• Title/Summary/Keyword: 칼만필터

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Sensorless Speed Control of IPMSM Using Unscented Kalman Filter (엔센티드 칼만필터를 이용한 IPMSM의 센서리스 속도제어)

  • Jeon, Yong-Ho
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.8 no.12
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    • pp.1865-1874
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    • 2013
  • In this paper, a design method of speed and position estimator based on unscented Kalman filter is proposed for the no sensor control of IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor). The proposed method is simple more than the estimator designed with rotation axis for current measurement. Also the proposed state estimator is designed including nonlinear terms of the estimator. The controller which constructed using nonlinear back-stepping control method is operated speed and current control using the estimated speed and currents information. Through simulation, the performance of the designed estimator is compared to the estimator which is designed to synchronize d-q axis.

The Accuracy analysis of Dead Reckoning and RFID based Positioning System (추측항법과 RFID 기반의 위치결정 시스템의 정확도 분석)

  • Kim, Jung-Hwan;Heo, Joon;Sohn, Hong-Gyoo;Yun, Kong-Hyun
    • 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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    • pp.390-394
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    • 2007
  • 시간과 장소에 구애받지 않고 실시간으로 정보를 전달받을 수 있는 유비쿼터스 시대가 도래함에 있어서 실시간으로 움직이는 대상물의 위치를 알아내는 기술은 가장 근본적이며 필수적인 요소라 할 수 있다. 추측항법(Dead Reckoning)은 움직이는 대상물에 외부의 도움 없이 자신의 방향각과 가속도, 시간을 관측할 수 있는 관성항법장치(Inertial Navigation System)를 장착하여 이전의 위치 정보를 바탕으로 현재의 위치를 관측하는 방법이다. 또한 RFID(Radio Frequency IDentification)는 이러한 유비쿼터스 근거리무선통신의 핵심 기술로서 본 논문에서는 RFID에 기반한 위치 결정 시스템에 실시간 변화하는 대상물의 위치를 예측하기 위해 추측항법과 칼만필터(Kalman-filter)의 개념을 적용시켰다. 또한 RMSE(Root Mean Square Error)값을 통해 칼만필터의 적용에 따른 정확도의 향상과 각 디자인 요소들의 변화에 따라 위치의 정확도가 어떠한 변화를 갖는지를 분석하였다. 시뮬레이션 결과 칼만필터를 적용했을 때 이전보다 RMSE값이 현저히 작아지는 결과를 통해 위치의 정확도가 크게 향상되는 것을 확인하였다. 또한 RFID의 탐지 범위는 정확도에 큰 영향을 미칠 수 있는 주된 요소가 아니며, RFID 탐지 범위의 표준편차가 작을수록 위치 정확도는 높아지고, RFID 태그의 탐지 확률이 높을수록 RMSE 값의 변동이 작은 안정된 시스템을 갖으며 위치의 정확도 또한 높아진다는 것을 확인하였다.

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A Method to Enhance Dynamic Range for Seismic Sensor Using ARMA Modelling of Low Frequency Noise and Kalman Filtering (지진계 저주파수 잡음의 ARMA 모델링 및 칼만필터를 이용한 지진계 동적범위 향상 방법)

  • Seong, Sang-Man;Lee, Byeung-Leul;Won, Jang-Ho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.19 no.4
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    • pp.43-48
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    • 2015
  • In this study, a method to enhance the dynamic range of seismic sensor is proposed. The low frequency noise included in the measurement of seismic sensor is modelled as an ARMA(Auto Regressive Moving Average) model and the order and parameters of the model are identified through system identification method. The identified noise model is augmented into Kalmman filter which estimate seismic signal from sensor measurement. The proposed method is applied to a newly developed seismic sensor which is MEMS based 3-axis accelerometer type. The experiment show that the proposed method can enhance the dynamic range compared to the simple low pass filtering.

Flood Forecasting by using Distributed Models with Ensemble Kalman Filter (앙상블 칼만필터 이론을 이용한 분포형모델의 홍수유출예측)

  • Park, Hyo-Gil;Choi, Hyun-Il;Jee, Hong-Kee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.27-31
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    • 2009
  • 홍수피해를 예방할 수 있는 대책에는 여러 가지 방법이 있으나 비구조물적인 방법 중에서 대표적인 것이 홍수예경보이다. 이에 합리적인 설계홍수량 산정을 위해 하천유역에서 강우-유출과정의 정확한 해석과 유출예측은 수자원의 효율적인 활용과 하천의 이수, 치수를 위한 수문학적 해석에 있어서 매우 중요하며, 이를 위해서는 강우로부터 정도 높은 유출량 예측이 요구된다. 뿐만 아니라 하천범람 등의 재해로부터 인명과 재산을 보호하기 위한 홍수예경보 시스템의 구축이 필요하다. 홍수예경보 시스템의 효율적인 관리를 위해서는 실시간 홍수예측(Real-time Flood Prediction)기법의 개발이 필요하다. 홍수유출모형에 있어 공간적 변화특성과 평균 강우량의 공간분포를 반영할 수 있는 분포형 매개변수 모형(Distributed-Parameter Model)인 분포형 모델을 대상으로 앙상블 칼만필터(Ensemble Kalman Filter, EnKF) 이론을 적용하여 비선형시스템에서 오차를 포함한 반응을 실시간으로 처리하여 불확실성을 정량적으로 감소시켜 홍수유출을 예측하는데 그 목적이 있다. 하천유역특성을 이용한 홍수유출예측을 위하여 비선형시스템에서의 앙상블 칼만필터 기법을 적용한 분포형 모형을 이용하여 더욱 정밀한 홍수유출을 예측하게 되고 향후 홍수예경보모형으로서 적정 유역분할 규모를 결정해주는 근거를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

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A Study on the ship movement estimation by using Kalman filter (칼만필터를 이용한 선박 거동 예측에 관한 연구)

  • Le, Dang-Khanh;Kim, Jin-Man;Nam, Taek-Kun
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2012.10a
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    • pp.261-262
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    • 2012
  • In this research, intelligent protection system for laser boat is introduced. The function of system is to measure the distance and velocity of object from our boat and generate control signals to avoid collision with moving targets. A novel approach to estimate object's position from our ship is tackled on this paper. To do this laser sensors are used to measure distance from ship to targets. The ship position and velocity is estimated by th Kalman filter algorithm. In the real phase, the filtering method will be applied to process signal gathered by laser sensors. Simulation to estimate ship's position and velocity under noise are executed and the results are introduced to show the effectiveness of the algorithm.

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Transfer Alignment with Adaptive Filter Estimating Time Delay (시간지연 추정 적응필터 적용 전달정렬 기법)

  • Park, Chan-Ju;Yu, Myeong-Jong;Lee, Sang-Jeong
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.36 no.11
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    • pp.1079-1086
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    • 2008
  • During transfer alignment navigation information transferred MINS(master inertial navigation system) to SINS(slave inertial navigation system) has a changed time delay. The changed time delay degrades the performance of transfer alignment. This paper proposes an adaptive filter that estimates covariance of a time delay in real-time using residual of measurements. The performance of the adaptive filter is compared with that of the EKF(extended Kalman filter) in case of transfer alignment for vertical launcher in the ship. The results show that proposed method is more effective than EKF in estimating attitude errors.

Design of Motion Artifacts Filter of PPG Signal based on Kalman filter and Adaptive filter (칼만필터와 적응필터를 기반한 PPG 동잡음 제거 필터 설계)

  • Lee, Byeong-Ro;Lee, Ju-Won
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.18 no.4
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    • pp.986-991
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    • 2014
  • The PPG signal used in mobile-healthcare and telemedicine system is including the various motion artifact that is signal generated from patient's movements. Recently, although the various methods to remove motion artifacts have been suggested, the performances of these methods are still not satisfactory. Therefore, this s study suggested the novel method based on the Kalman filter and adaptive filter to remove motion artifacts, and we used various motion artifacts to analyze the performance of the proposed method. In the results of experiments, the signal-to-noise ratio of proposed method showed good performace that was 4.8 times of moving average filter.

Determination of KITSAT-3 Orbital Elements Using GPS Data from a Low-End Receiver (저급 GPS 수신기 데이터를 이용한 우리별 3호의 궤도 요소 결정)

  • Lee, Eun-Sung;Lee, Young-Jae;Jee, Gyu-In;Park, Chan-Gook
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.7
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    • pp.123-129
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    • 2002
  • This paper reveals determination of orbital elements of the satellite using GPS data collected by the low-end GPS receiver installed at KITSAT-3 which is a small scientific experimental satellite of Korea and launched in May 1999. An extended Kalman filter is designed for a forward estimation of real-time 3-dimensional position and velocity, and a smoother is used for a backward post-processing estimation of the same states. After finishing estimation of position and velocity, the corresponding orbital elements are estimated. Finally, the result of each orbital element is analyzed.

REVIEW OF BACK-UP POSSIBILITY ON GYRO ANOMALY OF GEOSYNCHRONOUS SATELLITES USING EXTENDED KALMAN FILTER (확장칼만필터를 이용한 정지궤도위성의 자이로 이상상태 대처 가능성 검토)

  • Park, Young-Woong
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • v.22 no.2
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    • pp.175-186
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    • 2005
  • In this paper, the development of the extended kalman filter(EKF) which is based on Koreasat-3 bus system is introduced and the design result is shown through the simulation. Especially to determine the filter gains for accurate estimation, there is assumed that initial estimated parameters are not changed. But although the satellite performs the attitude control by 2Hz, it is verified that the EKF is running rightly using the changed filter gains. Also some cases are considered using the simulation : with each bias for 4-axis gyro and with gyro each axis failure. It is verified that the designed filter can be used as the back-up about gyro failure.

Navigation Controller Design and Hydrodynamic Coefficients Estimation for a Manta-type UUV Based on Extended Kalman Filter (확장칼만필터를 이용한 만타형 무인잠수정의 유체력계수 추정 및 운항제어기 설계)

  • Kim, Dong-Hee;Kim, Joon-Young;Park, Jong-Hyeon
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2010.11b
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    • pp.546-550
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    • 2010
  • 무인잠수정이 원하는 경로를 추종할 수 있도록 안정적인 운항제어를 수행하기 위해서는 잠수정의 동역학적 특성을 정확히 파악하는 것이 필요하다. 수중에서 거동하는 무인잠수정의 동역학적 특성은 제어입력뿐만 아니라 유체력계수에 의해 주로 결정되므로, 이러한 계수값을 정확하게 아는 것이 중요한 요소라 할 수 있다. 일반적으로 유체력계수는 PMM 시험과 같은 실험적 방법을 통하여 얻게 되지만 실험방법의 어려움과 실험장비들의 부정확성으로 인한 오차에 의하여, 얻어진 값들의 신뢰성이 많이 저하된다. 계수값들을 구할 수 있는 다른 방법으로는, 확장칼만필터 등과 같은 모델기반 추정 알고리즘을 통하여 유체력계수를 추정하는 것이다. 본 논문에서는 확장칼만필터를 이용하여 유체력계수를 추정하도록 하였으며, 설계된 추정 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 기존에 수행된 PMM 시험에 의해 얻어진 유체력계수의 실험값과 비교 분석하였다. 또한 본 논문에서는 만타형 무인잠수정을 이용하여 원하는 경로를 추종할 수 있도록, 추정된 유체력계수를 사용하여 수심제어 및 방향제어를 위한 슬라이딩 모드 제어기를 설계하였으며, 충분한 정확도를 가지고 원하는 경로를 추종함을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

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