بهبود مشخصات عملكردي ژايروسكوپ مجازي با استفاده از فيلتر كالمن

كارشناسي ارشد

وجود سطح نويز بسيار بالا در خروجي ژايروسكوپ¬هاي مبتني بر فناوري MEMS، منجر به ايجاد محدوديت در بكارگيري آن¬ها در كاربردهاي با دقت بالا همچون هدايت و ناوبري اينرسي شده است. فناوري ژايروسكوپ مجازي با تركيب بهينه داده‌هاي سنجشي آرايه ژايروسكوپي، منجر به بهبود دقت اندازه¬گيري ژايروسكوپ¬هاي مبتني بر فناوري MEMS مي-گردد. در اين پژوهش با توجه به ضعف فناوري ژايروسكوپ مجازي در بهبود دقت اندازه¬گيري در شرايط ديناميكي، بهبود توصيف ديناميك سيستم به‌عنوان ابزاري براي دستيابي به دقت اندازه-گيري بيشتر در نظر گرفته شده و مدل ديناميكي نويني براي توصيف دريفت باياس ژايروسكوپ¬هاي مبتني بر فناوري MEMS ارائه شده است. مدل پيشنهادي ارائه‌شده، برخلاف مدل ديناميكي مرسوم براي توصيف رفتار دريفت باياس ژايروسكوپ¬هاي مبتني بر فناوري MEMS، منجر به مشاهده¬پذيري وضعيت سيستم مي¬¬گردد. در ادامه با تعميم مدل يادشده براي آرايه ژايروسكوپي متشكل از چهار عدد ژايروسكوپ، داده‌هاي سنجشي آرايه يادشده با هدف بهبود دقت اندازه¬گيري فناوري ژايروسكوپ مجازي با استفاده از فيلتر كالمن با يكديگر به‌صورت بهينه تركيب شده¬اند. به دست آوردن ضرايب همبستگي واقعي ميان خطاهاي تصادفي ژايروسكوپ¬هاي موجود در آرايه در هنگام پيكربندي فيلتر كالمن براي آرايه ژايروسكوپي، از اهميت بسيار بالايي برخوردار است كه بدين منظور، يك روش رياضي آماري نوين ارائه شده است كه قادر به شناسايي ضرايب يادشده و به دنبال آن تعيين مقادير واقعي ماتريس¬هاي كواريانس نويز فرآيند و نويز اندازه¬گيري براي پيكربندي عملي فيلتر كالمن است. با به دست آوردن مقادير واقعي همبستگي، هم¬چنين امكان اعتبارسنجي نحوه تاثير ضرايب همبستگي عملي بر روي دقت اندازه¬گيري ژايروسكوپ مجازي فراهم گرديد. تحليل¬هاي نظري و شبيه¬سازي¬هاي انجام¬شده حاكي از مؤثر بودن مدل¬ ديناميكي پيشنهادي نسبت به مدل ديناميكي مرسوم در بهبود دقت اندازه¬گيري فناوري ژايروسكوپ مجازي در شرايط ديناميكي بوده است. واژه‌هاي كليدي: ژايروسكوپ مبتني بر فناوري MEMS، فناوري ژايروسكوپ مجازي، تركيب داده¬هاي سنجشي، تبديل موجك، شناسايي همبستگي.

193402

دانشگاه علم و صنعت ايران

كنترل

دكتر سيد مجيد اسماعيل زاده