• 전기학회논문지
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• 제65권6호
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• pp.1019-1025
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• 2016

This paper proposes a parallel reduced-order square-root unscented Kalman filter for state estimation of a sensorless permanent-magnet synchronous motor. The appearance of an unscented Kalman filter is caused by the linearization process error between a real system and classical Kalman model. The unscented transformation can make a more accurate Kalman model. However, the complexity is its main drawback. This paper investigates the design and implementation of the proposed filter with Potter and Carlson square-root form. The proposed parallel reduced-order square-root unscented Kalman filter reduces memory and code size, and improves numerical computation. And the performance is not significantly different from the unscented Kalman filter. The experimentation is performed for the verification of the proposed filter.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.99-107
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• 2018

본 논문에서는 비선형성을 가지는 측정방정식의 상태값을 효과적으로 추정할 수 있는 확장칼만필터(Extended Kalman Filter/EKF)와 확장칼만필터의 변종들 그리고 코스트 레퍼런스 파티클필터(Cost-Reference Particle Filter/CRPF)를 이용하여 이차원 공간에서 표적추적 성능에 관하여 연구한다. 확장칼만필터의 변종으로 분산점칼만필터(Unscented Kalman Filter/UKF), 중심차분칼만필터(Central Difference Kalman Filter/CDKF), 제곱근 분산점칼만필터(Square Root Unscented Kalman Filter/SR-UKF) 그리고 제곱근 중심차분칼만필터(Square Root Central Difference Kalman Filter/SR-CDKF)를 소개한다. 본 연구에서는 노이즈가 불확실한 표적에 대하여 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 이용하여 각 필터들의 평균제곱오차(Mean Square Error/MSE)를 계산하였다. 시뮬레이션 결과 확장칼만필터의 변종들 중에서 제곱근 중심차분칼만필터가 속도와 성능 면에서 가장 우수한 결과를 보여주었다. 코스트 레퍼런스 파티클 필터는 확장칼만필터와 다르게 노이즈의 확률 분포를 알 필요가 없다는 유리한 특성을 가지고 있으며 시뮬레이션 결과 제곱근 중심차분칼만필터보다 처리속도 및 정확도 면에서 우수한 결과를 보여주었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.217-222
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• 2016

본 논문은 수정된 Gram-Schmidt와 결합한 Potter 또는 Carlson 알고리즘을 가지는 제곱근 확장 칼만 필터에 의한 영구자석 동기전동기의 센서리스 속도 제어에 관한 연구이다. 일반적으로 반올림 오차에 기인하는 칼만 필터의 민감도는 잘 알려진 문제이다. 제곱근 개념과 칼만 필터의 결합은 수치적 성능을 향상할 수 있고 발산과 같은 불안전한 문제를 풀 수 있다. 본 논문에서는 제곱근 확장 칼만 필터의 구현을 위한 설계와 분석을 수행하였다. 설계된 제곱근 확장 칼만 필터의 추정 성능을 입증하기 위해, 고속, 저속, 역 회전, 파라미터 변동, 부하 변동 실험 등 여러 운전 조건 아래에서 실험 결과들을 분석하였다. 또한, 프로그램 코드 크기 및 연산 시간을 비교하였다. 실험적 결과들은 제곱근 확장 칼만 필터에 의한 영구자석 동기전동기의 센서리스 속도 제어가 양호함을 보인다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1987년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 16-17 Oct. 1987
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• pp.464-469
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• 1987

The Kalman filter is an optimal linear estimator that has been an active research topic for the past three decades. The scheme has become the milestone of modern filtering, and it is applied to many areas including navigations and controls of free vehicle. The Kalman filter technique is matured. But some problems are still remained to be resolved. The prevention of divergence induced by digital implementation, nonoptimal application for nonlinear system, and application to non-Gaussian processes are some of the problems. This paper surveys the problems. The square root filtering is suggested to prevent the divergence. The extended Kalman filter is used for nonlinear systems. And, many other approaches to Kalman-like optimal estimators are also investigated.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제2권2호
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• pp.110-115
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• 2000

A receding horizon FIR filter is suggested for discrete time-varying systems, combining the Kalman filter with the receding horizon strategy. The suggested filter is shown to be an FIR structure that has many good ingerent properties. The suggested filter is represented in an iterative form and also in a standard FIR form. The suggested filter turns out to be a remarkable deadbeat observer that is often robust against system and measurement noises. It is also shown that the suggested filter is an unbiased estimator irrespective of any horizon initial condition. For the amenability to parallel and systolic implementation as well as the numerical stability, a square-root algorithm for the suggested filter is presented. To evaluate performance, the suggested filter is applied to a problem of unknown input estimation and compared with the existing Kalman filter based approach.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1897-1902
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• 2005

The objective of this paper is to estimate the concentration distribution in flow field inside the pipeline based on electrical impedance tomography. Special emphasis is given to the development of dynamic imaging technique for two-phase field undergoing a rapid transient change. Nonlinearity-compensation extended Kalman filter is employed to cope with unexpected measurement uncertainty. The nonlinearity-compensation extended Kalman filter compensates for the influence of measurement uncertainty and solves the instability of extended Kalman filter. Extensive computer simulations are carried out to show that nonlinearity-compensation extended Kalman filter has enhanced estimation performance especially in the unexpected measurement environment.

• Journal of Electrical Engineering and information Science
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• 제1권2호
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• pp.39-44
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• 1996

An efficient interacting multiple mode(IMM) approach for tracking a maneuvering target with kinematic constraints is described based on the square root information filter(SRIF). The SRIF is employed instead of the conventional Kalman filter since it exhibits more efficient features in handling the kinematic constraints and improved numerical characteristics. The kinematic constraints are considered in the filtering process as pseudomeasurements where the degree of uncertainty is represented by the magnitude of the pseudomeasurement noise variance. The Monte Carlo simulations for the constant speed, maneuvering target are provided to demonstrate the improved tracking performance of the proposed algorithm.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권6호
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• pp.108-116
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• 2008

본 논문에서는 스테레오 비전에서 시차를 이용하여 근거리뿐만 아니라 원거리의 장애 물체에 대해서도 신뢰성 있는 거리를 추정하기 위한 알고리즘을 제안한다. 시차를 이용한 거리 측정에서 양자화 오차는 원거리에서의 거리 정확도를 떨어뜨리게 되므로, 이를 최소화하기 위해 부화소 보간법(sub-pixel interpolation)을 이용하여 시차 정확도를 향상시키고 거리 정확도 및 경로 추적의 최적화를 위해서 향상된 적응형 퍼지 칼만 필터(EAFSTKF : Enhanced Adaptive Fuzzy Strong Tracking Kalman Filter)를 사용한다. 제안한 방법은 차량과 같이 다양한 동적인 움직임에 의한 비선형성에 대하여 기존 칼만 필터에서 발생되는 발산 문제(divergence problem)를 해결할 수 있고, 거리의 정확도 및 신뢰도도 높일 수 있다. 몬테카를로(Monte Carlo) 방법을 이용한 모의실험 결과 제안한 방법은 기존 방법들과 거리 오차율(RMSER : Root Mean Square Error Rate)을 비교하였을 때, strong tracking Kalman filter(STKF)에 비하여 성능이 약 13.5%정도 향상되었음을 보여준다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.126-131
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• 2012

Tire force is one of important parameters which determine vehicle dynamics. However, it is hard to measure tire force directly through sensors. Not only the sensor is expensive but also installation of sensors on harsh environments is difficult. Therefore, estimation algorithms based on vehicle dynamic models are introduced to estimate the tire forces indirectly. In this paper, an estimation system for estimating lateral force and states is suggested. The state-space equation is constructed based on the 3-DOF bicycle model. Extended Kalman Filter, Unscented Kalman Filter and Ensemble Kalman Filter are used for estimating states on the nonlinear system. Performance of each algorithm is evaluated in terms of RMSE (Root Mean Square Error) and maximum error.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1992년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.305-307
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• 1992

This paper presents a technique, which identifies both process noise covariance and sensor noise covariance by using innovation correlation test. A correlation test, which checks whether the square root Kalman filter is workingly optimal or not, is given. The system is stochastic autoregressive moving-average model with auxiliary white noise Input. The linear quadratic Gaussian control is used for minimizing stochastic cost function. This paper indentifies Q, R, and estimates parametric matrics $A(q^{-1}),B(q^{-1}),C(q^{-1})$ by means of extended recursive least squares and model reference control. And The proposed technique has been validated in simulation results on the fourth order system.