基于卡尔曼滤波的PID控制


卡尔曼滤波在信号处理与系统控制领域应用广泛,目前,正越来越广泛地应用于计算机应用的各个领域。 为了更好地理解卡尔曼滤波的原理与进行滤波算法的设计工作,主要从两方面对卡尔曼滤波进行阐述:基本卡尔曼滤 波系统模型、滤波模型的建立以及非线性卡尔曼滤波的线性化。 并附上论文,对卡尔曼滤波的应用做了简单介绍。附上simulink仿真程序,证明卡尔曼滤波的有效性。
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代码片段和文件信息

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close all;

ts=0.001;

a=25;b=133;
sys=tf(b[1a0]);
dsys=c2d(systs‘z‘);
[numden]=tfdata(dsys‘v‘);

A1=[0 1;0 -a];
B1=[0;b];
C1=[1 0];
D1=[0];
[ABCD]=c2dm(A1B1C1D1ts‘z‘);

Q=1;              
R=1;               

P=B*Q*B‘;          
x=zeros(21);       

u_1=0;u_2=0;
y_1=0;y_2=0;
ei=0;
error_1=0;
for k=1:1:1000
time(k)=k*ts;

yd(k)=sin(0.01*k);
kp=80.0;ki=10;kd=0.2;

w(k)=0.002*rands(1);   
v(k)=0.002*rands(1);   
y(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(2)*u_1+num(3)*u_2;
yv(k)=y(k)+v(k);


Mn=P*C‘/(C*P*C‘+R);
P=A*P*A‘+B*Q*B‘; 
P=(eye(2)-Mn*C)*P;
    
x=A*x+Mn*(yv(k)-C*A*x);
ye(k)=C*x+D;     
    
M=1;
if M==1         
  yout(k)=yv(k);
elseif M==2     
   yout(k)=ye(k);
end
error(k)=yd(k)-yout(k);
ei=ei+error(k)*ts;

u(k)=kp*error(k)+ki*ei+kd*(error(k)-error_1)/ts;  
u(k)=u(k)+w(k);

errcov(k)=C*P*C‘;     


x=A*x+B*u(k);

u_2=u_1;u_1=u(k);
y_2=y_1;y_1=yout(k);
error_1=error(k);
end
figure(1);
plot(timeyd‘r‘timeyout‘k:‘‘linewidth‘2);
xlabel(‘time(s)‘);ylabel(‘ydyout‘);
legend(‘Ideal position signal‘‘Position tracking‘);

 属性            大小     日期    时间   名称
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     文件      21965  2017-12-22 11:35  先进PIDkaerman.slx

     文件       1130  2017-12-22 11:21  先进PIDkaermanPID.m

     文件        299  2017-12-22 11:20  先进PIDkaermanplot.m

     文件       1121  2017-12-22 11:17  先进PIDUntitled1jy.m

     文件       1121  2017-12-22 11:18  先进PIDUntitledjy2.m

     文件       1124  2017-12-22 11:12  先进PIDUntitledxp1.m

     文件       1124  2017-12-22 11:13  先进PIDUntitledxp2.m

     文件       1128  2017-12-22 11:09  先进PIDUntitledzx1.m

     文件       1128  2017-12-22 11:09  先进PIDUntitledzx2.m

     文件     238792  2017-12-23 14:19  先进PID卡尔曼滤波的基本原理及应用_彭丁聪_看图王.pdf

     文件    1050706  2017-12-23 14:18  先进PID基于卡尔曼滤波器的PID设计.pptx

     目录          0  2017-12-28 15:24  先进PID

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              1319638                    12


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