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第十章：最优线性预测与滤波的基本方法（5）: 最优线性预测与滤波的基本方程 12.1 维纳滤波 12.2 卡尔曼滤波问题的提法 12.3 离散系统卡尔曼最优预测基本方程的推导 12.4 离散系统卡尔曼最优滤波基本方程的推导 12.5 连续系统卡尔曼滤波基本方程的推导 12.6 系统噪声与观测噪声相关的卡尔曼滤波 12.7 具有输入信号的卡尔曼滤波 12.8 有色噪声情况下的卡尔曼滤波 12.9 滤波的稳定性概念和滤波的发散问题 12.10 卡尔曼滤波应用实例在四十年代初，维纳提出最优线性滤波，称为维纳滤波。这是在信号和干扰都表示为有理谱密度的情况下，找出最优滤波器，使得实际输出与希望输出之间的均方误差最小。维纳滤波问题的关键是导出维纳-霍夫方程，解这一积分方程可得最优滤波器的脉冲过渡函数，从脉冲过渡函数可得滤波器的传递函数。通常，解维纳-霍夫积分方程是很困难的，即使对少数情况能得到解析解，但在工程上往往难以实现。特别对于非平稳过程，维纳滤波问题变得更为复杂。在1960年左右，卡尔曼提出了在数学结构上比较简单的最优线性滤波方法，实质上这是一种数据处理方法。维纳滤波属于整段滤波，即把整个一段时间内所获得的测量数据存储起来，然后同时处理全部数据，估计出系统状态。卡尔曼滤波是递推滤波，由递推方程随时间给出新的状态估计。因此对计算机来说，卡尔曼滤波的计算量和存储量大为减少，从而比较容易满足实时计算的要求。因而卡尔曼滤波在工程实践中迅速得到广泛应用。

2013/10/22
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强力抓手 – 开发新抓手系统的研发项目-费斯托（中国）有限公司: 模仿鸟类抓取强力抓手模仿鸟嘴的复杂运动。此运动的技术原则被称作瓦特链。强力抓手项目的开发者把仿生学的这一原理用 Festo 的 DMSP-5 F 流体肌肉技术加以实现，并将其与金属激光熔融工艺相结合。优化的力重比利用瓦特连杆，可在高度紧凑的安装空间内实现相对大的开模行程。通过采用轻量化结构，使用很轻的气动肌肉及钛合金 (Ti6Al-4V) 作为基本元件的材料，“强力抓手”获得了力和重量之间的良好比例。通过衍生制造的独特定形抓手内外部的轻量化结构是根据元件上的力流方向设计的，并且在这种形状下只能通过激光熔融工艺制成。激光束在 3D CAD 数据引导下将金属粉一层一层地熔化。这就为定形提供了独特的设计可能性，并可进行复杂产品的个性化 3D 印刷。无需耗能的握持和高能效的抓取只有抓取和放下时才需消耗极小的能量。这是通过一种 Fin Ray Effect®（鳍条效应）结构来完成的，这种结构能模仿鱼的尾鳍。当施加作用力时，直的平面结构转换成弯曲平面。这时有效的附着膜的接触面越来越小，将被抓取物轻缓地放下。当放下被抓取部件时，抓手内的推-推机制自动移动自适应结构，而不必使用其它驱动器或进行其它控制。

2013/10/21
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XB5R无线免电池按钮－应用案例: 手机、笔记本几乎人人普及，并且无线技术不断透过创新途径进入新市场，施耐德电气的HarmonyXB5R无线免电池按钮，正引领着无线技术进军工业自动化市场。

2013/10/17
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Altera公司低成本FPGA套件现在发售: Altera公司(NASDAQ: ALTR)是可编程逻辑解决方案的倡导者，帮助系统和半导体公司快速高效地实现创新，突出产品优势，赢得市场竞争。Altera的FPGA、SoC FPGA、CPLD和HardCopy® ASIC结合软件工具、知识产权、嵌入式处理器和客户支持，为全世界13,000多名客户提供非常有价值的可编程解决方案。

2013/10/17
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使用Altera视频和图像处理工作台轻松开发: 视频和图像处理设计人员(VIP)面临的挑战包括怎样提高图像格式转换质量、卸载DSP负荷，降低系统成本，以及产品及时面市等。Altera视频图像处理工作台是迅速解决这些挑战的理想方案。在此次技术VIP研讨会上，您将通过现场演示了解Altera的VIP工作台和VIP设计方法。Altera公司(NASDAQ: ALTR)是可编程逻辑解决方案的倡导者，帮助系统和半导体公司快速高效地实现创新，突出产品优势，赢得市场竞争。Altera的FPGA、SoC FPGA、CPLD和HardCopy® ASIC结合软件工具、知识产权、嵌入式处理器和客户支持，为全世界13,000多名客户提供非常有价值的可编程解决方案。Altera成立于1983年，2010年年度收益达到19.5亿美元。Altera总部位于加州圣何塞，拥有分布在19个国家的2,600多名员工。面向电子设计的未来发展，Altera® 可编程解决方案促进了产品的及时面市，相对于高成本、高风险的ASIC开发以及不灵活的ASSP和数字信号处理器具有明显的优势。与以前的可编程逻辑产品相比，Altera为更广阔的市场带来了更大的价值。通过与代工线合作伙伴台积电(TSMC)等业界一流的技术供应商保持长期稳固的合作关系，Altera确保了为客户及时交付高质量产品。采用来自业界最好的EDA供应商的工具，Altera进一步增强了自己的布局布线设计软件。在世界级分销网络的帮助下，Altera为全球客户提供服务。采用这一非常成功的商业模式，Altera能够将精力集中在核心能力上：开发并实现前沿的可编程技术，为客户提供最大价值。

2013/10/17
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WaveHandling 一站式运输和分拣: WaveHandling 一站式运输和分拣气动传送带可有针对性地运输并同时分拣物料。在运输过程中，用多种波纹管式模块构成一定的表面形状，通过波浪式运动针对目标传送物。模块化传送带：可立即投入使用，并可随意排布各模块可随意插接并能够自行配置。由此，可快速投入使用系统，无需针对不同的排布进行编程。由于集成了分拣功能，从而无需额外的搬运单元。分散式智能化：面向未来工厂的全新方案费斯托以其 WaveHandling 在今天就展示了如何在未来由各模块自行完成对系统的配置

2013/10/15
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霍尼韦尔盛装出席2013中国国际造纸科技展览会: 9月23—25日，“2013中国国际造纸科技展览会及会议”在农业展览馆新馆举办，霍尼韦尔盛装参展。展会开幕当天，霍尼韦尔在北京召开了媒体群访会。多家行业媒体应邀出席。霍尼韦尔过程控制部（亚太地区）制浆、造纸和连续片状解决方案业务总监弗德克•韦斯特贝里先生，霍尼韦尔过程控制部（芬兰）制浆和造纸自动化项目总监亚莫•克森先生，霍尼韦尔过程控制部制浆、造纸和印刷市场销售经理陈岩先生，霍尼韦尔过程控制部制浆和造纸自动化应用咨询顾问陆志强先生，出席了媒体群访会并回答了记者提问。记者们围绕老旧系统升级改造，污水处理，节能降耗，QCS系统和PKS系统关系，MES系统，浆线生产范围，本土化等问题纷纷发问，整场群访会互动交流不断，气氛非常活跃。霍尼韦尔在此次展览会上展出了具有代表性的制浆造纸核心技术。现场展出了PKS系统在浆线上的应用- Experion PKS平台；MES执行制造系统；涂料制备系统；以及三套新的传感器。霍尼韦尔制浆造纸行业的MES系统主要针对制浆和造纸过程，对纸张生产全过程进行跟踪监督，提供全程化业务管理。 Experion平台是霍尼韦尔Experion过程知识系统（PKS）的基础，它采集、综合、分享来自企业内的各种过程和经营知识，提供恰当的行动指南，帮助用户摆脱问题，提高经营业绩。各个造纸企业对涂料制备有较高的要求，霍尼韦尔推出的配方管理系统正好满足企业的需求，为用户提供了一套简单、易懂的操作控制平台。制备多种涂料的同时可以提高生产效率，降低劳动强度，保证涂料的质量和稳定性。霍尼韦尔展出了最新的基于相机技术的三套传感器，可放于扫描架上扫描测量，目前这种技术霍尼韦尔独此一家。现场只展出了霍尼韦尔一部分产品，针对制浆造纸自动化业务，霍尼韦尔提供通用技术解决方案，凭借优秀的系统帮助企业提高效益，降低能耗，为用户带来实实在在的利益。

2013/10/14
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ExoHand – 人与技术的合作: 人机互动的新范畴 Festo 的 ExoHand（仿生手）是一种可像手套一样配戴的外骨骼。通过这一仿生系统，不仅手指可以主动活动，还可以增强手指的力度，收集手的所有动作，并将所有信息实时传输至仿生手上。该设备旨在提高人手的力量和耐力，拓展人类的行动空间，并确保他们即使年事已高也能独立生活。 ExoHand 从组装到医学治疗在单调而艰苦的装配作业以及危险环境中的远程操纵过程中佩戴 ExoHand 可获得力度支持：通过力反馈系统，操作人员可以感觉到仿生手抓到的东西。这样，操作人员便可在一个安全距离内感觉到物体，并无需亲自接触便可移动物体。由于其气动部件的可弯曲性，ExoHand 还在服务型机器人方面具有潜力。在中风病人的康复过程中，它现已被用作主动式仿生手。强有力的手，敏感的手指外骨骼（仿生手）从外部为人手提供支持，同时模仿人手的生理自由度。仿生手由八个双作用气动驱动器驱动，使手指张开和握紧。为此，CoDeSys 兼容控制系统执行非线性调节算法，实现每个指关节的精确运动。同时，通过传感器收集手指的力度、角度和位置等信息。

2013/10/14
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CogniGame_用意念控制游戏: CogniGame_用意念控制游戏!从拨号盘发展到按键电话，直至带触摸屏的智能电话——电子设备的操作越来越简单，也越发地用户友好。您可告诉手机它该呼叫哪一位，告诉车内导航系统该往哪儿开，您还可以用声音打开电视机或用手势调暗起居室中的灯光。今天，触摸、感觉、语言或者肢体动作已成为设备操控中密不可分的组成部分。然而，这一切还不够。实现思维控制的软件解决方案在费斯托开发的“CogniGame”游戏中，借助思维进行控制成为可能。CogniGame对1970年代一款著名的视频游戏做出了全新的诠释。不同的是，现在是在真实的游戏场对抗：需要两个玩家、一个球和两根直线轴。直线轴移动球拍，在挡住球的同时将球击回。此时，一个玩家使用操纵杆移动他的球拍，另一个借助脑机接口（BCI）单纯靠意念力控制直线轴。 “和脑电描记术一样，脑机接口通过安在头上的电极测量头部表面的电压波动。”项目经理纳蒂内•凯尔歇（Nadine Kärcher）女士解释说，“借助由费斯托开发的软件 CogniWare，可通过脑机接口在大脑和硬件之间建立一种连接，此时用户不需使用语言或输入设备就能操作。来自脑机接口的信号通过软件处理后向硬件——也就是球拍，发出指令。”通过测量所谓的μ节奏，实现脑机接口的操作。μ节奏是脑电波的图型显示，它产生于运动感知皮层中。当人们运动自己的肢体或只是纯粹想象自己在运动，就会出现μ节奏。要使直线轴向左移动，只需想象左手的移动就足够了。CPX/MPA 阀岛实现了两条直线轴的精确控制。更快、更直接、更简单作为下一代人机交互界面，脑机接口在工业领域中的应用是可想而知的。由于人机互动的重要性在生产中日益增加，费斯托的仿生学习网络因此通过CogniGame游戏演示了这一全新的操控方案。尽管设备设计的复杂性不断增加，用户和硬件之间的接口却必须越来越简单。在生产领域中蕴藏着对新操控方案的需求，使用这种方案，人类能更快、更直接且更简单地与技术进行交流：从操纵杆解决方案到语音输入，乃至未来也许能通过思维控制生产过程。

2013/10/14
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2013 OPT专场机器视觉光源巡回研讨会（下）---案例精讲、光源选型！: OPT2013年度巡回研讨会上海站于2013年9月13日13:30-17:30在上海远洋宾馆成功落下帷幕，这次研讨会是继“OPT机器视觉光源研讨会暨新产品发布会”在深圳成功举办以来首次移站上海。此次研讨会由OPT器件业务部，市场部负责策划与筹办，业务经理范西西担任主持，本次研讨会非常荣幸得到中国工控网，中国图像网的共同关注，感谢它们的全程参与。

2013/10/11
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