观测站有位置误差的多维标度时频差定位算法

定位精度对观测站位置误差很敏感。论文针对观测站位置和速度有误差的情况,提出了一种加权多维标度时频差定位算法。该算法利用了多维标度定位通过特征结构和维度信息抑制噪声的优势,它将定位残差表示成测量误差和观测站位置误差的线性形式,然后通过加权最小二乘给出了目标位置和速度估计的闭式解。仿真结果表明,在小的测量误差和观测站位置误差时,该算法对目标位置和速度的估计能够达到克拉美劳下界。与两步加权最小二乘和约束总体最小二乘算法相比,该算法在测量噪声和观测站位置误差较大时有更高的定位精度。

基于自适应陷波滤波器的内置式永磁电机转子位置观测方法

针对逆变器非线性和磁场空间谐波引起定子电流及反电动势产生6k±1次谐波,进而导致6k次转子位置脉动观测误差,提出一种改进的基于有效磁链模型的自适应滤波转子位置观测方法,实现无位置传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)矢量控制系统准确解耦控制,改善其控制性能。通过自适应陷波滤波器(adaptive notch filter,ANF)滤除指定的反电动势观测值谐波分量,从而提高正交软件锁相环获得转子位置信息的精度。该方法根据谐波分析结果,通过最小均方算法(least mean square,LMS)在线连续调整滤波器参数,保证了转子位置观测器的快速收敛性。最后通过2.2k W IPMSM无传感器矢量控制系统验证了控制策略的有效性。

基于比例谐振滤波的改进永磁同步电机转子位置观测器

针对内置式永磁同步电机无位置传感器控制系统中,基于传统滑模观测的转子位置观测器所获位置中存在谐波脉动与直流偏移误差的问题,该文提出一种基于比例谐振滤波的改进转子位置观测器,以抑制转子位置观测器误差,从而提高无传感器控制系统位置估算精度。该方法通过引入比例谐振滤波器,提取估计反电动势中的基波成分,滤除其谐波分量,达到抑制转子位置谐波脉动的效果。同时由于该改进观测器无需外加低通滤波器,消除了估计反电动势中存在的相位延迟,减小了转子位置估计值中的直流偏移误差。通过1.5kW内置式永磁同步电机驱动控制实验平台,对所提出观测器的正确性与有效性进行了验证。

基于自适应线性神经元滤波的内置式永磁电机转子位置观测器

为提高无位置传感器内置式永磁同步电动机(IPMSM)控制性能,提出一种改进的基于反电动势模型的自适应滤波转子位置观测器。针对逆变器非线性和磁场空间谐波引起扩展反电动势6k±1次谐波,进而产生6k次转子位置脉动观测误差问题,提出一种基于递归最小二乘算法自适应线性神经元滤波器的转子位置观测方法,从而实现IPMSM矢量控制系统准确解耦控制。该方案能够在线连续调整权重分量,保证了转子位置观测器的快速收敛性。通过自适应滤波器滤除指定的反电动势观测值谐波分量,从而提高正交软件锁相环获得转子位置信息的准确度。最后通过模型仿真和2.2k W IPMSM无传感器矢量控制系统验证了控制策略的有效性。

基于五阶广义积分器的内置式永磁同步电机转子位置观测法

由于逆变器非线性、磁场空间谐波、检测误差等因素,令滑模观测器系统中的反电动势存在直流偏置和谐波,进而导致了转子位置观测值中6k次谐波脉动生成.针对上述问题,提出一种基于五阶广义积分器的转子位置滑模观测器,在锁频环确保频率自适应的前提下,完成内置式永磁同步电机无传感器矢量控制系统的精确解耦,改善驱动系统的控制性能.在五阶广义积分器作用下,反电动势谐波及直流分量将得到更完善的滤除,进而保证了锁相环计算转子位置角度的准确性.将五阶广义积分器与经典控制系统中的五阶标准积分方程类比,在充分合理简化其参数整定过程的同时保证了转子位置观测系统的快速收敛性.在与传统二阶广义积分器进行动态响应、干扰抑制等性能方面的比较后,通过仿真和1.5 kW dsPACE半实物实验论证该控制策略的优势和有效性.

传感器位置误差下外辐射源雷达三维定位代数解算法

机载外辐射源雷达系统中,部署在飞机上的观测站传感器位置无法精确获知,观测站位置误差将严重影响目标定位精度。对此,该文提出一种观测站位置误差下多基外辐射源雷达3维定位代数解算法。该算法首先利用辅助变量将非线性双基距离和差(BRD)观测方程进行线性化,构造伪线性目标估计模型。然后将观测站位置量测噪声的统计特性融入定位算法,提出一种改进两步加权最小二乘(TS-WLS)算法实现观测站位置误差下外辐射源雷达目标定位。最后推导了克拉美罗下界(CRLB)和算法的理论误差。仿真结果显示,在适中的BRD量测误差和观测站位置误差下,所提算法的目标定位性能能够达到CRLB。

观测站误差下外辐射源雷达TS-WLS定位算法

多基外辐射源定位系统中,观测站位置误差严重影响目标定位精度。为此,提出一种改进的两步加权最小二乘的单站外辐射源雷达到达时差定位算法。首先,通过引入辅助变量将非线性量测方程线性化,将观测站位置量测噪声统计特性融入定位算法中从而获得目标的位置估计;在此基础上,根据辅助变量与目标位置之间的关联性构建关联最小二乘估计模型进一步提高目标的定位精度;最后,推导该算法的理论估计误差和克拉美罗下界。理论分析和仿真结果均表明:在较高噪声时,改进算法对近场目标和远场目标的定位精度均可达到克拉美罗下界。

存在观测站位置误差的转发式时差无源定位

无源定位中,由于观测站安放在运动平台等原因造成的观测站位置误差会影响无源定位精度性能。另外到达时间差(简称时差)(TDOA)的转发式测量需要将不同观测站截获到的辐射源信号都转发到同一位置,如主观测站。针对这两个问题,提出了基于约束总体最小二乘(CTLS)的无源定位算法。首先将转发式时差的非线性定位方程转化为不需要中间变量的直接线性方程,再基于CTLS算法依次转化为约束优化问题和无约束优化问题,最后推导给出定位近似闭式解。仿真实验表明在观测站误差较大时,该算法与其他算法相比定位精度性能较好。

多校正源联合的TDOA/FDOA无源定位算法

移动观测站和目标之间的位置和速度误差会导致定位性能下降,文中通过克拉美罗下界分析,讨论了存在该类误差时使用校正源对无源时频差定位精度的改善作用,并推导了多个校正源相对于单个校正源所带来的定位性能增益。在此基础上,提出了一种联合校正源测量方程的时频差定位算法,该算法首先利用Taylor级数展开将观测站的位置误差和速度误差线性化,再采用牛顿法迭代实现目标定位。通过蒙特卡罗仿真,比较了该算法和不使用校正源时误差校正算法的定位性能,仿真结果与文中的理论分析一致。

基于差分校正的TDOA/FDOA定位性能分析及校正源优化设计

推导了存在观测站位置和速度误差时基于差分校正的多校正源时频差定位性能公式,分析了差分校正对该类误差的抑制效果。理论分析证明,校正源的数量、位置和时频差测量误差严重影响差分校正效果,如果参数选取不当,基于差分校正的时频差定位性能甚至会恶化。蒙特卡罗仿真实验验证了文章的理论分析结果和参数优化的有效性。