在线估计

摘要： 针对机器人系统的状态参数不能完全依靠离线模式进行预测估计的问题,基于麻省理工学院提出的MIT规则,设计了一种具有自适应功能的无色卡尔曼滤波算法。该方法以信息方差的实际值与估计值的差作为指标参数,利用梯度下降法更新未知参数实现自适应控制。通过理论分析和实验验证,当系统的噪声统计特性发生变化时,所提出的自适应滤波算法能够自动地调节自身参数,减少系统先验噪声信息对于滤波器性能的影响,有效地提高滤波器的稳定性和估计的准确性。

摘要： 为解决电网一次调频性能难以估计的问题,本文提出了基于多源数据的电网一次调频性能平行计算平台.通过采集整合OMS(Operations management system)、WAMS(Wide area measurement system)、SCADA(Supervisory control and data acquisition)等系统的各类型一次调频数据,以极大似然估计、数值拟合等方法构建机组一次调频性能功频图谱.采用均方差分析建立电网一次调频性能数学模型,基于并网运行机组的一次调频性能功频图谱,估算出当前电网的实际一次调频性能.算例计算表明,本文所提出的计算方法能够有效兼顾机组类型的静态特性和运行工况的动态特性,并以平行执行方式完成人工估算系统与实际电力系统的滚动优化,实现了电网一次调频性能的在线全面估计,为电网频率管理与控制提供数据决策支持.

摘要： 随着机载光电设备对姿态实时性和精度要求的不断提高,直接采用捷联方式安装于吊舱内部的小型惯性导航单元,配合全球导航卫星系统进行组合导航的方案开始逐渐得到应用.吊舱、飞机、惯导间由于空间安装位置的不同,吊舱框架角的不断变化会引入额外的杆臂相关误差.详细推导了吊舱、飞机与惯导间姿态转换关系,提出了一种改进的在线补偿杆臂效应参数的组合导航滤波模型.飞行试验证明了改进的组合导航模型能够有效估计吊舱-惯导与吊舱-飞机间的杆臂参数,在线估计精度可达到厘米级,输出航向精度较传统组合导航算法提高了1倍.

摘要： 通过对铅酸蓄电池充电阶段特征与电池容量的分析,提出了一种基于相关向量机(RVM)的铅酸蓄电池在线健康状态估计方法。RVM的核函数选取泛化能力较强的混合核函数,用变概率遗传算法(VPGA)对核函数进行参数优化,建立了RVM回归模型。实验结果表明该方法可以实现对铅酸蓄电池电池健康状态的精准估计与在线监测。

摘要： 为预防模块化多电平换流器中子模块电容器老化失效而引发系统安全问题,提出一种模块化多电平换流器子模块电容器电容值在线估计方法.首先,采用卡尔曼滤波滤除传感器采集桥臂信息存在的测量噪声;然后,利用传感器监测桥臂电流和子模块电压信息并对其进行离散化处理,建立电容、电压及电流的数学模型,实时估计子模块电容值的情况;最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建8电平系统进行仿真验证.结果表明,所提出的方法稳态时估计误差在1％以内,能够实现在线估计,有利于预测性防护,提高系统的可靠性.

摘要： 针对大学生无人驾驶方程式(FSAC)于地图内高精定位以及速度观测的问题,设计基于多传感器信息融合的状态估计算法,并应用于自研实车平台.算法基于迭代扩展卡尔曼滤波(iEKF)进行设计,融合多类传感器,包括惯性测量单元(IMU)、转角及轮速编码器、全球卫星定位(GPS)、相机与激光雷达(Lidar).首先,利用IMU预测车辆先验状态;然后,建立并联融合架构,对各类传感器数据进行不同的信息处理,用于更新先验状态;由于并联融合的架构,不同传感器可独立地维护车辆的状态观测.实验结果表明,所提出的算法对地图内定位、速度观测有较好的精度,且具有足够的冗余性和实时性.

摘要： 针对一类非线性仿射系统,提出一种在线估计切换时间的经济模型预测控制算法,并将其拓展到长周期控制过程中.有限时间内,将切换时间作为变量实时更新估计,确定最优的切换操作点,以保证每一时刻都可以在控制目标可达的前提下经济性能最优,避免了传统切换经济预测控制策略可能出现的控制目标不可达或经济性能较差的情况.进一步,将该策略作为单周期应用到长周期优化控制过程中,当系统受到扰动时,开始一个新的优化控制周期,实现优化模式与控制模式的灵活切换,同时可以及时应对扰动的出现.该策略保证系统的综合性能最优,仿真结果证明了方法的有效性.

摘要： 全天时星跟踪器与捷联惯导组成的惯性/天文组合导航系统具有精度高、自主性强等优点,在飞机、无人机、船舶等领域具有广泛的应用前景.组合导航系统长时间工作中力热变化导致安装矩阵漂移进而影响导航系统精度,全天时星跟踪器由于天空光影响视场小,一次只能观测一颗恒星,无法根据一副星图直接进行安装阵估计.提出了一种基于Levenberg-Marquart(L M)算法的捷联惯性/天文组合导航系统安装阵在线快速高精度估计方法,利用捷联惯导姿态测量值,将不同时刻的观测星矢量转移到同一时刻同一坐标系中,构造多颗观测星的观测矢量误差与导航星矢量最小二乘目标函数,利用自适应步长的L-M算法对其进行迭代求解,实时得到系统安装矩阵的变化量.试验结果表明,使用该方法后星跟踪器在捷联惯导本体坐标系的输出恒星投影矢量精度提升了1倍以上,在线估计时间优于5 ms,满足用户实时性和高精度要求.

摘要： 电动汽车中,先进的电池管理系统可以为电池的安全高效使用提供保障.荷电状态(SOC)无法直接测量得到,电池管理系统的主要任务是准确、可靠地估计电池的SOC.为了估计电池的SOC,选择一阶电阻电容(RC)等效电路模型描述电池的外特性,模型参数中包含开路电压(OCV),通过渐消记忆递推最小二乘法(FFRLS)辨识模型参数,再用SOC-OCV模型实时计算.使用马里兰大学高级生命周期工程研究中心(CALCE)电池组提出的镍钴锰酸锂(LNMC)/石墨电池在动态应力测试(DST)和北京动态应力测试(BJDST)工况下的数据检验算法,结果表明,SOC估计误差在DST工况下不超过3.4190%,在BJDST工况下不超过4.2335%,实现了SOC的在线估计.

摘要： 由于大功率电机内部温度对其性能及寿命影响至关重要,实时监测电机绕组温度就显得极其迫切.本文对比研究了两种基于信号注入的永磁同步电机定子绕组的实时温度估计方法,其中基于直流电压注入的定子绕组温度在线估计方法特别适合于大功率小电阻电机,具有策略简单、温度估计精度高等优点.同时该方法减小了在相电流中提取直流电流分量的难度,提高了温度估计精度;另一种基于交流电流注入的定子绕组温度在线估计方法则适合于小功率大电阻电机.针对大功率电机进行了仿真并验证了理论分析的正确性.

摘要： 沙床高度作为调整耙吸挖泥船控制器参数的重要依据无法通过传感器直接测得,土壤土质对疏浚作业的效率也有很大的影响,疏浚土质取决于土壤粒径.掌握不同作业工况的土壤粒径与舱内沙床高度对装舱优化有着重要作用.以"新海凤"号为例结合实测数据校正模型,对疏浚过程中土壤土质的变化方式进行两种模拟,采用粒子滤波算法在验证动态沉积模型的基础上对沙床高度进行在线估计,为疏浚工程提供参考.

摘要： 随着高技术战争的需求，多平台多目标多传感器跟踪技术已成为未来武器系统重点发展的研究领域。针对传感器探测精度与标称精度不一致的问题,提出传感器探测精度在线估计及收敛判别方法.首先,为了克服野值对随机误差估计的影响,提出了基于容错平滑的传感器探测精度在线估计方法;其次,为了在线获得准确的估计结果,提出了基于分布辨识的估计收敛性判别方法;仿真试验证明,该方法能够克服野值的不利影响,利用多目标的测量数据准确估计出传感器的探测精度.

摘要： 延迟焦化加热炉辐射室内炉管结焦将导致燃料消耗和动力消耗增加,甚至危害焦化炉的安全运行.本文提出了一种焦化炉辐射室内炉管结焦厚度的在线估计方法.根据加热炉炉管管壁温度测点的分布,对炉管进行分段集结法建模.利用传热模型和实测的过程变量,计算不同炉管段的总传熟阻力和焦炭层传热阻力,从而确定不同炉管段的结焦厚度.对历史工业数据的计算结果表明,所提方法可有效的估计结焦变化的趋势.结焦计算结果可以为生产操作和清焦提供参考,提高装置运行的安全性.

摘要： 在二维的时频域网格结构中,相邻点上语音信号的存在与否是相关的,传统的马尔科夫链不能对二维的时频相关性进行自适应的建模.本文基于语音信号在时频域中的相关性,提出了一种利用二维的相关模型估计语音掩模的方法.该方法将时频域中带噪语音信号的对数功率谱划分为语音和非语音类,利用时域中的状态转移概率和前向因子描述语音信号的时域相关性,同时利用频域中的状态转移概率和邻域因子描述语音信号的频域相关性.通过全局的统计最优化,该模型将时域相关性和频域相关性相结合.本文给出了该模型的序贯化更新方法,逐帧更新模型并估计语音出现概率.在当前已知对数功率谱和模型参数的条件下,通过最大化后验概率得到的语音信号状态矩阵可以作为语音掩模的最优估计.文中将该方法与几个现有的语音掩模在线估计方法进行比较,实验结果显示出了该方法的优越性.

摘要： 本文以液力式自动变速箱为研究对象，针对离合器摩擦特性的估计问题进行了研究，给出了一种在线估计、修正的自适应估计器设计方法。首先，在MATLAB/Simulink 环境下搭建了一款4速自动变速箱的换档仿真模型。通过简化仿真系统模型，得到适合估计器设计的动力传动系模型。然后，针对离合器摩擦系数变化特性具有慢时变的特点，设计了一种自适应估计器，通过多次换挡、反复修正离合器摩擦特性的估计曲线，使其逐步逼近实际曲线。最后，以1-2升档为例，对惯性相期间离合器摩擦特性的估计进行了仿真，说明了本文所提出自适应估计器的有效性。

摘要： 一种全方位移动型下肢康复训练机器人旨在帮助神经系统受伤后行走能力受损的患者作康复训练，帮助其逐渐恢复行走功能。全方位下肢康复训练机器人的控制器设计，可采用先虚拟样机建模，然后通过在线估计虚拟样机模型与动力学模型的模型差，将该模型差作为补偿项引入康复机器人的控制器设计。通过对实际全方向下肢康复机器人进行仿真，验证了该补偿控制方法的有效性，引入补偿项的控制算法能够使系统适应模型不确定性。

摘要： 提出了一种线路长度和参数的在线估计方法,利用区内出现的缺相运行情况对线路正、负、零序参数和线路长度同时进行校正.该方法适用于装设单相自动重合闸的架空输电线路,利用现有的硬件设备,可以有效地削弱线路长度和参数变化对测距精度的影响,对于故障测距和线路保护均具有较重要的意义.

摘要： 为了提高应急电源(Emergency Power Supply,EPS)蓄电池的荷电状态(state of charge,SOC)估计精度,提出一种EPS电源蓄电池在线荷电状态估计方法.采用一种参数优化的多核相关向量机(relevance vector machine,RVM)建立EPS蓄电池SOC估计模型,可以实现对EPS荷电状态的实时监测,为蓄电池的充放电管理提供重要依据,保证EPS电源系统的安全稳定运行.

摘要： 为了提高应急电源(Emergency Power Supply,EPS)蓄电池的荷电状态(state of charge,SOC)估计精度,提出一种EPS电源蓄电池在线荷电状态估计方法.采用一种参数优化的多核相关向量机(relevance vector machine,RVM)建立EPS蓄电池SOC估计模型,可以实现对EPS荷电状态的实时监测,为蓄电池的充放电管理提供重要依据,保证EPS电源系统的安全稳定运行.

摘要： 本发明属于飞行器姿态估计滤波技术领域，为了解决滚动时域估计方法估计姿态时实时性差、在线应用困难的问题，提出了一种适合于高动态飞行器的陀螺/三轴磁强计在线滚动时域自主姿态估计方法。首先，建立基于陀螺/三轴磁强计的滚动时域自主姿态估计模型；然后，标称模型预测量测值，由预测的量测值计算理想滚动时域估计问题的解；最后，在得到实际三轴磁强计量测值之后，由非线性规划灵敏度公式快速计算出滚动时域估计问题的修正解。

摘要： 多个变型可包括一种方法，该方法可以包括确定在IGBT结中的温度上升而无需使用温度估计或测量装置，因为确定可以通过首先确定由于该IGBT的传导损耗以及与切换该IGBT相关联的功率损耗导致的功率损耗来做出，其中这些损耗可通过利用该IGBT的饱和电压、IGBT PWM占空比、IGBT切换频率、基本频率连同用于切换能量的查找表以及通过该IGBT的相电流来确定。该确定的功率损耗可乘以所测量的、感测的或获得的来自IGBT结的热阻抗。最终，可将确定的IGBT结的温度上升加到所测量的、感测的或获得的冷却剂温度，以便确定IGBT结的绝对温度。

摘要： 在以往的混响去除方式中，在存在变动性混响成分时，难以高精度地求得用于去除非变动性混响成分的线性的混响去除滤波器。一种使用了线性滤波器的混响去除方式和使用了非线性滤波器的混响去除方式的综合算法，具有在后级的非线性滤波器中在每时间计测传递函数的起伏量的功能，基于该功能控制每时间的非线性滤波器的强度。由此，由于设为仅在传递函数的起伏大时进行较强的非线性处理的结构，所以能够将声音成分的失真保持为最小限度。此外，将基于同功能的每时间的传递函数的起伏量反馈到前级的线性滤波器的估计，对线性滤波器估计值降低在传递函数起伏的时间段的权重，从而能够减轻传递函数的估计精度下降的影响。

摘要： 本发明涉及在关闭和启动时估计燃料电池系统中的氢浓度估计值的在线方法。关闭一种估计在系统启动和关闭时燃料电池堆以及堆体中氢和/或氮的数量的系统和方法。此方法定义燃料电池堆和堆体为离散体，其包括一阳极流场和阳极流场体、一阴极流场容积和阴极集管和管道容积。在第一阶段期间当阳极和阴极之间氢部分压力不平衡和在第二阶段期间当阳极和阴极之间氢部分压力平衡时，此方法通过考虑各种进出体中的流动，估计燃料电池系统关闭时阳极流场和阳极管道容积、阴极流场容积和阴极集管和管道容积中氢和/或氮的数量。

摘要： 本发明属于飞行器姿态估计滤波技术领域，为了解决滚动时域估计方法估计姿态时实时性差、在线应用困难的问题，提出了一种适合于高动态飞行器的陀螺/三轴磁强计在线滚动时域自主姿态估计方法。首先，建立基于陀螺/三轴磁强计的滚动时域自主姿态估计模型；然后，标称模型预测量测值，由预测的量测值计算理想滚动时域估计问题的解；最后，在得到实际三轴磁强计量测值之后，由非线性规划灵敏度公式快速计算出滚动时域估计问题的修正解。

摘要： 多个变型可包括一种方法，该方法可以包括确定在IGBT结中的温度上升而无需使用温度估计或测量装置，因为确定可以通过首先确定由于该IGBT的传导损耗以及与切换该IGBT相关联的功率损耗导致的功率损耗来做出，其中这些损耗可通过利用该IGBT的饱和电压、IGBT PWM占空比、IGBT切换频率、基本频率连同用于切换能量的查找表以及通过该IGBT的相电流来确定。该确定的功率损耗可乘以所测量的、感测的或获得的来自IGBT结的热阻抗。最终，可将确定的IGBT结的温度上升加到所测量的、感测的或获得的冷却剂温度，以便确定IGBT结的绝对温度。

摘要： 在以往的混响去除方式中，在存在变动性混响成分时，难以高精度地求得用于去除非变动性混响成分的线性的混响去除滤波器。一种使用了线性滤波器的混响去除方式和使用了非线性滤波器的混响去除方式的综合算法，具有在后级的非线性滤波器中在每时间计测传递函数的起伏量的功能，基于该功能控制每时间的非线性滤波器的强度。由此，由于设为仅在传递函数的起伏大时进行较强的非线性处理的结构，所以能够将声音成分的失真保持为最小限度。此外，将基于同功能的每时间的传递函数的起伏量反馈到前级的线性滤波器的估计，对线性滤波器估计值降低在传递函数起伏的时间段的权重，从而能够减轻传递函数的估计精度下降的影响。

摘要： 本发明涉及在关闭和启动时估计燃料电池系统中的氢浓度估计值的在线方法。关闭一种估计在系统启动和关闭时燃料电池堆以及堆体中氢和/或氮的数量的系统和方法。此方法定义燃料电池堆和堆体为离散体，其包括一阳极流场和阳极流场体、一阴极流场容积和阴极集管和管道容积。在第一阶段期间当阳极和阴极之间氢部分压力不平衡和在第二阶段期间当阳极和阴极之间氢部分压力平衡时，此方法通过考虑各种进出体中的流动，估计燃料电池系统关闭时阳极流场和阳极管道容积、阴极流场容积和阴极集管和管道容积中氢和/或氮的数量。

摘要： 本发明一种船用罗经光纤陀螺噪声在线估计系统及估计方法。在线估计系统包括三个光纤陀螺仪，三个加速度计，信号采集部分，DSP导航解算部分，电源部分和信息显示部分。信号采集部分完成对陀螺仪和加速度计的输出信号实时采集；将采集到的陀螺仪和加速度计的输出数据进行滤波处理，消除掉舰船运动对采集数据的干扰影响，只留下光纤陀螺仪的噪声干扰项；建立系统状态方程和量测方程，采用指数加权平均算法，实现了实时的参数估计；利用非线性自适应卡尔曼滤波实现对Allan方差系数进行有效估计。本发明提出线噪声估计方法能实现光纤罗经噪声误差项的实时更新，提高了罗经航向和姿态输出精度。

摘要： 本发明一种船用罗经光纤陀螺噪声在线估计系统及估计方法。在线估计系统包括三个光纤陀螺仪，三个加速度计，信号采集部分，DSP导航解算部分，电源部分和信息显示部分。信号采集部分完成对陀螺仪和加速度计的输出信号实时采集；将采集到的陀螺仪和加速度计的输出数据进行滤波处理，消除掉舰船运动对采集数据的干扰影响，只留下光纤陀螺仪的噪声干扰项；建立系统状态方程和量测方程，采用指数加权平均算法，实现了实时的参数估计；利用非线性自适应卡尔曼滤波实现对Allan方差系数进行有效估计。本发明提出线噪声估计方法能实现光纤罗经噪声误差项的实时更新，提高了罗经航向和姿态输出精度。