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| 稿件标题： | 基于改进EKF的柔性绳索自动升降装置姿态估计 |
| 稿件作者： | 张富春1，郑武略1，汪豪1，吴阳阳1，丁红涛1，崔家山2 |
| DOI： | 10.11809/bqzbgcxb2020.11.042 |
| 科学编辑： | 李建军 博士（塔里木大学副教授） |
| 栏目名称： | 信息科学与控制工程 |
| 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 |
| 文章摘要： | 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。 |
| 稿件基金： | 国家自然科学基金项目（61603034）；中国博士后科学基金项目（2019M653870XB）;中国南方电网超高压输电公司广州局科技项目（CGYKJXM20170151） |
| 引用本文格式： | 张富春，郑武略，汪豪，等.基于改进EKF的柔性绳索自动升降装置姿态估计［J］.兵器装备工程学报，2020,41(11):230-236. ZHANG Fuchun, ZHENG Wulue, WANG Hao, et al.Attitude Estimation of Flexible Rope Automatic Lifting Device Based on Improved EKF［J］.Journal of Ordnance Equipment Engineering,2020,41(11):230-236. |
| 刊期名称： | 2020年11期 |
| 出版时间： | 2020年11月 |
| 上线时间： | 2020年11月28日 |
| 浏览次数： | 2691 |
| 下载次数： | 433 |
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