SU1434539A1 - Модифицированный фильтр Калмана - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано при фильтрации результатов измерений. Цель изобретени  - повышение достоверности оценок фильтра за счет работы по усредненным значени м входного потока информации. Модифицироzfei f. ванный фильтр Калмана содержит генератор t одиночного импульса, генератор 2 тактовьтх импульсов, вычитатель 3, умножитель 4, сумматор 5, первый регистр 6 пам ти блок 7 элементов задержки, первый 8 и второй 9 матричные умножители, первый блок 10 элементов И, счетчик 11 импульсов, элемент ИЛИ 12, усреднитель 13, второй блок 14 элементов И,- блок 15 пам ти, второй регистр 16 пам ти. Цель изобретени  достигаетс  за счет введени  генераторов 1, 2, регистр 6, блока 10, счетчика 11, элемент ИЛИ 12, усреднител  13, блоков 14 и 15, что позвол ет получать оценки измерений при более медленном поступлении информации , t ил. § (Л с 1 со н| СП 00 ф j2

Description

Изобрете1ше относитс  к радиотехнике и может быть использовано при фильтрации результатов измерений, i Цель изобретени  - повьшение достоверности оценок фильтра за счет работы по усредненным значени м входного потрка информации.

На чертеже изображена функциональна  схема модифицированного фильтра.Калмана.

Модифицированный фильтр Калмана содержит генератор 1 одиночного им - тульса, генератор 2 тактовых импульсов , вычитатель 3, умножитель 4, сум- У1атор 5, первый регистр 6 пам ти, 5лок 7 элементов задержки, первый 8 л второй 9 матричные умножители, пер- зьй блок 10 элементов И, счетчик 11 лмпульсов, элемент ИЛИ 12, усреднитель 13, второй блок 14 элементов И, Злок 15 пам ти и второй регистр 16 лам тй.,

I Модифицирований фильтр Калмана работает следующим образом. На выходе генератора 1 формируетс  импульс,  вл ющийс  запускаюп м дл  устройства . Этот и myльc через первый вход, выход элемента ИЛИ 12 поступает на вход обнулени  счётчика 11, а также на вход запуска генератора 2, кото- |рый начинает, вырабатывать тактовые импульсы с периодом t ,. соответствую- |щим темпу работы модели движени . На первьШ вход вычитател  3 поступает входной сигнал Z(tj) фильтра в двоич- |ном параллельном коде: 1 m

z(tj) i i:z(t.).

где та - число усредн емых значений входного сигнала;

Z(t,) -.последовательность измерений, усредн емых на передающей стороне, причем t m t;.

На выходе вычитател  3 формируетс 

сигнал нев зки:

uZ(ti) Z(tj)-y (tj, , ).

/.. . ч „ 1.. ..50

де у (t;, t|., ) V. .

rt

Tly (tj;,tj{,,)- усредненна 

ПТ1 аН ГЯ ТРИ-V-

1

оценка теку щего наблюдени , посту пакща  на второй вход вычитател 

55

с выхода усреднител  13 при обнулении счетчика 11.

Сигнал uZ(t .) нев зки поступает с выхода вычитател  3 на первый вход умножител  4, на второй вход которого поступает хран щийс  в блоке 15 пам ти коэффициент K(t) усилени  фильтра на момент времени t при по влении на входе считывани  блока 15 тактового импульса. Коэффициент K(t ) определ етс  из в ыражени  .

-I.

K(tj) e(tj).-H(tj)N (tj),

где

0(tp 9(tj, tj,, ) 0(tj-.,)x

(.:

-j, tj,)

H(tp

+ H.(tj)N (np

25

30

35

40

45

50

55

H(tp,P(tj,tj., )

и N(t;.) - соответственно матрица из- .. мерений, переходна  матрица и ковариагщонна  матри- -ца шумов измерений. Значени  K(t) записьшатотс  перед началом работы через h адресных, входов , в блок 15 на каждый.j момент времени .

С выхода умножител  4 сигнал поступает на первый вход сумматора 5, на. второй вход которого с: выхода второго матричного умножител  9 поступает . корректирукщий сигнал .у (t, ) .С выходасумматора 5 сигнал ) равный

(t;) y/t; ) -t- K(tj)(tj),

поступает на вход регистра 6, считывание информации с которого происхо-) дит при по влении на его входе считывани  тактового импульса. С выхода регистра 6 сигнал y(tj) поступает на первьй выход устройства, второй вход второго блока 14 элементов И, на выходе которого при обнулении счетчика 11 формируетс  оценка (tj) на момент времени tj, и на вход блока 7 элементов задержки, осуществл ющего задержку на один такт. Сигнал с выхода блока 7 элементов задержки используетс  дл  получени  во втором матричном умно .-ителе 9 корректирующего сигнала ), равного

) .ф (t;, t,) y(t;, ).

С выхода матричного умнодит.ел  9 сигнал поступает также на вход первого матричного умножител  8, в котором производитс  вычисление сигнала

I

t-, ) H(t})y(t,-., ),

записываемого затем во второй регистр 16-пам ти. Считывание информации из регистра 16 на пр мой вход первого блока 10 элементов И происходит при по влении на входе считывани  такто- 5 вого импульса. Блок 10 пропускает информацию на вход усреднител  13 пос- Jie подсчета счетчиком 11 m импульс;ов., с его выхода поступает импульс на инверсньй выход первого блока 10 20 элементов И, а сам счетчик обнул етс  через элемент ИЛИ 12.

Таким образом, модифицированный фильтр Калмана обеспечивает получение оценок измерений при более медленном темпе их поступлени , что позвол ет существенно снизить частоту измерений ,, разгрузить канал св зи/и распи- рить за счет этого функциональные возможности фильтра.

Форму л а изобретени 

25

30

Модифицированный фильтр Калмана, содержащий цоследовательно соединенные вычитатель, первый вход которого  вл етс  входом модифицированного фильтра Калмана, умножитель и сумма-5

to

5 0

5

0

5

тор, к второму входу которого подключены вход первого матричн ого умножител  и через второй матричный умножитель - выход блока элементов задержки , отличающийс , тем, что, с целью повышени  достоверности оценок фильтра за счет работы по усредненным значени м входного потока информации , в него введены генератор тактовых импульсов,усреднитель,счетчик импульсов , элемент ИЛИ, первьй и второй блоки элементов И, первый и второй регистры пам ти, блок .пам ти,и гене-/ ратор одиночного импульса, подключенный выходом к первому входу элемента ИЛИ и входу запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с вxoдa и считывани  блока пам ти , первого и второго регистров пам ти и счетным входом счетчика импульсов , подключенного входом обнуле- .ни  к вькоду элемента ИЛИ и выходом - к второму входу элемента ИЛИ, входу считывани  усреднител , инверсному входу первого блока элементов И и первому входу второго блока элементов И, выход сумматора через первый регистр пам эж подключен к входу блока элементов задержки,  вл ющемус  первым выходом модифицированного фильтра Калмана, и к второму входу второго блока элементов И, выход ко- .торого  вл етс  вторым выходом модифицированного фильтра Калмана, выход, первого матричного умножител  через второй регистр пам ти подключен к пр мому входу первого Рлок aneNreHTOB Ч

Claims (1)

1. Форму ла изобретения

   Модифицированный фильтр Калмана, содержащий последовательно соединенные вычитатель, первый вход которого 35 является входом модифицированного фильтра Калмана, умножитель и сумма тор, к второму входу которого подключены вход первого матричного умножителя и через второй матричный умножитель - выход блока элементов задержки, отличающийся, тем, что, с целью повышения достоверности оценок фильтра за счет работы по усредненным значениям входного потока информации^ него введены генератор тактовых импульсов,усреднитель,счетчик импульсов, элемент ИЛИ, первый и второй блоки элементов И, первый и второй' регистры памяти, блок памяти,и гене-_х ратор одиночного импульса, подключенный выходом к первому входу элемента ИЛИ й входу запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входами считывания блока памяти, первого и второго регистров памяти и счетным входом счетчика импульсов, подключенного входом обнуления к выходу элемента ИЛИ и выходом к второму входу элемента ИЛИ, входу считывания усреднителя, инверсному входу первого блока элементов И и первому входу второго блока элементов И, выход сумматора через первый регистр памяти подключен к входу блока элементов задержки, являющемуся первым выходом модифицированного фильтра Калмана, и к второму входу второго блока элементов И, выход которого является вторым выходом модифицированного фильтра Калмана, выход, первого матричного умножителя через второй регистр памяти подключен к прямому входу первого блока элементов И,