测量丢失下时滞惯性系统故障估计的优化鲁棒Kalman滤波

作     者：梁天添 王英东 杨健雄 王茂 LIANG Tiantian;WANG Yingdong;YANG Jianxiong;WANG Mao

作者机构：大连交通大学自动化与电气工程学院大连116028 哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心哈尔滨150001 

基　　金：辽宁省教育厅科学研究经费项目(青年)(JDL2020020) 辽宁省交通科技项目(202243) 

出 版 物：《中国惯性技术学报》 (Journal of Chinese Inertial Technology)

年 卷 期：2023年第31卷第6期

页      码：627-636页

摘      要：针对具有状态定常时滞、测量丢失、执行器故障和噪声测量偏差的惯性系统,提出一种基于白鲸优化算法的优化鲁棒扩展Kalman滤波器。首先,视执行器故障为系统的附加状态变量,建立增广时滞系统。其次,设计鲁棒扩展Kalman滤波器。给出鲁棒上界,降低非线性状态项和非线性状态时滞项的线性化误差;考虑测量丢失环节对滤波精度的影响,在滤波器中引入调节系数降低估计误差。最后,考虑噪声真实值和测量值可能存在的偏差,基于白鲸优化算法优化噪声测量值的协方差矩阵,降低噪声测量偏差对滤波性能的影响。仿真结果表明,相较于基于鲸鱼优化算法和基于灰狼优化算法的优化鲁棒扩展Kalman滤波器,所提方法对状态变量估计的均方根误差分别平均降低了50.2%和67.2%,执行器故障估计的均方根误差分别降低了12.8%和35.4%;状态估计误差均值分别平均降低了21.2%和31.4%,执行器故障估计均值分别降低了9.3%和16.9%,验证了所提方法的有效性。

主 题 词：故障估计 状态时滞 测量丢失 智能优化 鲁棒Kalman滤波 

学科分类：0711[理学-心理学类] 07[理学] 08[工学] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 071102[071102] 081103[081103] 

核心收录：

D　O　I：10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2023.06.013

馆 藏 号：203122529...