Filtros de Kalman

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Uma abordagem didática da aplicação de filtros de kalman não lineares em uma planta de nível de três tanques interconectados / A didactic approach to the application of nonlinear kalman filters in a three interconnected tank level plant

Uma abordagem didática da aplicação de filtros de kalman não lineares em uma planta de nível de três tanques interconectados / A didactic approach to the application of nonlinear kalman filters in a three interconnected tank level plant

Este trabalho apresenta uma abordagem didática para aplicação dos filtros de Kalman não lineares EKF e UKF em um sistema de nível formado por três tanques interconectados. Devido aos desafios relacionados ao ensino da filtragem nos cursos de graduação em Engenharia Elétrica e Engenharia de Controle e Automação, demonstrações práticas da aplicação de tais técnicas permitem aos aprendizes assimilar melhor esse conteúdo que, apesar de muito relevante a esses cursos, é pouco abordado na graduação. É possível mostrar que os filtros podem ser aplicados a sistemas de simples construção, como o caso da planta didática de nível utilizada neste trabalho, confeccionada pelos próprios alunos de graduação. Por meio da planta em questão, é possível realizar um estudo multidisciplinar, envolvendo conceitos de identificação de sistemas multivariáveis e filtragem, tais como a experimentação do protótipo, estimação de estados por meio dos filtros e validação de modelos. Palavras-Chave: Filtros de Kalman. EKF. UKF. Identificação de Sistemas. Sistemas de Nível.
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POSICIONAMENTO EM AMBIENTES NÃO ESTRUTURADOS E TREINAMENTO DE REDES NEURAIS UTILIZANDO FILTROS DE KALMAN

POSICIONAMENTO EM AMBIENTES NÃO ESTRUTURADOS E TREINAMENTO DE REDES NEURAIS UTILIZANDO FILTROS DE KALMAN

Filtros de Kalman estão consagrados na literatura técnica, como uma das formas de prever novos estados em sistemas não-lineares, fornecendo uma solução recursiva para o problema da filtragem ideal linear. Após 56 anos de sua descoberta, muitas modificações e melhorias foram propostas, procurando obter uma maior precisão e velocidade na predição de novos estados. Algumas dessas mudanças são utilizadas neste trabalho; sendo elas o Filtro de Kalman Estendido (EKF), Unscented Kalman Filter (UKF) e Filtro de Kalman de Cubagem Esférica Radial (CKF).O objetivo deste trabalho, divido em três partes distintas, porém complementares: Implementação/Análise comparativa da predição dos Filtros de Kalman em sistemas complexos (Series), Análise qualitativa das possíveis utilizações das variantes do Filtro de Kalman para treinamento de Redes Neurais e Determinação de posição e velocidade de um objeto deslocado sobre um plano simulado. Possuindo essas análises papel fundamental na fomentação dos estudos citados na literatura científica durante o trabalho, e comprovando a possibilidade desses algoritmos/ métodos serem utilizados em tarefas de posicionamento em ambientes não estruturados.
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Filtros de Kalman robustos para sistemas dinâmicos singulares em tempo discreto

Filtros de Kalman robustos para sistemas dinâmicos singulares em tempo discreto

B578f Filtros de Kalman robustos para sistemas dinâmicos singulares em tempo discreto / Aline Fernanda Bianco ; orientador Marco Henrique Terra. Tese (Doutorado-Programa de Pós-Gra[r]

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Repositório Institucional UFC: Avaliação de um método de rastreamento de canal baseado em filtros de Kalman para beamtracking

Repositório Institucional UFC: Avaliação de um método de rastreamento de canal baseado em filtros de Kalman para beamtracking

Visando a projeção futura de uma grande demanda por transmissão de dados, provenientes das atuais aplicações de sistemas de teleinformática, estudos recentes apontam para os sistemas MIMO massivo, as tecnologias de formatação de feixes (do inglês beamforming) e a exploração do espectro não licenciado na faixa de ondas milimétricas (mmWaves, do inglês millimeter wave), como alicerces dos sistemas de comunicação móvel de 5 a geração (5G). A comunicação móvel de caraterísticas 5G é desafiadora devido ao curto comprimento das mmWaves, que sofrem muito com perdas de percurso, absorções atmosféricas e atenuações por bloqueios, e aos feixes estreitos gerados por grandes arranjos, que sofre com a iminência de desalinhamento devido à mobilidade do terminal móvel. O beamtracking é um conjunto processos periódicos fundamentais para garantir o alinhamento do feixes ao longo do tempo. Porém, é de grande importância que os algoritmos de beamtracking tenham baixa complexidade de treinamento, para não afetarem a taxa de transmissão efetiva do sistema, e de processamento, para que possam ser executados nas interfaces sem fios dos equipamentos dos usuários a fim de reduzir o número de feedbacks. Os filtros de Kalman (KFs, do inglês Kalman filter) podem proporcionar um poderoso framework de rastreamento de canais de baixa complexidade para aplicações em beamtracking. Neste trabalho, é realizado um estudo do uso de filtros de Kalman como algoritmo base de beamtracking para canais massivo-MIMO mmWave utilizando arranjos uniformes lineares e planares de antenas. São implementados três tipos de KFs: o EKF (do inglês, extended Kalman filter), o UKF (do inglês unscented Kalman filter) e o EnKF (do inglês ensemble Kalman filter), bem como sua versão determinística, o DEnKF (do inglês deterministic ensemble Kalman filter). Os algoritmos KFs são avilados em seis casos de estudo: em regimes de alta e baixa SNR, cenários com alta mobilidade do terminal móvel, canais com número variado de clusters e espalhadores, sistemas de alta dimensão que resultam de grandes arranjos, arquitetura beamforming limitada em níveis de quantização de fase, e erros heurísticos de predeterminação de parâmetros dos filtros. Uma análise qualitativa é realizada tomando como base algoritmos de mínimos quadrados. O procedi- mento de avaliação é realizado usando simulações computacionais.
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Attitude determination for low cost imu and processor board using the methods of triad, kalman filter and allan variance

Attitude determination for low cost imu and processor board using the methods of triad, kalman filter and allan variance

sensores MEMS e um processador de baixo custo Arduino One. Filtros de Kalman foram desenvolvidos para fundir os dados de acelerômetro, magnetômetro e giroscópio. Os dados do acelerômetro e magnetômetro foram processados com o método de TRIAD. As matrizes de covariância usadas no projeto dos filtros de Kalman foram obtidas pela análise de variância de Allan dos sensores. Um filtro de Kalman foi melhorado com uma modelagem de ruído do giroscópio que combina o ruído branco padrão com o random walk. Resultados experimentais mostram que esta mudança pode determinar resultados razoavelmente diferentes em relação aqueles do filtro de Kalman padrão.
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Filtros de partículas: o algoritmo resample- move

Filtros de partículas: o algoritmo resample- move

Uma grande variedade de filtros de Kalman tem sido desenvolvidas desde a formula¸c˜ao original de Rudolf E. Kalman. Em 1960, R. E. Kalman publicou um artigo descrevendo uma solu¸c˜ao recursiva para o problema da filtragem discreta para dados lineares. Por ser um estimador recursivo, somente o estado estimado no tempo anterior e a observa¸c˜ao no tempo atual s˜ao necess´arias para calcular a estimativa do estado atual. Uma introdu¸c˜ao ao filtro de Kalman discreto b´asico e algumas discuss˜oes podem ser encontradas em [6].

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Indirect Kalman Filter in Mobile Robot Application

Indirect Kalman Filter in Mobile Robot Application

383 and the equation of extend Kalman-Filter for “Time update” with the assumption the projection equation is not affected by the cross-correlation between system noise and measurement noise because of the whiteness property of each:

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Estruturas de sincronismo monofásica e trifásica baseadas no filtro de Kalman.

Estruturas de sincronismo monofásica e trifásica baseadas no filtro de Kalman.

Para se analisar o desempenho das estruturas propostas, estas são comparadas com outros métodos de sincronismo. Para o caso trifásico são realizadas comparações com o EPLL (Karimi-Ghartemani e Iravani, 2004), o NPSF (de Camargo e Pinheiro, 2006) e o PLL de eixos síncronos (Chung, 2000). Em (Karimi-Ghartemani e Iravani, 2004), é apresentada uma análise comparativa entre o EPLL e diversos métodos de sin- cronismo, tais como os métodos baseados em: filtro passa- baixas, filtro em espaço de vetores, filtro de Kalman esten- dido, mínimos-quadrados ponderado e PLL trifásico. De acordo com os autores, o EPLL apresenta o melhor desem- penho no cenário analisado entre os seis métodos analisados. O NPSF, proposto em (de Camargo e Pinheiro, 2006) é um
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Filtros acústicos em cristais fonônicos

Filtros acústicos em cristais fonônicos

Em resumo, neste cap´ıtulo descrevemos o espectro de transmiss˜ao para o fˆonon ac´ ustico que se propaga atrav´es de um cristal fonˆonico semicondutor peri´odico e quasiperi´odico (tipo Fibonacci) usando um modelo te´orico que vai al´em da aproxima¸c˜ao el´astica cont´ınua. Al´em disso, consideramos o arranjo ou empilhamento das estruturas semicondutoras hexagonal (wurtzite) e c´ ubica (zinc blende) para os materiais GaN e AlN. Nossos resultados s˜ao de car´ater promissor e abrem caminho adicional para a constru¸c˜ao de dispositivos fonˆonicos explorando as propriedades sugeridas pelos “band-gaps”fonˆ onicos, por exemplo, o potencial para projetar filtros de fˆonons para combina¸c˜oes adequadas dos n´ umeros de gera¸c˜ao das estruturas quasiperi´odicas de Fibonacci. Surpreendentemente descobrimos que os “band-gaps”fonˆonicos s˜ao bastante sens´ıveis a mudan¸ca no ˆangulo de incidˆencia, com uma diferen¸ca bastante interessante nos espectros de transmiss˜ao.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA METODOLOGIA PARA ESTIMAÇÃO DE

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA METODOLOGIA PARA ESTIMAÇÃO DE

Para aplicação de testes experimentais e validação dos métodos propostos, foi preciso conceber um módulo de bioinstrumentação. O módulo projetado é composto por quatro canais de eletromiografia, placa Arduino DUE e dispositivo de garra robótica controlado por servomecanismo, denominado de RAJG. O custo total para o desenvolvimento do módulo foi de R$ 1400 reais. No módulo de instrumentação, foram embarcadas as técnicas de filtragem e fusão sensorial, com filtro de Kalman, para estimação de movimento e o controlador GMV, para o controle de posição angular do sistema RAJG. Assim, foi desenvolvido um software supervisório, com interface visual, que permite acompanhar em tempo real a medição dos canais EMG, a filtragem com FK, a fusão sensorial, o movimento estimado, a medição do potenciômetro de realimentação do motor, os sinais de controle e o erro de rastreamento de posição. O software gera dois arquivos, o primeiro referente aos canais de medição EMG, filtragem, fusão e movimento estimado, o segundo referente à saída do potenciômetro, sinal de controle e erro de rastreamento. Os sinais foram registrados de voluntários saudáveis e de acordo com o protocolo experimental estabelecido.
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REDUÇÃO DE RUÍDO SPECKLE EM IMAGENS DE ULTRASSOM COM FILTRAGEM NÃO-LOCAL E DISTÂNCIAS ESTOCÁSTICAS

REDUÇÃO DE RUÍDO SPECKLE EM IMAGENS DE ULTRASSOM COM FILTRAGEM NÃO-LOCAL E DISTÂNCIAS ESTOCÁSTICAS

cia Euclidiana pela distância estocástica não altera esta complexidade. Note que a quantidade de operações para cálculo de qualquer das distâncias estocásticas é assintoticamente similar ao número de operações para cálculo da distância Euclidiana. Embora não alterem a complexidade de tempo, algumas distâncias estocásticas baseadas em funções especiais, como a função gama e digama, podem ter tempo médio de execução superior ao algoritmo original. Particularmente os filtros baseados nas distâncias triangular e de média-harmônica têm um tempo de execução muito superior aos filtros baseados em outras distâncias, visto que são baseados na função hipergeométrica de Gauss, muito custosa computacionalmente. Outra alteração no tempo mé- dio de execução se relaciona aos filtros baseados em distâncias estocásticas derivadas para a distribuição de Nakagami. Isto porque, embora as distâncias baseadas na distribuição de Naka- gami tenham forma fechada de cálculo, o estimador MLE para o parâmetro m da distribuição precisa ser calculado por métodos numéricos, como discutido na seção 2.2.1.3.
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Processamento e caracterização de filtros cerâmicos fibrosos.

Processamento e caracterização de filtros cerâmicos fibrosos.

A Fig. 2 apresenta micrografias obtidas por MEV (Figs. 2a-d) e análise química por EDX (Figs. 2e-f) do material fibroso como recebido (manta refratária com 96% de porosidade) e dos filtros fibrosos sinterizados por 60 min a 1200 ºC com diferentes porosidades. A Fig. 2a apresenta a micrografia do material fibroso como recebido, mostrando uma rede de fibras longas interconectadas, arranjadas aleatoriamente. O diâmetro da fibra está distribuído na faixa entre 1 µ e 100 µm, como mostrado em detalhe na Fig. 2a. Com a diminuição da porosidade, a superfície da amostra torna-se mais densa. Isto pode ser observado na amostra com 73% de porosidade na Fig. 2b. Em amostras com menores porosidades, estas diferenças morfológicas não são observadas com clareza (Figs. 2c-d).
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Aula11 Contaminacao Filtros reservatorios

Aula11 Contaminacao Filtros reservatorios

O volume de armazenamento mínimo do reservatório deve ser igual ou maior que três vezes a vazão da bomba que alimenta o. sistema;[r]

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Aula11b  Grau de contaminação Filtros

Aula11b Grau de contaminação Filtros

Indica a eficiência média de remoção de partículas..[r]

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Aplicação clínica de filtros leucocitários

Aplicação clínica de filtros leucocitários

tanto, deve ser enfatizado que o benefício da desleucotização não está definitivamente compro- vado na maioria das indicações clínicas sugeridas. A remoção de 75% a 90% de leucócitos parece reduzir significativamente a freqüência da reação transfusional febril não-hemolítica causada por transfusão de hemácias alogênicas em pacientes transfundidos repetidamente; entretanto, o uso de filtros leucocitários não tem sido totalmente eficaz em prevenir essas reações causadas por transfu- são de plaquetas alogênicas 5,6 . Por outro lado, a

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Filtros na rede: das relações entre discurso e tecnologia

Filtros na rede: das relações entre discurso e tecnologia

RESUMO: A fim de refletirmos sobre as condições de produção na contemporaneidade, propomos discussões e análises em torno do funcionamento dos recursos de personalização de conteúdos na Internet que impõem filtros aos usuários. Para isso, mobilizamos a teoria de Análise do Discurso de linha francesa, sobretudo a partir dos trabalhos de Michel Pêcheux. Delimitamos a observação do funcionamento de tais recursos no mecanismo de busca do Google, uma vez que ele representa uma das maiores corporações na Internet e detém a maior parte do mercado de buscas. A partir dessa delimitação, selecionamos o corpus de análise oriundo da política de privacidade do buscador, de definições dadas pela empresa sobre o funcionamento de tais recursos e de relatos sobre esse funcionamento postados por usuários e disseminados na rede. Acreditamos que a análise do funcionamento dessas técnicas nos dizem sobre as condições de produção do discurso na contemporaneidade, bem como das materialidades discursivas que lhes são peculiares, compreendendo que é pela influência materialista que se chega, na Análise do Discurso, a noção de materialidade discursiva. Temos, dessa forma, contemplada uma discussão sobre história, sujeito e língua que fundamenta o funcionamento da ideologia. Ainda nesse ínterim, propomos pensar o discurso ressaltando o que concerne à memória, bem como as questões que decorrem ao considerarmos seu funcionamento perpassado pelas Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC’s), o que nos move a refletir sobre o discurso eletrônico e a memória metálica. Tudo isso nos mostra os efeitos discursivos dos filtros que giram em torno do controle na rede, característica que tem marcado as relações de poder no cenário atual.
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Filtros de solo, laterita e calcário para remoção de arsênio em águas de drenagem ácida

Filtros de solo, laterita e calcário para remoção de arsênio em águas de drenagem ácida

As soluções ácidas foram produzidas pela percolação de água destilada em fragmentos de um filito negro acinzentado contendo cerca de 3.% de sulfetos, principalmente, pirita e arsenopirita (Silva et al., 2004). Este material foi obtido da área de mineralização de ouro referida anteriormente As soluções assim produzidas foram ainda acidificadas artificialmente com HCl concentrado, de modo a se obter valores de pH entre 1,2 e 2,2. Essa acidificação artificial foi realizada a partir da terceira filtração, de modo a evitar a precipitação dos óxidos antes da entrada das soluções ácidas nos filtros. A concentração de As nas soluções ácidas foi de, aproximadamente, 58 mg.L -1 , o que corresponde a 10 % da capacidade máxima de adsorção de As (CMA-As) do SOLO. O valor da CMA-As deste solo foi de 1,7 mg.g -1 , obtido pela linearização das regiões II+III da isoterma de Langmuir (Alvarez et al., 2001).
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