基于改进EKF的柔性绳索自动升降装置姿态估计

张富春; 郑武略; 汪豪; 吴阳阳; 丁红涛; 崔家山

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基于改进EKF的柔性绳索自动升降装置姿态估计

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提出了一种柔性绳索自动升降装置姿态估计算法,使用姿态四元数表示柔性绳索自动升降装置的姿态,使用扩展卡尔曼滤波器融合磁传感器、角速率传感器和重力传感器的优点,保证了姿态估计的精度,避免了估计误差导致的自动升降装置侧翻等安全性问题。首先,选择陀螺仪的姿态四元数和漂移偏差来构建状态向量,并基于陀螺仪的运动学模型建立状态方程。其次,利用正交化方法从加速度计和磁力计的输出中获得单位姿态四元数,使磁场矢量垂直于测得的重力矢量,避免地磁干扰,用于EKF的测量。接着,使用EKF更新方程确定柔性绳索自动升降装置的姿态。最后,通过静态实验和动态实验证明了所提方法的有效性,静态偏差控制在0.2°之内,在保持平滑的前提下收敛速度也快于传统EKF算法。

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来源
《兵器装备工程学报》 |2020年第11期|P.230-236|共7页
作者
张富春; 郑武略; 汪豪; 吴阳阳; 丁红涛; 崔家山;
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作者单位

中国南方电网超高压输电公司广州局广州510405;

中国南方电网超高压输电公司广州局广州510405;

中国南方电网超高压输电公司广州局广州510405;

中国南方电网超高压输电公司广州局广州510405;

中国南方电网超高压输电公司广州局广州510405;

西安电子科技大学空间科学与技术学院西安710126;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类自动化技术在各方面的应用;
关键词
柔性绳索; 自动升降装置; 扩展卡尔曼滤波; 四元数; 姿态估计;

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