Модифицированный фильтр калмана

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при фильтрации результатов измерений. Цель изобретения - повышение достоверности оценок фильтра за счет работы по усредненным значениям 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 памяти 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 памяти, второй регистр 16 памяти. Цель изобретения достигается за счет введения генераторов 1, 2, регистр 6, блока 10, счетчика 11, элемент ИЛИ 12, усреднителя 13, блоков 14 и 15, что позволяет получать оценки измерений при более медленном поступлении информации , t ил. § (Л с 1 со н| СП 00 ф j2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Н 03 Н 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ (:ВИДЕТЕЛЬСТВУ

1-:9 j;.

3 54 YY„

В 4 :": . (21) 4145899/24-24 (22) 10.11.86 (46) 30. 10.88. Бюл. У 40 (72) В.В.Васильев, А.С.Бурый и М.В.Игнатенко (53) 62-50(088.8) (56) Сейдж Э., Мелс Дк. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. М.: Связь, 1976, с. 240, рис. 74. (54) МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ФИЛЬТР KAJINAHA

1 (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при фильтрации результатов измерений.

Цель изобретения — повышение достоверности оценок фильтра за счет работы по усредненным значениям входного потока информации. Модифициро„.SU„„3434539 А1 ванный фильтр Калмана содержит гене-, ратор 1 одиночного импульса, генератор 2 тактовых импульсов, вычитатель

3, умножнтель 4, сумматор 5, первый регистр 6 памяти, 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 памяти, второй регистр 16 памяти. Цель изобретения достигается за счет введения генераторов 1, 2, регистр 6, блока

10, счетчика 11, элемент ИЛИ 12, усреднителя 13, блоков 14 и 15, что позволяет получать оценки измерений при более медленном поступлении информации. Ф ил.

1434539

1 =»

40 где m - число усредпяемых значений входного сигнала

Е(;) †.последовательность измерений, усредняемых на передающей стороне, причем t = m t; .

На выходе вычитателя 3 формируется сигнал невязки:

АЕ(Е ) = Z(t )-у (+ ! где у (t»,, )

««> (t t ° ) тп ji 1"

9 -$ ) У

50 усредненная оценка текущего наблюдения, .поступающая на второй вход вычитателя

Изобретение относится к радиотехке и может быть использовано при ильтрации результатов измерений.

Цель изобретения — повьппение дос5 товерности оценок фильтра за счет работы по усредненным значениям входного потока информации.

На чертеже изображена 4>ункциональная схема модифицированного >ильтра Калмана.

Моди >ицированный фильтр Калмана одержит генератор 1 одиночного имульса, генератор 2 тактовых импульов, вычитатель 3, умножитель 4, сум- 15 атор 5, первый регистр 6 памяти, лок 7 элементов задержки, первый 8 второй 9 матричные умножители, пер1 ьп» блок 10 элементов И., счетчик 11 мпульсов, элемент ИЛИ 12, усредниель 13, второй блок 14 элементов И, лок 15 памяти и второй регистр 16 амятп . !

Модифицированный фильтр Калмана

1, аботает следующим .образом. На выхо- 25 це генератора 1 формируется импульс, являющийся запускающим для устройстIBB Этот. импульс через первый вход, 1 выход элемента ИЛИ 12 поступает на

:вход обнуления счетчика 11, а также на вход запуска генератора 2, кото,.рый начинает вырабатывать тактовые импульсы с периодом t,,. соответствую,щим темпу работы модели движения. На .:первый вход вычитателя 3 поступает ! входной сигнал 7.(t ) фильтра в двоичном параллельном коде: с выхода усреднителя 13 при обнулении счетчика 11.

Сигнал Z(t;) невязки поступает с выхода вычитателя 3 на первый вход умножителя 4, на второй вход которого поступает хранящийся в блоке 15 памяти коэффициент K(t ) усиления фильтра на момент времени t при по1 явлении на входе счйтывания блока 15 тактового импульса, Коэффйциент K(t ") определяется из выражения

K(t ) = 9(а ) H(tj)N (tg), где "> > = f p <".> ;. >- > e 1 - >

«H(t ° )g

H(t, ), Р(с,t; ) и N(t .) — соответственно матрица из1: мер ений, переходная матрица и ковариационная матрица шумов измерений.

Значения K(t1) записываются перед началом работы через h адресных входов в блок 15 на каждый j момент времени.

С выхода умножителя 4 сигнал поступает на первый вход сумматора 5, на второй вход которого с выхода второго матричного умножителя 9 поступает корректирующий сигнал у (t )

С выхода сумматора 5 сигнал у (t; )

Мравный

y (t,) = y (t,) + K(t;)gZ(t ° ), поступает на вход регистра 6, считывание информации с которого происхо".:> дит при появлении на его входе считывания тактового импульса. С выхода регистра 6 сигнал у (»:,) поступает на первьп» выход устройства, второй вход второго блока 14 элементов И, на выходе которого при обнулении счетчика 11 формируется оценка y + (t j ) на момент времени t и на вход блока 7 элементов задержки, осуществляющего задержку на один такт. Сигнал с выхода блока 7 элементов задержки используется для получения во втором матричном умножителе 9 корректирующего сигнала у,(t; ), равного

1434539 (t! t3-с ) H(t;)yî Ct „()

Формула из обретения

Модифицированный фильтр Калмана, содержащий последовательно соединен- ф ные вычитатель, первый вход которого является входом модифицированного фильтра Калмана, умножитель и суммаСоставитель В. Башкиров

Техред M.Õoäàíè÷ Корректор С.11)екмар

P едакт ор А. P евин

Заказ 5564/56

Тираж 929 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

С выхода матричного умножителя 9 сигнал поступает также на вход первого 5 матричного умножителя 8, в котором производится вычисление сигнала

-10 записываемого затем во второй регистр

16 памяти. Считывание информации из регистра 16 на прямой вход первого блока 10 элементов И происходит при появлении на входе считывания тактового импульса. Блок 10 пропускает информацию на вход усреднителя 13 после подсчета счетчиком 11 ш импульсов., когда с его выхода поступает импульс на инверсный выход первого блока 10 2D элементов И, а сам счетчик обнуляется через элемент ИЛИ 12, Таким образом, модифицированный фильтр Калмана обеспечивает получение оценок измерений при более медленном темпе их поступления, что позволяет существенно снизить частоту измерений,, разгрузить канал связи -и расширить за счет этого функциональные вазможности фильтра. 30 второму входу "OTo„o«по чены вход первого матричного умножителя и через Второи матричный умножитель —. выход блока элементов задержки, отличающийся, тем, что, с целью повышения достоверности оценок фильтра за счет работы по усредненным значениям входного потока информации, в 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-, ратор одиночного импульса, подключенный выходом к первому входу элемента

ИЛИ и входу запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входами считывания блока памя ти, первого и второго регистров памяти и счетным входом счетчика импульсов, подключенного входом обнуле-! ния 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 порключен к входу блока элементов задержки, являющемуся первым выходом модифицированного фильтра Калмана, и к второму входу второго блока элементов И, выход которого является вторым выходом модиицированного фильтра Калмана, выход. первого матричного умножителя через второй регистр памяти подключен к прямому входу первого блока элементов И,