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update_kalmanT_update_kalmanUpdateKalmanUpdateKalmanupdate_kalman (Operator)

Name

update_kalmanT_update_kalmanUpdateKalmanUpdateKalmanupdate_kalman — Einlesen einer Updatedatei eines Kalman-Filters.

Warnung

update_kalmanupdate_kalmanUpdateKalmanUpdateKalmanUpdateKalmanupdate_kalman ist veraltet und wird nur aus Gründen der Rückwärtskompatibilität zur Verfügung gestellt.

Signatur

update_kalman( : : FileName, DimensionIn, ModelIn, MeasurementIn : DimensionOut, ModelOut, MeasurementOut)

Herror T_update_kalman(const Htuple FileName, const Htuple DimensionIn, const Htuple ModelIn, const Htuple MeasurementIn, Htuple* DimensionOut, Htuple* ModelOut, Htuple* MeasurementOut)

void UpdateKalman(const HTuple& FileName, const HTuple& DimensionIn, const HTuple& ModelIn, const HTuple& MeasurementIn, HTuple* DimensionOut, HTuple* ModelOut, HTuple* MeasurementOut)

static HTuple HMisc::UpdateKalman(const HString& FileName, const HTuple& DimensionIn, const HTuple& ModelIn, const HTuple& MeasurementIn, HTuple* ModelOut, HTuple* MeasurementOut)

static HTuple HMisc::UpdateKalman(const char* FileName, const HTuple& DimensionIn, const HTuple& ModelIn, const HTuple& MeasurementIn, HTuple* ModelOut, HTuple* MeasurementOut)

static HTuple HMisc::UpdateKalman(const wchar_t* FileName, const HTuple& DimensionIn, const HTuple& ModelIn, const HTuple& MeasurementIn, HTuple* ModelOut, HTuple* MeasurementOut)   (Nur Windows)

static void HOperatorSet.UpdateKalman(HTuple fileName, HTuple dimensionIn, HTuple modelIn, HTuple measurementIn, out HTuple dimensionOut, out HTuple modelOut, out HTuple measurementOut)

static HTuple HMisc.UpdateKalman(string fileName, HTuple dimensionIn, HTuple modelIn, HTuple measurementIn, out HTuple modelOut, out HTuple measurementOut)

def update_kalman(file_name: str, dimension_in: Sequence[int], model_in: Sequence[float], measurement_in: Sequence[float]) -> Tuple[Sequence[int], Sequence[float], Sequence[float]]

Beschreibung

update_kalmanupdate_kalmanUpdateKalmanUpdateKalmanUpdateKalmanupdate_kalman liest die Updatedatei FileNameFileNameFileNameFileNamefileNamefile_name eines Kalman-Filters. Kalman-Filter liefern eine Schätzung des aktuellen Zustands (oder auch eine Prädiktion des künftigen Zustandes) eines diskreten, stochastisch gestörten, linearen Systems.

Eine Kalman-Filterung stützt sich dabei auf ein mathematisches Modell des zu untersuchenden Systems, das zu jedem Zeitpunkt durch folgende Größen charakterisiert wird:

Modellparameter:

Übergangsmatrix , Steuermatrix mit der Stellgröße und Messmatrix

Modellstochastik:

Systemfehler-Kovarianzmatrix , Systemfehler-Messfehler-Kovarianzmatrix und Messfehler-Kovarianzmatrix

Messvektor:

Systemvergangenheit:

Extrapolationsvektor und Extrapolationsfehler-Kovarianzmatrix

Viele Systeme kommen dabei ohne Eingaben „von außen“ und damit ohne und aus. Außerdem sind im Normalfall System- und Messfehler unkorreliert ( entfällt). Einige der oben genannten Größen können sich dynamisch (von Iteration zu Iteration) ändern. update_kalmanupdate_kalmanUpdateKalmanUpdateKalmanUpdateKalmanupdate_kalman dient zur Modifikation von Systemteilen gemäß einer Updatedatei (ASCII) mit folgendem Aufbau (vgl. auch read_kalmanread_kalmanReadKalmanReadKalmanReadKalmanread_kalman):

Dimensionszeile + content row + matrix A + matrix C + matrix Q [ + matrix G + vector u ] [ + matrix L ] + matrix R [ + matrix P0 ] [ + vector x0 ]

Die Dimensionszeile hat dabei die Form n = <integer> m = <integer> p = <integer> wobei n die Anzahl der Zustandsvariablen, m die Anzahl der Messwerte und p die Anzahl der Stellglieder ist (siehe Parameter DimensionInDimensionInDimensionInDimensionIndimensionIndimension_in / DimensionOutDimensionOutDimensionOutDimensionOutdimensionOutdimension_out). Die maximale Dimension wird dabei durch eine Systemkonstante (derzeit 30) begrenzt. Da hier an einem gültigen Modell Veränderungen vorgenommen werden sollen, sind die Dimensionen n und m unveränderbar (und werden nur zu Kontrollzwecken angegeben). Die Inhaltszeile ist von der Form A*C*Q*G*u*L*R* und beschreibt den weiteren Inhalt der Datei. Statt ist dabei '+' (Parameter ist vorhanden) bzw. '-' (Parameter fehlt) einzusetzen. Im Gegensatz zu Beschreibungsdateien für read_kalmanread_kalmanReadKalmanReadKalmanReadKalmanread_kalman muss die Systembeschreibung hier nicht vollständig sein. Anzugeben sind nur die sich ändernden Systemteile. Die Angabe von Schätzwerten entfällt, da diese gemäß Konstruktion des Filters von der jeweils letzten Filterung stammen müssen. Matrizen werden in der Form zeilenweise (mit beliebigen Zwischenräumen/Zeilenvorschüben) abgespeichert, Vektoren entsprechend in der Form Verändert werden von read_kalmanread_kalmanReadKalmanReadKalmanReadKalmanread_kalman folgende Parameterwerte:

DimensionInDimensionInDimensionInDimensionIndimensionIndimension_in / DimensionOutDimensionOutDimensionOutDimensionOutdimensionOutdimension_out:

Diese Parameter enthalten die Dimensionen von Status-, Mess- und Stellvektor und sind daher Vektoren , wobei die Anzahl der Zustandsvariablen, die Anzahl der Messwerte und die Anzahl der Stellglieder ist. und sind für ein gegebenes System fest, dürfen also in der Updatedatei nicht von den entsprechenden Eingabewerten abweichen. Für ein System ohne deterministische Steuerung (d.h. ohne Einfluss „von außen“) ist = 0.

ModelInModelInModelInModelInmodelInmodel_in / ModelOutModelOutModelOutModelOutmodelOutmodel_out:

Diese Parameter enthalten hintereinandergehängt die zeilenweise linearisierten Matrizen (Vektoren) und (gegebenenfalls) . ModelInModelInModelInModelInmodelInmodel_in / ModelOutModelOutModelOutModelOutmodelOutmodel_out sind also Vektoren der Länge Der letzte Summand entfällt, falls System- und Messfehler unkorreliert sind, d.h. kein angegeben wurde.

MeasurementInMeasurementInMeasurementInMeasurementInmeasurementInmeasurement_in / MeasurementOutMeasurementOutMeasurementOutMeasurementOutmeasurementOutmeasurement_out:

Diese Parameter enthalten die zeilenweise linearisierte Matrix , sind also Vektoren der Dimension .

Ausführungsinformationen

Parameter

FileNameFileNameFileNameFileNamefileNamefile_name (input_control)  filename.read → HTuplestrHTupleHtuple (string) (string) (HString) (char*)

Updatedatei für einen Kalman-Filter.

Defaultwert: 'kalman.updt' "kalman.updt" "kalman.updt" "kalman.updt" "kalman.updt" "kalman.updt"

DimensionInDimensionInDimensionInDimensionIndimensionIndimension_in (input_control)  integer-array → HTupleSequence[int]HTupleHtuple (integer) (int / long) (Hlong) (Hlong)

Die Dimensionen von Status-, Mess- und Stellvektor.

Defaultwert: [3,1,0]

Typischer Wertebereich: 0 ≤ DimensionIn DimensionIn DimensionIn DimensionIn dimensionIn dimension_in ≤ 30

ModelInModelInModelInModelInmodelInmodel_in (input_control)  real-array → HTupleSequence[float]HTupleHtuple (real) (double) (double) (double)

Hintereinandergehängt die zeilenweise linearisierten Matrizen A,C,Q, eventuell G und u und gegebenenfalls L.

Defaultwert: [1.0,1.0,0.5,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]

Typischer Wertebereich: 0.0 ≤ ModelIn ModelIn ModelIn ModelIn modelIn model_in ≤ 10000.0

MeasurementInMeasurementInMeasurementInMeasurementInmeasurementInmeasurement_in (input_control)  real-array → HTupleSequence[float]HTupleHtuple (real) (double) (double) (double)

Die zeilenweise linearisierte Matrix R.

Defaultwert: [1,2]

Typischer Wertebereich: 0.0 ≤ MeasurementIn MeasurementIn MeasurementIn MeasurementIn measurementIn measurement_in ≤ 10000.0

DimensionOutDimensionOutDimensionOutDimensionOutdimensionOutdimension_out (output_control)  integer-array → HTupleSequence[int]HTupleHtuple (integer) (int / long) (Hlong) (Hlong)

Die Dimensionen von Status-, Mess- und Stellvektor.

ModelOutModelOutModelOutModelOutmodelOutmodel_out (output_control)  real-array → HTupleSequence[float]HTupleHtuple (real) (double) (double) (double)

Hintereinandergehängt die zeilenweise linearisierten Matrizen A,C,Q, eventuell G und u und gegebenenfalls L.

MeasurementOutMeasurementOutMeasurementOutMeasurementOutmeasurementOutmeasurement_out (output_control)  real-array → HTupleSequence[float]HTupleHtuple (real) (double) (double) (double)

Die zeilenweise linearisierte Matrix R.

Beispiel (HDevelop)

* The following values are describing the system
*
* DimensionIn   = [3,1,0]
* ModelIn       = [1.0,1.0,0.5,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,
*                       54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]
* MeasurementIn = [1,2]
*
* An example of the Updatefile:
*
* n=3 m=1 p=0
* A+C-Q-G-u-L-R-
* transitions at time t=15:
* 2 1 1
* 0 2 2
* 0 0 2
*
* the results of update_kalman:
*
* DimensionOut   = [3,1,0]
* ModelOut       = [2.0,1.0,1.0,0.0,2.0,2.0,0.0,0.0,2.0,1.0,0.0,0.0,
*                        54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]
* MeasurementOut = [1.2]

Beispiel (C)

/* The following values are describing the system                      */
/*                                                                     */
/*DimensionIn   = [3,1,0]                                              */
/*ModelIn       = [1.0,1.0,0.5,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,    */
/*                      54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]  */
/*MeasurementIn = [1,2]                                                */
/*                                                                     */
/*An example of the Updatefile:                                        */
/*                                                                     */
/*n=3 m=1 p=0                                                          */
/*A+C-Q-G-u-L-R-                                                       */
/*transitions at time t=15:                                            */
/*2 1 1                                                                */
/*0 2 2                                                                */
/*0 0 2                                                                */
/*                                                                     */
/*the results of update_kalman:                                        */
/*                                                                     */
/*DimensionOut   = [3,1,0]                                             */
/*ModelOut       = [2.0,1.0,1.0,0.0,2.0,2.0,0.0,0.0,2.0,1.0,0.0,0.0,   */
/*                       54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7] */
/*MeasurementOut = [1.2]                                               */

Beispiel (HDevelop)

* The following values are describing the system
*
* DimensionIn   = [3,1,0]
* ModelIn       = [1.0,1.0,0.5,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,
*                       54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]
* MeasurementIn = [1,2]
*
* An example of the Updatefile:
*
* n=3 m=1 p=0
* A+C-Q-G-u-L-R-
* transitions at time t=15:
* 2 1 1
* 0 2 2
* 0 0 2
*
* the results of update_kalman:
*
* DimensionOut   = [3,1,0]
* ModelOut       = [2.0,1.0,1.0,0.0,2.0,2.0,0.0,0.0,2.0,1.0,0.0,0.0,
*                        54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]
* MeasurementOut = [1.2]

Beispiel (HDevelop)

* The following values are describing the system
*
* DimensionIn   = [3,1,0]
* ModelIn       = [1.0,1.0,0.5,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,
*                       54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]
* MeasurementIn = [1,2]
*
* An example of the Updatefile:
*
* n=3 m=1 p=0
* A+C-Q-G-u-L-R-
* transitions at time t=15:
* 2 1 1
* 0 2 2
* 0 0 2
*
* the results of update_kalman:
*
* DimensionOut   = [3,1,0]
* ModelOut       = [2.0,1.0,1.0,0.0,2.0,2.0,0.0,0.0,2.0,1.0,0.0,0.0,
*                        54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]
* MeasurementOut = [1.2]

Beispiel (HDevelop)

* The following values are describing the system
*
* DimensionIn   = [3,1,0]
* ModelIn       = [1.0,1.0,0.5,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,1.0,1.0,0.0,0.0,
*                       54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]
* MeasurementIn = [1,2]
*
* An example of the Updatefile:
*
* n=3 m=1 p=0
* A+C-Q-G-u-L-R-
* transitions at time t=15:
* 2 1 1
* 0 2 2
* 0 0 2
*
* the results of update_kalman:
*
* DimensionOut   = [3,1,0]
* ModelOut       = [2.0,1.0,1.0,0.0,2.0,2.0,0.0,0.0,2.0,1.0,0.0,0.0,
*                        54.3,37.9,48.0,37.9,34.3,42.5,48.0,42.5,43.7]
* MeasurementOut = [1.2]

Ergebnis

Ist die Updatedatei lesbar und korrekt, liefert update_kalmanupdate_kalmanUpdateKalmanUpdateKalmanUpdateKalmanupdate_kalman den Wert 2 (H_MSG_TRUE). Andernfalls wird eine Fehlerbehandlung durchgeführt.

Nachfolger

filter_kalmanfilter_kalmanFilterKalmanFilterKalmanFilterKalmanfilter_kalman

Siehe auch

read_kalmanread_kalmanReadKalmanReadKalmanReadKalmanread_kalman, filter_kalmanfilter_kalmanFilterKalmanFilterKalmanFilterKalmanfilter_kalman

Modul

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