**卡尔曼滤波器简介** 卡尔曼滤波器(Kalman Filter)是一种基于数学统计的估计理论,用于处理带有噪声的动态系统中的数据估计问题。它利用系统模型和观测数据,通过一系列递推计算,对系统的状态进行最优估计。卡尔曼滤波器尤其适用于线性高斯系统,但在非线性系统中,通过适当的线性化方法(如扩展卡尔曼滤波器)也能得到较好的应用。 **Simulink中的卡尔曼滤波器模型** Simulink是MATLAB的一个模块化建模环境,特别适合进行动态系统仿真。在Simulink中搭建卡尔曼滤波器模型,可以直观地展示滤波过程,并进行实时仿真。一个简单的卡尔曼滤波器Simulink模型通常包括以下几个关键组件: 1. **状态更新方程**:对应于系统的动态模型,描述系统状态如何随时间变化。在上述模型中,状态空间模型可能为: \[ x_k = F_k x_{k-1} + B_k u_k + w_k \] 其中,\(x_k\) 是当前状态,\(F_k\) 是状态转移矩阵,\(B_k\) 是输入矩阵,\(u_k\) 是控制输入,\(w_k\) 是零均值的系统噪声。 2. **观测模型**:表示如何从状态中获取观测数据。一般形式为: \[ z_k = H_k x_k + v_k \] 其中,\(z_k\) 是观测数据,\(H_k\) 是观测矩阵,\(v_k\) 是观测噪声,同样假设为零均值。 3. **卡尔曼增益**:卡尔曼增益\(K_k\)根据上一时刻的预测误差和观测误差计算得出,用于平衡系统模型与观测数据的权重。 4. **状态估计**:结合卡尔曼增益和观测数据,更新状态估计: \[ \hat{x}_k = x_k + K_k (z_k - H_k \hat{x}_{k|k-1}) \] 其中,\(\hat{x}_{k|k-1}\) 是对当前状态的预测,\(\hat{x}_k\) 是对当前状态的估计。 5. **协方差更新**:计算系统状态误差的协方差矩阵,用于更新卡尔曼增益: \[ P_k = (I - K_k H_k) P_{k|k-1} \] 其中,\(P_{k|k-1}\) 是前一步的预测协方差,\(P_k\) 是当前的估计协方差,\(I\) 是单位矩阵。 **适合初学者的学习点** 1. **Simulink基础操作**:学习如何在Simulink环境中创建、连接和配置模块,理解模块的功能和用法。 2. **卡尔曼滤波器原理**:理解卡尔曼滤波器的基本公式和工作流程,了解每个步骤的目的和意义。 3. **动态系统模拟**:通过实例了解如何用Simulink模拟动态系统,分析不同参数对滤波效果的影响。 4. **误差分析**:观察滤波结果,分析实际数据与滤波后数据的差异,理解噪声对系统的影响以及卡尔曼滤波器的改善作用。 5. **扩展应用**:尝试将模型应用于其他领域,如导航、控制、信号处理等,进一步提升理解和应用能力。 综上,"kalman滤波器simulink图"提供了一个学习卡尔曼滤波器理论和实践的好平台,初学者可以通过这个模型深入理解卡尔曼滤波器的工作原理,并掌握在Simulink中实现滤波器的方法。通过实际操作和实验,可以更好地掌握这一重要估计工具。
2026-01-12 22:34:30 57KB kalman
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仿真了扩展卡尔曼滤波在轨迹预测中的应用,成功预测了匀速直线运动的3维轨迹并做了误差分析,如需相关定位,跟踪代码代做或相关毕设可联系xdmsj8,标注来意
2024-04-10 21:13:49 2KB matlab kalman滤波
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基于Kalman滤波的卫星钟差参数估计与预报,朱绍攀,张书毕,钟差参数估计与预报是卫星导航系统应用中的一项关键技术。本文研究了基于Kalman滤波的钟差参数预报。随机部分采用幂律谱模型,利用
2024-03-16 14:17:26 264KB 首发论文
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资源中包括两个仿真程序,分别是Singer模型+卡尔曼(kalman)滤波、“当前”统计模型+卡尔曼(kalman)滤波。
2024-01-29 22:28:11 3KB matlab
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对于带未知互协方差的两传感器系统, 提出一种协方差交叉(CI) 融合鲁棒稳态Kalman 滤波器, 它关于未知
互协方差具有鲁棒性. 严格证明了该滤波器的实际精度高于每个局部滤波器的精度, 但低于带已知互协方差的最优
融合Kalman 滤波器的精度. 基于协方差椭圆给出了精度关系的几何解释. 进一步将上述结果推广到一般多传感器情
形. 一个跟踪系统的Monte-Carlo 仿真例子表明, 其实际精度接近于带已知互协方差的最优融合器的精度.

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讲述抗差Kalman滤波基本原理及其GPS变形监测中的应用
2023-04-05 21:11:08 120KB 抗差Kalman GPS
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窄带物联网环境中,接收机收到的信号通常为多路混合信号,对单通道接收来说,利用常规盲源分离方法很难实现混合信号的分离和源信号提取。针对这一问题,本文提出了一种利用Kalman滤波算法进行信号估计,解决单通道盲源分离的方法。该方法利用信号间的时序结构,通过Kalman滤波算法对多信号混合中的源信号不断估计并迭代更新,最终得到分离信号。仿真实验结果表明,该方法能有效估计并分离出源信号。
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通过分析现有图象雅可比矩阵的在线辨识方法, 提出一种新的辨识思路。将雅可比矩阵的在线
估计转化为系统的状态观测, 并设计了相应的Kalman-Bucy滤波估计算法。以双目立体视觉反馈下的
运动目标跟踪任务为例, 通过仿真和实验说明了所提出方法的有效性。

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H∞滤波通常应用于系统模型和噪声特性不确定的环境,存在滤波精度不高的缺 点.通过对H∞ 滤波引入闭环修正,在不影响滤波鲁棒性的前提下,有效地提高了系统精度.无源北斗/SINS组合导航系统的动态跑车实验结果表明,闭环H∞ 滤波下的组合导航精度优于相同滤波误差模型下的闭环Kalman滤波,并且具有参数设置简单,滤波稳定性强的优点.

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基于kalman滤波的逆系统识别.可以识别IIR和FIR系统。对FIR系统识别效果更好
2023-01-08 15:30:47 1KB kalman 逆系统识别
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