清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Comparison of Constrained Unscented and Cubature Kalman Filters for Nonlinear System Parameter Identification

卡尔曼滤波器 状态向量 稳健性(进化) 非线性系统 计算机科学 协方差 扩展卡尔曼滤波器 控制理论(社会学) 集合卡尔曼滤波器 无味变换 算法 不变扩展卡尔曼滤波器 数学 统计 人工智能 物理 控制(管理) 量子力学 生物化学 化学 经典力学 基因
作者
Jixing Cao,Ser Tong Quek,Haibei Xiong,Zhenyu Yang
出处
期刊:Journal of Engineering Mechanics-asce [American Society of Civil Engineers]
卷期号:149 (11) 被引量:29
标识
DOI:10.1061/jenmdt.emeng-7091
摘要

Accurate and efficient parameter identification along with uncertainty quantification in nonlinear systems is crucial for enabling practical and reliable structural health monitoring and digital twinning. This paper presents a novel procedure for estimating parameters that combines Bayesian filters and truncated probability density functions (PDFs). To simplify the state-space equations, only model parameters are incorporated in the state equations, whereas the measurement equations are implicitly considered in the state vector of displacement and velocity. This simplification enables the unified implementation of three different types of Bayesian filters: the unscented Kalman filter, third-degree cubature Kalman filter, and fifth-degree cubature Kalman filter. Consequently, it facilitates the seamless integration of complex numerical models into the parameter identification procedure. To improve the robustness of the proposed method, the truncated PDF is employed to enforce constraints that prevent the covariance matrix from becoming singular. The applicability and accuracy of the proposed method were evaluated using a 10-story numerical example and a 12-story shake-table model. Based on the selected parameters for tuning, the estimated results are consistent with both the simulated and experimental data, demonstrating that the Bayesian filters can estimate parameters and quantify their uncertainties. Comparison of the estimation accuracy, computational cost, and efficiency index among the three types of Bayesian filters reveals that the fifth-degree cubature Kalman filter has the highest accuracy. When dealing with less complex structural models, the unscented Kalman filter demonstrates superior efficiency. These findings are useful for finite-element model updating and assessment of structural performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
慕青应助MSl采纳,获得10
2秒前
胖小羊完成签到 ,获得积分10
7秒前
22秒前
40秒前
柒柒球完成签到 ,获得积分10
44秒前
allrubbish完成签到,获得积分10
45秒前
哈扎尔发布了新的文献求助10
46秒前
55秒前
58秒前
mmmmmmgm完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
苹果完成签到 ,获得积分10
2分钟前
刘玲完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
儒雅的山河完成签到 ,获得积分10
2分钟前
两个榴莲完成签到,获得积分0
2分钟前
jerry完成签到 ,获得积分10
2分钟前
通科研完成签到 ,获得积分0
3分钟前
3分钟前
3分钟前
MSl发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
MSl完成签到,获得积分10
3分钟前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
李健应助无风采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
时光翩然轻擦完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
Akim应助时光翩然轻擦采纳,获得10
5分钟前
5分钟前
袁青寒发布了新的文献求助10
5分钟前
激动的似狮完成签到,获得积分10
5分钟前
6分钟前
6分钟前
耕牛热完成签到,获得积分10
6分钟前
郑琦敏钰完成签到 ,获得积分10
6分钟前
6分钟前
6分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
Determination of the boron concentration in diamond using optical spectroscopy 600
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
台灣螢火蟲 500
Founding Fathers The Shaping of America 500
A new house rat (Mammalia: Rodentia: Muridae) from the Andaman and Nicobar Islands 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4541217
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3974881
关于积分的说明 12310977
捐赠科研通 3642163
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2005731
邀请新用户注册赠送积分活动 1041137
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 930365