Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

O wyznaczaniu wartości początkowych algorytmu filtru Kalmana

100%

Grzesiak S.

Przegląd Statystyczny

|

1997

|

tom 44

|

nr z. 1

89-94

EN

The article discusses several manners of determining initial values for the Kaiman filter algorithm. For this purpose, use can be made of: - the classical method of smallest squares, which, however, leads to ineffective estimators due to the nonfulfilment of the premises of this method; - the generalized method of smallest squares, for which it is possible to determine unbiased estimators, but only for a part of the set of possessed observations; - the application of an information filler, which is a much more complicated procedure and creates difficulties especially when not all parameters change in time; - the expanded Sarris approach, for which the basic problem is the necessity of reversing the co-variance matrix for a very large observation set. The best solution in a search for initial values, despite the above mentioned difficulties, appears to bei the approach proposed by Sarris.

2

Badania porównawcze filtrów dla potrzeb nawigacji

100%

Konatowski S.

Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

|

2006

|

tom R. 47 nr 166K/1

215-225

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań algorytmów nieliniowej filtracji Kalmana, stosowanych aktualnie w zintegrowanych systemach pozycjonujących. W wielu aplikacjach nawigacyjnych model systemu nie jest liniowy i zawiera zależności nieliniowe w równaniach stanu i/lub w pomiarowym. Najczęściej nieliniowości są spowodowane koniecznością przekształcania układów współrzędnych. W takich przypadkach należy dokonać Iinearyzacji modelu sytemu. Jednym z możliwych rozwiązań jest rozszerzony filtr Kałmana EKF (Extended Kalman Filter). Alternatywą dla rozszerzonego filtru Kalmana jest bezśladowy filtr Kalmana UKF (Unscented Kalman Filter), który nie linearyzuje modeli procesów i pomiarów, ale operuje na parametrach statystycznych poddanych nieliniowym przekształceniom. Podstawą działania UKF jest przekształcenie bezśladowe. Celem artykułu jest porównanie jakości estymacji położenia i prędkości obiektu w systemach nawigacyjnych przy użyciu dyskretnego, rozszerzonego i bezśladowego filtru Kalmana jako algorytmów przetwarzania danych nawigacyjnych. Badania zrealizowano dla dwóch nieliniowych modeli. Porównanie jakości procesu filtracji zostało przeprowadzone na drodze symulacji komputerowej, zrealizowanej w środowisku MATLAB. Przedstawiono opis modeli i analizę otrzymanych wyników.

EN

The paper presents a comparison of the estimation quality for two nonlinear measurement models of the following Kalman filters: covariance filter (KF), extended filter (EKF) and unscented filter (UKF). Kalman filters in many applications are used for estimation and also for integration of data from Global Navigation Satellite System and from Inertial Navigation System. The classical Kalman filter (KF) is used for linear dynamic systems moreover extended Kalman filter (EKF) for nonlinear systems or unscented Kalman filter is an optimal linear estimator when for the process noise and the measurement noise can be modeled by white Gaussian noise . The KF only utilizes the first two moments of the state (mean and covariance) in its update rule. In situations when the problems are non linear or the noise that distorts the signals is nonGaussian, the Kalman filters provide a solution that may be far from optimal. Nonfinear problems can be solved with the extended Kalman filter. This filter is based upon the principle of Iinearizing the state transition matrix and the observation matrix with Taylor series expansions. Unscented an filter with comparison to EKF does not linearize the model but operates on the statistical parameters of the measurement and state vectors that are subsequently non linearly transformed. ~e unscented Kalman filter is based on the unscented transform (UT).

3

System identification using the neural-extended Kalman filter for state-estimation and controller modification

100%

Stubberud S. C. , Kramer K. A.

Systems Science

|

2008

|

tom Vol. 34, no 2

17-25

EN

The neural extended Kalman filter (NEKF) is an adaptive state estimation technique that can be used in target tracking and directly in a feedback loop. It improves state estimates by learning the difference between the a priori model and the actual system dynamics. The neural network training occurs while the system is in operation. Often, however, due to stability concerns, such an adaptive component in the feedback loop is not considered desirable by the designer of a control system. Instead, the tuning of parameters is considered to be more acceptable. The ability of the NEKF to learn dynamics in an open-loop implementation, such as with target tracking and intercept prediction, can be used to identify mismodeled dynamics external to the closed-loop system. The improved system model can then be used at given intervals to adapt the state estimator and the state feedback gains in the control law, providing better performance based on the actual system dynamics. This new approach to neural extended Kalman filter control operations is introduced in this paper using applications to the nonlinear version of the standard cart-pendulum system.

4

Comparing residual evaluation methods for leak detection on an aircraft fuel system test-rig

100%

Bennett P. , Dixon R. , Pearson J.

Systems Science

|

2008

|

tom Vol. 34, no 2

63-74

EN

Many authors have used a Kalman Filter (KF) or a bank of several KF's as the main component of a fault detection algorithm (see, e.g., [5, 9]). Usually, the residual (or error) from the KF is evaluated against a predetermined threshold and crossing of the threshold level triggers a fault flag. The exact nature of the residual evaluation varies from analysis of the raw signal, to application of relatively complex statistical tests [2, 9, 11]. However, it is not clear from the literature which of the many methods available offer the best results. The paper examines the application of several statistical tests to residuals of a KF implemented as part of a fault detection scheme on an aircraft fuel system simulator test-rig. The experimental results will be evaluated and discussed and recommendations will be made on which methods offer the greatest utility for rapid detection of a leak fault applied to a tank containing fluid on the test-rig. The statistical methods evaluated are: mean deviation, mean absolute deviation, mean square error, root mean square error, sum of square error, weighted sum of square error, paired-t test, r-square and chi-square mean.

5

Częściowo stałe modele parametrów i ich szacowanie

100%

Grzesiak S.

Przegląd Statystyczny

|

2002

|

tom 49

|

nr z. 1

33-38

XX

W artykule przeanalizowano, jakie następstwa wynikają z użycia filtrów Kalmana i równań wygładzających dla częściowo stałych modeli parametrów. Dokonano przeglądu zastosowań w przypadku stałych parametrów strukturalnych w modelu, który to model może być przedstawiony jako specjalny przypadek liniowego stochastycznego dynamicznego systemu zdefiniowanego w poprzednich pracach autora. Przedstawiono twierdzenie prowadzące do uogólnienia wyników otrzymanych w częściowo stałym modelu parametrów na dowolny liniowy stochastyczny system dynamiczny z częściowo stałym wektorem stanu.

EN

The article discusses the consequences of using Kalman filters and smoothing equations for models with partially constant and partially variable parameters. A models in which all parameters are constant can be presented as a special case of linear stochastic dynamic system defined in previous papers published by the author. The presented theorem enables generalising results obtained for the constant parameter model for any linear dynamic system with partially constant state vector. The article also describes the characteristics of parameter estimators in this case.

6

Tracking swarms of unmanned aerial systems

88%

Easthope P. F. , Collinson A.

Studia z Automatyki i Informatyki

|

2018

|

tom T. 43

47--63

EN

The proliferation of cheap Unmanned Aerial Systems (UAS) poses some significant challenges for the Ground Based Air Defence (GBAD) environment. Individual UAS are inherently difficult to detect, track, classify and identify, but the challenges are exacerbated if UAS are deployed in swarms. It can be appreciated that small physical size, combined with the extensive use of non-metallic materials, will render an individual UAS difficult to detect from a radar’s perspective. If such targets are deployed in a group, then the radar response is likely to consist of intermittent, uncorrelated observations on random subsets of the swarm as a whole, with no guarantee that observations made on individual constituent UAS will be consistent from scan to scan. This paper describes a tracking filter model that is able to simultaneously track the swarm centroid and the spatial dispersion of constituent UAS, without requiring any pre-processing of radar returns into clusters. Although this paper is primarily concerned with UAS, the authors are aware that other types of platform may usefully be employed in swarms, for example satellites, and that some large and complex unitary systems may present swarm-like characteristics to sensors. The principles discussed here may also be applicable in these other cases.

PL

W artykule zamieszczono równania określające oczekiwane liczby linii przechodzących przez k punktów, zdefiniowanych jako wąskie prostokątne obszary o zadanych wymiarach, które można znaleźć w szerszym kwadratowym obszarze zawierające punkty rozmieszczone z rozkładem normalnym. Zamieszczono wyniki symulacyjne, stanowiące podstawę do oceny prawdopodobieństwa tego, że liniowe serie pomiarów w środowisku zakłóconym mają charakter losowy.

7

Fractional Kalman Filter Algorithms for Correlated System and Measurement Noises

75%

Sierociuk D.

Control and Cybernetics

|

2013

|

tom 42

|

nr nr 2

471-490

EN

The paper presents a generalization of the Fractional Kalman Filter to a case when correlated system and measurement noises appear. The algorithm proposed is derived in detail for a linear generalized discrete fractional order state-space system for both constant and variable order cases. In order to present the efficiency of the proposed algorithm, results of numerical simulations are presented. Results of numerical experiments are compared with the effect of estimation obtained when using the traditional Fractional Kalman Filter algorithm. (original abstract)

8

Time-Varying Exchange Rate Pass-through in Eastern Europe

75%

Shevchuk V.

Metody Ilościowe w Badaniach Ekonomicznych / Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego

|

2022

|

tom 23(XXIII)

|

nr nr 3

88-97

EN

Using quarterly data for the 1998-2021 period, and with the application of Kalman filter estimates it is shown that the incomplete exchange rate pass-through (ERPT) is somewhat stronger for countries with a floating exchange rate regime, especially for producer prices. Since the middle of 2000s, the ERPT to consumer and producer prices for 11 Central and Eastern European (CEE) countries, as well as for the Baltic States, seems to be stable in most of the countries. With the exception of the Czech Republic, Romania, Estonia and Latvia, there is a tendency for strengthening of the ERPT to producer prices in the wake of the world financial crisis of 2008-2009. (original abstract)

9

Fusion Filtration in LQG Control for Multisensor Systems

75%

Duda Z.

Control and Cybernetics

|

2013

|

tom 42

|

nr nr 4

743-754

EN

In the paper, state filtration in a LQG problem formulated for a multisensor system is considered. Control is determined by a central node as a linear form of a state estimate. It is assumed that control values are not available to local nodes. Because of the drawbacks of centralized filtration an optimal fusion of decentralized local Kalman filters is proposed. When control values are not available to local nodes, then control should be treated as a random variable in the synthesis of local state estimates. This leads to a non-classical estimation. It is shown that the proposed filter is equivalent to the centralized one. (original abstract)

10

Wpływ filtracji realnych finansowych i koniunkturalnych szeregów czasowych na ich portrety fazowe

75%

Łuczyński W.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Bankowej we Wrocławiu

|

2013

|

nr nr 2(34) Zastosowanie metod ilościowych w naukach ekonomicznych

267-293

XX

Celem artykułu jest próba oceny wpływu filtracji ekonomicznych szeregów czasowych na portrety fazowe ich składowych trendowych oraz cyklicznych. W zasadzie wszelkie przekształcenia szeregów czasowych związane z ich (szeregów) analizą, prognozowaniem, modelowaniem, sterowaniem itp. można potraktować jako filtrację. Filtry cyfrowe znajdują zastosowanie m.in. w ekonomii do wygładzania szeregów czasowych, usuwania niepożądanych wahań (sezonowych, przypadkowych, wysoko- lub niskoczęstościowych itp.), prognozowania i modelowania procesów ekonomicznych. Uzyskane wyniki pozwalają na sformułowanie odwrotnej zależności między wykładnikiem Hursta i występowaniem dominujących częstości we wszystkich badanych szeregach: wraz ze wzrostem wykładnika Hursta (lub ze zmniejszaniem się wymiaru fraktalnego) zanika wyraźna struktura harmoniczna. Przeprowadzone symulacje z filtracją szeregów czasowych potwierdzają tezę, że regularność przebiegów cyklicznych cechuje raczej układy antypersystentne, powracające do wartości średnich. W układach wzmacniających trendy (persystentnych) wyraźna regularność występuje rzadko. Portrety fazowe uzyskane w wyniku filtracji Hodricka-Prescotta i Kalmana są najbliższe portretom fazowym cyklu granicznego, charakterystycznego dla układów oscylujących wokół pewnego stanu równowagi. Przeprowadzone badanie wskazuje, że ekonomiczne szeregi czasowe są cyklami nieokresowymi, tzn. nie mają ściśle określonej skali czasowej i długości. Zastosowanie procedury filtracji pozwala wyjawić okresową, regularną naturę ekonomicznych szeregów czasowych. Najbardziej efektywne wydaje się zastosowanie filtra Hodricka-Prescotta i filtra Kalmana. (abstrakt oryginalny)

EN

The article attempts to assess the impact of filtration of economic time series in order to draw up to phase portraits of their trend and cyclical components. In principle, all transformations of time series connected with their (i.e. transformations) analysis, forecasting, modelling, control and the like can be treated as filtration. Digital filters find their application, among others, in economics, for smoothing time series, removing undesirable seasonal variations, accidental, high or low frequency fluctuations and the like, and forecasting and the modelling of economic processes. Achieved results allow for formulating the opposite relation between the Hurst exponent and the appearance of dominating frequencies in all examined series: along with the height of the Hurst exponent (or with reduction of fractal dimension) a distinct harmonic structure fades out. Presented simulations with the filtration of time series confirm the thesis that the regularity of cyclical courses characterises rather antipersistent systems, and return to average values. In the systems amplifying trends (persistent systems) the distinct regularity rarely appears. Phase portraits obtained as a result of the Hodrick-Prescott filtration and that of Kalman are the closest for phase portraits of the limited cycle, characteristic of systems fluctuating around the certain steady-state. The conducted examination shows that economic time series are nonperiodic cycles, i.e. they do not have a closely determined temporary scale and length. Application of the procedure of filtration allows to reveal the periodic, regular nature of economic time series. The use of the Hodrick-Prescott filter and Kalman filter seems to be most effective. (original abstract)

11

Modele ekonometryczne a filtrami Kalmana

75%

Dziechciarz J.

Prace Naukowe Akademii Ekonomicznej we Wrocławiu

|

1993

|

nr nr 658 Statystyka i diagnostyka ekonomiczna

87-93

XX

Omówiono model filtrów Kalmana, będący jednym z modeli ekonometrycznych z losowymi parametrami strukturalnymi generowanymi w niestacjonarnym procesie stochastycznym.

EN

A class of econometris models with variable parameters generated in a nonstationary stochastic process is shown. In the model under consideration, the Kalman-Bucy filters are employed for coefficients estimation. Wide bibliographical reference covering both theoretical and empirical works on the topic is provided. (original abstract)

12

Euro area labour markets: Different reaction to shocks?

75%

Bruha J. , Pierluigi B. , Serafini R.

Journal of Banking and Financial Economics

|

2014

|

nr nr 2(2)

34-60

EN

A small labour market model for the six largest euro-area countries (Germany, France, Italy, Spain, the Netherlands and Belgium) is estimated in a state space framework. The model entails, in the long run, four driving forces: trend labour force, trend labour productivity, long-run inflation rate and trend hours worked. The short run dynamics is governed by a VAR model including six shocks. The state-space framework is convenient for the decomposition of endogenous variables in trends and cycles, for shock decomposition, for incorporating external judgment, and for running conditional projections. The forecast performance of the model is rather satisfactory. The model is used to carry out a policy experiment with the objective of investigating whether euro-area labour markets react differently to a reduction in labour costs. Results suggest that, following the 2008-2009 recession, moderate wage growth would significantly help delivering a more job-intense recovery. (original abstract)

13

Kalman Filters and Specification Errors of Hyper-Structure

75%

Grzesiak S.

Dynamic Econometric Models

|

2004

|

tom 6

75-81

EN

Summing up the discussion on specification errors it should be pointed out that such widespread methods as ad hoc specifications and sensitivity analysis are of little use for the estimation of an unknown hyper-structure with time-varying parameters. And that is exactly what is important for the improvement of the prognostic quality of the econometric model. It is also particularly significant for the economic interpretation of an estimated course of the parameter. The course of the estimated values of the parameter βt/t is definitely dependant on the choice of the covariance matrix Q. Moreover, if the influence of specification errors of the transition matrix F is considered, we can easily imagine that without a proper criterion of estimation, practically every "demanded" course of the parameter can be estimated according to the "proper" choice of a hyper-structure.(fragment of text)

14

Unscented and extended Kalman filters study for sensorless control of PM synchronous motors with load torque estimation

75%

Zawirski K. , Janiszewski D. , Muszynski R.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2013

|

tom Vol. 61, nr 4

793--801

EN

This paper describes a study and the experimental verification of sensorless control of permanent magnet synchronous motors using Kalman filters. There are proposed two structures, extended and unscented Kalman filters, which use only the measurement of the motor current for on-line estimation of speed, rotor position and load torque reconstruction. The Kalman filter is an optimal state estimator and is usually applied to a dynamic system that involves a random noise environment. These structures are described in detail, starting with the selection of the variables state vector, the filters structure, and ending with in-depth laboratory tests. It has become possible, without using position and torque sensors, to apply these control structures as a cost-effective solution. Experimental results confirm the validity of the proposed estimation techniques.

15

Stochastic Unit Roots Processes - Identification and Application

75%

Kwiatkowski J. , Osińska M.

Dynamic Econometric Models

|

2004

|

tom 6

221-229

EN

We analyzed a simple form of stochastic unit roots representation. The model belongs to the time-varying parameters class of models. We found that the state space form is most convenient for its formulation. Consequently we used the Kalman filter to estimate it. We found that some financial time series - represented here by WIG20 - are better characterized by the stochastic unit root model than by the exact unit root process. Finding of the stochastic unit roots in the economic time series extents our perception of real processes and shows the mechanism of their changes. It also gives a useful information of the limits of the standard unit roots tests.(fragment of text)

16

Metoda szacowania naturalnej stopy procentowej oparta na filtrze Kalmana

75%

Przybylska-Mazur A.

Prace Naukowe / Akademia Ekonomiczna w Katowicach

|

2008

|

tom Metody i zastosowania badań operacyjnych '07

243-264

XX

W opracowaniu przedstawiono jedną z metod szacowania naturalnej stopy procentowej bazującą na filtrze Kalmana. Na podstawie oszacowanej tą metodą naturalnej stopy procentowej zbadano prawidłowość kształtowania inflacji, która ma wpływ na podejmowanie odpowiednich decyzji związanych z realizacją polityki monetarnej - strategii bezpośredniego celu inflacyjnego, ponieważ warunkiem skutecznej polityki antyinflacyjnej jest utrzymywanie realnej stopy procentowej na poziomie wyższym niż stopa naturalna. Jeżeli inflacja systematycznie zmniejsza się, tzn., że ciągle istnieje luka dodatnia między realną stopą procentową a stopą naturalną. Jeżeli bank centralny utrzymuje dany poziom inflacji, uważając go za odpowiedni, to nie będzie zwiększał stopy procentowej. Można wówczas stwierdzić, że bank prowadzi politykę neutralną. Wówczas również luka między stopą procentową realną a stopą naturalną nie ulega zmianie. (fragment tekstu)

17

Measuring the Natural Rates of Interest in Germany and Italy

75%

Bystrov V.

Central European Journal of Economic Modelling and Econometrics (CEJEME)

|

2018

|

tom 10

|

nr nr 4

333-353

EN

In this paper a semi-structural econometric model is implemented in order to estimate the natural rates of interest in two large economies of the Euro Area: Germany an Italy. The estimates suggest that after the financial crisis of 2007-2008 a decrease of the growth rate of potential output and the corresponding natural rate of interest was greater in Italy than in Germany which could have had important implications for the effectiveness of a common monetary policy. Unlike in other studies, it is found that the monetary policy stance was less expansionary in Italy as compared to Germany for the whole after-crisis period. (original abstract)

18

Przestrzeń stanów i filtr Kalmana w teorii ubezpieczeń

75%

Jasiulewicz H.

Roczniki Kolegium Analiz Ekonomicznych / Szkoła Główna Handlowa

|

2013

|

nr nr 31 Zagadnienia aktuarialne : teoria i praktyka

101-116

XX

W pracy przedstawiono elastyczne narzędzie służące do wyznaczania optymalnych estymatorów i predyktorów, jakim jest filtr Kalmana. Skupiono się na klasycznym algorytmie Kalmana związanym z liniową przestrzenią stanów zakłócanych szumem gaussowskim. Następnie przedstawiono zastosowanie filtru Kalmana do optymalnego prognozowania przyszłych rezerw szkodowych. Podano przykład wskazujący zalety filtru Kalmana w porównaniu z tradycyjnymi technikami typu chain-ladder wyznaczania rezerw szkodowych. (abstrakt oryginalny)

EN

In the paper we give an exposition of a flexible tool serving to determine of optimal estimators and predictors, which the Kalman filter is. We focus the attention on the classical Kalman algorithm connected with a linear space of spaces disrupted by a gaussian noise. Next we present an application of Kalman filter to optimal forecasting of a future claims reserving. We give an example which points out the merit of Kalman filter in comparison with traditional technique of a type chain-ladder to determine of claims reserving.(original abstract)

19

Problem wygładzania w filtracji kalmanowskiej

75%

Grzesiak S.

Przegląd Statystyczny

|

1999

|

tom 46

|

nr z. 4

441-448

XX

W artykule [4] autor przedstawił wyprowadzenie systemu równań algorytmu filtru Kalmana oraz szereg innych rozważań w odniesieniu do zagadnień filtracji i prognozy. W prezentowanym artykule nawiązano do rozważań z cytowanej wyżej pracy uzupełniając przedstawione wyniki o problem wygładzania.

20

Use of integrated GPS and INS systems in aerial photogrammetry

63%

Poręba M.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2011

|

nr nr 5/3

79-87

XX

Artykuł w sposób syntetyczny ujmuje aktualny stan wiedzy w zakresie wykorzystania systemów GPS i INS w fotogrametrii lotniczej. Mimo że system inercyjny jest w pełni autonomiczny i nie wymaga żadnego wsparcia z zewnątrz, to jednak dokładność ustalenia pozycji ulega stopniowej degradacji w czasie. System GPS jest wykorzystywany, aby wesprzeć INS i przy użyciu filtru Kalmana pomóc w oszacowaniu błędów INS. Omówione zostały zarówno rodzaje błędów towarzyszące obu systemom, jak i przesłanki ich integracji. Ze względu na fakt, że stosowany podczas nalotu system GPS w dalszym ciągu wymaga zakładania osnowy polowej oraz projektowania bloków o odpowiednich pokryciach między zdjęciami, integracja systemów GPS/INS staje się kwestią bardzo aktualną. Wyjaśniono zatem podstawy integracji GPS/INS oraz mocne i słabe strony takiego rozwiązania. W podsumowaniu zawarto konkluzje dotyczące kierunków dalszej pracy nad zintegrowanym systemem oraz zarys stanu badań dotyczących georeferencji wprost zgłaszanych w literaturze światowej. (abstrakt oryginalny)

EN

A synthetic overview of the present state of knowledge regarding the use of GPS and INS systems in aerial photogrammetry is presented. Although, the inertial navigation can calculate the position of the aircraft without any help from outside world, a large number of error are introduced. Hence a GPS is used to aid the INS, using a Kalman filter which helps in estimating the errors in the INS and thus updating position to improved accuracy. The deficiencies inherent in both systems as well as the reasons for their integration are considered. Since the use of a GPS system during flight still requires the creation of a net of ground control points and the planning of blocks with sufficient overlap between images, GPS/INS system integration has become a topic of keen interest. For this purpose, the basics of GPS/INS integration and the advantages and disadvantages of this solution are explained. The summary presents conclusions about directions for further development of integrated systems and a brief discussion of the current state of studies on direct georeferencing published in international scientific literature. (original abstract)