新能源汽车快速充电系统的设计

设计了一个利用超级电容实现新能源汽车快速充电的系统。该系统能自适应各类电池自身充电曲线,通过先对超级电容快速充电(2 min以内充满),再由超级电容向电池缓慢充电、换能实现能量转换。该系统具有高功率输出、快速充电、延长使用寿命等优点。系统前级采用恒功率法给超级电容快速充电,后级采用开关电源芯片LM2596和LM2587,以STM32F103RC为控制核心,利用PID调节进行输出电压、电流微调,实现超级电容向电池以最佳充电曲线方式充电,电压、电流稳定,精确度高。全程对两级电量进行测量,主要利用卡尔曼滤波算法计算电量,并通过计算出的电量值进行反馈调节。

基于卡尔曼滤波的激光通信跟踪系统

激光通信跟踪系统具有重要的实际应用价值,为了提高激光通信跟踪系统的性能,提出了基于卡尔曼滤波的激光通信跟踪系统。首先分析了激光通信系统的工作原理,并阐述了激光通信跟踪技术的研究现状,然后采用激光通信过程中的移动节点作为跟踪对象,根据卡尔曼滤波对其运动轨迹进行跟踪,最后实验结果表明,卡尔曼滤波可以有效实现节点的位置和速度跟踪,跟踪误差控制在有效范围内,可以保证激光通信系统的正常工作。

基于监控量测的隧道围岩分级方法及其应用研究

以建设中的渝万高速铁路孙家湾隧道为例,通过现场实测获取了岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、地下水影响修正系数、主要软弱结构面产状影响修正系数。运用监控量测和扩张卡尔曼滤波非确定性反分析技术,获得了围岩初始地应力状态影响系数。在此基础上计算了修正后的岩体基本质量指标[BQ]值,并对隧道掌子面附近围岩进行了分级。结果表明:采用基于现场监控量测的分级方法,能够快速获得围岩的真实等级,为修正设计阶段的围岩等级和优化施工方法提供依据。

基于激光测量的机器人智能定位系统

传统机器人定位系统采用非对称双边双向测距技术实现机器人自主定位,没有考虑最优路径的选取,具有灵活性差、精度低的缺陷。设计基于激光测量的机器人智能定位系统,系统硬件包括环境感知子系统,数据处理子系统、车体控制子系统和无线通信子系统。设计光电编码器模块将电机转轴的几何位移信息转换成脉冲或数字量,通过激光图像采集模块对激光图像进行采集与存储。系统软件包含应用层、控制层以及驱动层,通过路径规划方法确定最优移动路径,采用卡尔曼滤波定位算法实现机器人定位。实验数据表明,采用所设计系统进行定位的机器人运动位置偏差、航向偏差的平均绝对误差和标准差分别低于4. 5 cm、1°、1. 4°,在障碍物为动态或静态时,均能实现障碍物躲避;传输时延平均值和平均终端概率分别为13. 176 ms和0. 237 1,说明该系统可进行灵活的、准确的机器人定位,且效率和稳定性高。

QAR数据的数据融合算法

分析了QAR数据中影响飞机性能衰减的主要因素,采用自适应加权数据融合算法和扩展卡尔曼滤波算法对相关性能参数进行了状态参量的估计,并验证了自适应加权融合算法在外界环境影响较小时的便捷性和外界环境影响过大时的局限性.引入扩展卡尔曼滤波算法,加入高斯噪声的计算,提高了状态估计值的精确度,为航空公司改善飞机运行提供了参考.

玉米中耕变量施肥作业面积计算方法研究

目前对于农机作业面积的计算方法有很多,但没有学者将其应用在玉米中耕变量施肥作业上。利用天宝AG332型GPS接收机获取的经纬度数据,可以实时计算出玉米中耕变量施肥的作业面积,并通过作业面积评价指导变量施肥作业。GPS接收机实时获取的拖拉机行驶轨迹经纬度数据,经高斯-克吕格投影变换和卡尔曼滤波,得到修正后的作业轨迹。作业过程中利用修正后的作业轨迹的长度乘以作业的幅宽,获得了实时的全幅无重叠耕作的玉米中耕变量施肥作业面积。田间试验表明,经卡尔曼滤波的距离测量法比其他方法更准确,且能实时计算玉米中耕变量施肥作业面积,作业面积相对误差为2.11%。通过实时计算出的作业面积,可以指导变量施肥工作,控制总体施肥量,提高施肥效率。

基于卡尔曼滤波与AR混合算法的沉降监测

针对非平稳序列观测数据,结合卡尔曼滤波递推算法等的优点,建立了基于卡尔曼滤波的AR自回归模型。此算法不需象常规算法那样提取趋势项,而是在状态方程中设置AR参数方差的随机模型,利用观测数据建立观测方程。模型应用于输水隧洞开挖过程的的沉降监测,取得了较好的效果,说明此方法准确、可行。

卡尔曼滤波对舰船导航系统精确性研究

本文将联合卡尔曼滤波器应用于舰船导航系统中。联合卡尔曼滤波器中的全局滤波器将获得的舰船导航系统的信息,按照信息分配系数,分给系统中的2个局部滤波器,以此来降低系统计算量,这种方式容错性强,提高了舰船导航系统的精度性和稳定性。

LPC1227的智能无线体感鼠标设计

系统采用LPC1227处理器对陀螺仪、加速度计的六轴数据进行实时采集,将采集到的数据通过FIFO滤波器进行低通滤波,然后利用三轴扩展卡尔曼滤波算法对六轴的数据噪声进行滤波和实时估计,并且利用四元数的解算得到人体手部的最优姿态。最后通过无线的方式发送到接收端,再通过USB协议发送到电脑端,使光标随着人手部的移动而移动,从而电脑执行相应的操作。

基于被动式红外传感器的船舶轨迹重构

船舶航行的环境十分复杂,动态变化特点显著,导致当前方法无法对船舶轨迹进行精准重构,为了改善船舶航行轨迹重构的精度,提出基于被动式红外传感器的船舶轨迹重构方法。首先建立船舶航行的运动模型,然后通过被动式红外传感器对船舶航行数据进行采集,并通过卡尔曼滤波算法重构船舶轨迹,保证船舶轨迹跟踪准确性,最后采用具体实验对船舶轨迹重构方法性能进行分析。结果表明,本文方法能够实时捕捉船舶航行环境的动态变化趋势,可以高精度的重构船舶航行轨迹,船舶轨迹重构误差小,而且船舶轨迹重构速度快,可以保证船舶航行的安全。

卡尔曼滤波算法在我国钢产量预测中的运用

钢铁工业是现代工业和国防工业的基础,在国民经济中具有重要的地位.科学预测我国钢铁的产量,是制定钢铁行业战略发展规划的基础,对指导钢铁企业有序生产经营,保持我国钢铁行业平衡发展具有重要的现实意义.卡尔曼滤波算法是一种最优自回归估计技术,它以最小均方误差为估计准则,构造一套递推估计算法,实现对状态变量发展趋势的估计.利用卡尔曼滤波算法对我国粗钢产量进行预测,效果显著,平均误差仅为0.034 37%,比ARMA模型的预测误差的2.173 4%减小了98.148 6%.

CA-BP法用于变速机械的故障诊断

ＢＰ神经网络有较强的分类功能，因而很适用于对机械系统的故障诊断，但由于这种网络学习速度较慢、实时性较差，因而不易将其应用于变速机械的故障诊断，因为变速机械的振动信号是非平稳随机振动信号。为加快ＢＰ网络的学习速度，本文首先用Ｃａｌｍａｎ－Ｂｕｃｙ滤波建立变速机械的时变ＡＲ模型时颁特征谱阵，再将特征谱阵中的特征值作为ＢＰ神经网络的输入并进行分类，本文将这种方法称为ＣＡ－ＢＰ法，对比计算表明，ＣＡ－ＢＰ法显著地加快了常规的ＢＰ网络的学习、分类速度。采用ＣＡＢＰ法，本文成功地对变速转子的几种典型故障进行了分类。

基于卡尔曼滤波数据融合的温室监控系统

为实现温室农作物生长数据的实时采集和监测,设计了基于多传感器的无线监控系统。系统介绍了卡尔曼滤波的数据融合算法的实现及仿真,结果表明,卡尔曼滤波算法可以有效降低采样点数,提高传感器测量精度,耗能低,实时性好。农户通过上位机就能实时掌握草莓生长环境信息,利用融合后的数据控制执行机构进行相关操作,从而达到高产的目的。

卡尔曼滤波在电梯加速度信号处理上的应用

提出了一种基于卡尔曼滤波的电梯加速度信号处理方案,通过MMA8451Q加速度传感器采集电梯运行数据到Matlab GUI上位机监控软件上显示,并将滤波器运用到电梯实际运行过程中,结果表明卡尔曼滤波法可以有效滤除电梯高频噪声,提高信号处理的准确度。

云平台在船舶导航集成系统中的应用

随着海洋开发的深入,基于导航信息的应用越来越广泛,如卫星导航系统可以通过接收卫星信息来获取船舶的坐标及计算航向航速;同样,采用位置传感器也可以得到相关信息。这2种不同类型的导航系统各有各的优点及缺点。基于云平台的船舶导航集成系统通过云计算中心将不同的导航设备进行有机组合,并对各个导航系统获取的数据进行融合。本文将传感器导航及卫星导航以及不同卫星系统的导航设备进行集成,有效提高了船舶导航系统的准确性及稳定性。

两轮自平衡车的设计与实现

以飞思卡尔E车模为模型,意法半导体stm32为控制核心,设计了一个两轮自平衡车。阐述了平衡车的硬件组成和软件设计,设计了单片机最小系统、电源模块、姿态检测模块的电路。给出了软件的总体设计框图,包括卡尔曼滤波算法、姿态检测和PID控制算法。该平衡车能够实现稳定、可靠地车体直立、匀速以及转向功能,表明算法准确有效。

一种基于机器学习算法的单目里程计研究

视觉里程计(VO)通过轨迹推算,累加运动矢量,得出当前位置的相对定位方法,单目里程计仅使用单个相机作为图像获取载体,使获得信息的要求更低,且能较精确地识别和定位特征点,实时性好,成本也少很多,因此具有更广的应用前景。本课题采用SURF算法来同时检测和匹配特征点,使用一种基于机器学习算法(SVM)自适应卡尔曼滤波器,减缓原本卡尔曼滤波器中会出现的精度低和发散状况,起到优化单目里程计的系统准确度。

单站被动目标观测角优化模型的建立与仿真研究

针对单站定位理论模型对方位角的测量精度要求较高,现有测量技术很难达到,提出从改进观测角误差着手,建立目标观测角函数优化模型。利用函数拟合和卡尔曼滤波算法对观测值进行预处理,有效的减小观测系统误差对定位的影响。仿真结果表明该模型具有较好的收敛性,在方位估算精度为0.5°时,被动定位能与主动方式媲美。该结果对水下运动目标被动定位的研究具有重要的参考价值。

有轨电车轨道磨耗检测方法研究

文章设计了一套有轨电车轨道磨耗检测系统,该系统在总体上采用光断面技术和图像处理技术。系统利用轮廓扫描装置对实际轨形进行提取,而后进行数据处理和轨形匹配,最终进行磨耗值的计算。根据计算出的磨耗值来判断轨道使用寿命和有轨电车运行安全。