SU1166275A2 - Регул ризованный фильтр Калмана - Google Patents

Abstract

РЕГУЛЯРИЗОВАННЫЙ ФИЛЬТР КАЛМАНА по авт.св. № 1056432, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности фильтрации, в него введены блоки возведени  в квадрат, входы которых подключены к выходу вычитател , и последовательно соединенные третий сумматор и делитель , выход которого подключен к входам управлени  генератора стационарного случайного процесса и усилител , а входы третьего сумматора соединены с выходами блоков возведени  в квадрат.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, может быть испольэовано в специализированных аналоговых и гибридных ЭВМ дл  получени  оценок состо ни  сложных технических систем и дл  решени  задачи навигации .

По основному авт.св. № 1056432 известен регул ризованный фильтр Калмана, содержащий вычитатель, усилитель , первый сумматор, интегратор первый и второй матричные умножители , причем вьрсод усилител  соединен первым входом первого сумматора, выход которого подключен к входу интегратора , выход которого  вл етс  информационным выходом фильтра и соединен с входами первого и второго матричных умножителей, выходы которых подключены соответственно к вто рому входу первого сумматора и к п ервому входу вычитател , второй вход которого  вл етс  информационным входом фильтра, а также второй сумматор и генератор стационарного случайного процесса, выход которого подключен к первому входу второго сумматора., выход которого соединен с входом усилител , а второй вход второго сумматора подключен к выходу вычитател .

Известное устройство выполнено fia основе фильтра Калмана, в которьй добавлен генератор стационарного случайного процесса. С помощью последнего зашумл ютс  известные составл ющие нев зки, в которых отсутствует шум измерений 1

Однако дл  увеличени  надегкности работы известного устройства обычно подают в нев зку стабилизирующий шум с заведомо большей, чем необходимо , интенсивностью. В результате измерени  заглубл ютс , а это приводит к снижению точности оценок.

Цель изобретени  - повьш1ение точности фильтрации.

Цель достигаетс  тем, что в регул ризованный фильтр Калмана, содержащий вычитатель, усилитель, первьш сумматор, интегратор, первый и второй матричные умножители, причем выход усилител  соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к входу интегратора , выход которого  вл етс  информационным выходом фильтра и соединен с входами первого и второго матричных умножителей, выходы которых йод ключены соответственно к второму входу первого cyNwaTopa и первому входу вычитател , второй вход которого  вл етс  информационным входом фильтра, а также второй сумматор и генератор стационарного случайного процесса, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с входом усилител , а второй вход второго сумматора подключен к выходу вычитател , введены блоки возведени  в квадрат, входы которых подключены к выходу вычитател , и последовательно соединенные третий сумматор и делитель, выход которого подключен к входам управлени  генератора стационарного случайного процесса и усилител , а входы третьего сумматора соединены с выходами блоков возведени  в квадрат.

На чертеже приведена структурна  .электрически  схема предлагаемого регул ризованного фильтра Калмана.

Устройство содержит, вычитатель 1 первый сумматор 2, усилитель 3, второй сумматор 4, интегратор 5, генератор 6 стационарного случайного процесса , первый 7 и второй 8 матричные умнЬжители, р: блоков 9 возведени  в квадрат, третий сумматор 10 и делитель 11.

Регул ризованный фильтр Калмана работает сл-едуюш 1м образом,

.На первый вход вычитател  1 поступает п-мерньй сигнал z(t), не ; имеющий шума в к составл ющих, а на второй вход - прогнозируемое измерение H(t)xj(t) от матричного умножител  8. На выходе вычитател  1 образуетс  нев зка

g(t)z(t)-H(t).x(t), в которой fc известных составл ющих подаютс  на вход блоков 9 возведени  в квадрат (кажда  составл юща  на свой умножитель).

На выходах умножителей образуютс  величины (t) (,/k), которые складьшаютс  на третьем сумматоре 10 и дел тс  на величину k в делителе 1 К Таким образом, ра выходе делител  образуетс  величина интенсивности стабилизирующего шума

o6((i),

i-s.) 3 11662 которай подаетс  на гебератор 6 стащюнарного слз айного процесса в качестве управл ющей величины, задающей интенсивность вьфабатываемого шума, и на управл ющий входj усилител  3. С выхода генератора 6 шум (t) поступает на второй вход второго сумматора 4, на первый вход которого подаютс  известные (&ез шума) k составл ющих нев зки (t)ю от вычитател  1. На выходе сумматора 4 образуетс  зашумленна  нев зка j(t)6(t)+ et(t), . котора  подаетс  на вход усилител  3 на выходе которого осуществл етс  5 вычисление регул ризованного козффиt иeнтa усилени  . k(t)Vy(t)H(t)Vv(t)+o(t)ET где Vc(t) определ етс  из уравнени  V(t)F(t)Vf(t)+Vjr(t)F(t)+ .:.20 +G(t) V((t)G(t)-V(t)H(t) Vv ( +et(t)E3H(t)Vf (t) , 54 Е - диагональна  матрица, в которой имеетс  k единиц на местах , соответствующих составл ющим без шума, и поправки ,X(t(t)J k(t)5t(t), учитывакндей поступившие измерени . На первом сумматоре 2 происходитсложение предсказанной оценки F(t)X||(t) с выхода матричного умножител  7 и поправки ,x(t) с выхода усилител  3. На выходе интегратора 5 образуетс  искома  оценка в соответствии с дифференциальным , уравнением x(t)F(t)x(t),(t). ПР этом увеличение точности формируемых оценок состо ни  приводит К повышению точности фильтрации.

Claims (1)

1. РЕГУЛЯРИЗОВАННЫЙ ФИЛЬТР

   КАЛМАНА по авт.св. № 1056432, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации, в него введены блоки возведения в квадрат, входы которых подключены к выходу вычитателя, и последовательно соединенные третий сумматор и делитель, выход которого подключен к входам управления генератора стационарного случайного процесса и усилителя, а входы третьего сумматора соединены с выходами блоков возведения в квадрат.

   SU.... 1166275 >