有Taylor级数展开法[2]、Newton迭代法[3]和Chan算法[4]。虽然这些方法均能取得较好的定位精度,但均存在一定的不足。Taylor展开和Newton迭代算法对初始值要求较高,如果初始值的选择离定位目标较远,则算法无法收敛到全局最优点,Chan算法要求量...  (本文共4页) 阅读全文>>

《测控技术》2017年03期
测控技术

基于补偿卡尔曼滤波的姿态估计算法实现

姿态估计是为了确定物体的三维指向问题,它广泛应用于机器人动作跟踪、飞行器的自主或协助导航等领域。姿态估计一般分为两类:基于几何的解算和滤波解算。当测量单元的精度不高时,基于几何的姿态解算误差较大。比如,陀螺仪是测量单元中的重要部件,重量轻、体积小、短期精度好,但长时间使用时,陀螺漂移会引起较大的姿态误差,此时就应采用滤波解箕1。近年来不少学者提出了多种滤波解算方法。Rehbinder等[1]利用陀螺仪和速度传感器信号进行融合,修正陀螺仪的偏差,但该方法仅能减少水平面倾角的漂移,无法修正偏航角误差。于四元数描述方法,提出了基于梯度下降算法的姿态估计,但该方法对偏航角的估计不准确。Hemerly等[3]利用GPS修正加速度信息,利用补偿后的加速度结合陀螺仪和磁力计完成姿态更新过程,但是对GPS的性能和可用性有一定要求。Tian等[4]以髙斯-牛顿优化算S为基础,提tB了基于自应增益的补偿滤'波,能够准确地估计陀螺仪误差,但目前局限于...  (本文共5页) 阅读全文>>

《计算机应用与软件》2017年03期
计算机应用与软件

加性噪声下增广容积卡尔曼滤波及其目标跟踪应用

0引言因为卡尔曼滤波(KF)具有良好的鲁棒性和最优特性[1-2],它被广泛地应用于线性系统的状态估计和目标跟踪领域[3-4]。但对于非线性系统,经典卡尔曼滤波存在局限性。对此研究人员提出扩展卡尔曼滤波(EKF),使其较好地适用于低维和低非线目标跟踪性系统[5]。但对于高维和高非线性系统,EKF会导致严重的系统失真和滤波误差。针对这类目标跟踪系统,研究人员对粒子滤波(PF)在移动物体跟踪系统中的应用进行了研究,并做了相关性能分析[6-8]。粒子滤波通过大量的随机样本和归一化权重对非线性系统的状态分布进行逼近,故粒子滤波存在计算复杂度高,滤波精度低和数值发散等缺点[9]。为解决这些问题,Ju-lier等人[10]提出基于无迹变换(UT)的无迹卡尔曼滤波(UKF)。UKF通过UT变换和矩匹配获得确定性样本和权重,具有良好的滤波精度和较低的计算复杂度。相比于粒子滤波,UKF在非线性目标跟踪系统中有一定的性能优势[11-12]。UKF的滤...  (本文共6页) 阅读全文>>