Estimación de fuerza de entrada a un sistema mecánico (1): planteamiento del problema y filtro de Kalman estacionario

Antonio Sala, UPV

Dificultad: *** ,       Relevancia: ,      Duración: 10:32

Resumen:

Este vídeo plantea un sistema masa-muelle-amortiguador modelado como $G(s)=2∕(s^2+s+5)$, y discretizado a $T_s=0.04$ s con retenedor de orden cero. Existe una fuerza de entrada conocida $u$, y otra fuerza desconocida $w$ (ruido de proceso) que se desea estimar, dado un sensor con ruido de medida.

El vídeo plantea la inutilidad de estimar la fuerza resultante mediante la segunda derivada numérica de la medida, debido al ruido. Por ello, plantea un modelo de orden 3 para sintetizar un filtro de Kalman estacionario. En concreto, el polo adicional se introduce porque se hace la suposición de que la señal $w$ tiene un ancho de banda de 0.4 rad/s... realmente no es así (es un tren de escalones), pero el filtro de Kalman necesita suponer que las perturbaciones son ruido con distribución normal.

Se usa el comando kalman para sintetizar el filtro estacionario y se analiza su respuesta en frecuencia. El análisis de respuesta temporal se aborda en el vídeo [estfml2] continuación de este.

Colección completa [VER]:

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