تخمین وضعیت یک جسم پرنده با استفاده از خروجی های IMU و ارتفاع سنج در حرکتهای شتابدار

چکیده:
در این مقاله یک روش نوین برای تخمین وضعیت چرخشی یک وسیله پرنده با استفاده از اطلاعات واحد اندازه گیری اینرسی (IMU) و ارتفاع سنج درحرکتهای شتاب دار آمده است. معمولا تعیین زوایای رول و پیچ با استفاده از یک IMU در حرکات نزدیک به پرواز کروز (بدون شتاب) امکان پذیر می باشد، ولی زمانی که پرواز از حالت کروز فاصله می گیرد خطاهای بسیار زیادی در تعیین وضعیت از خروجی های IMU بوجود می آید. در این مقاله برای پایدار سازی خطای تخمین وضعیت از تلفیق اطلاعات IMU و یک ارتفاع سنج بارومتری استفاده شده است. خروجی ارتفاع سنج به دلیل موثر بودن از شتاب جاذبه زمین و تصویر شتاب مخصوص در راستای قائم بر زمین، حاوی اطلاعات کمی درباره وضعیت می باشد. از آنجا که شتاب مخصوص قائم تابعی از زوایای رول و پیچ وسیله پرنده می باشد، اگر این زوایا به دلیلی دارای خطا باشند، تصاویر آن که توسط شتابسنج ها اندازه گیری شده است، دچار خطا شده و پیرو آن سرعت قائم و ارتفاع محاسبه شده دارای خطا خواهند بود. همین طور باید توجه نمود که مشاهده پذیری ضعیفی بین خروجی ارتفاع سنج و زوایای اویلر (فقط رول و پیچ) وجود دارد. به همین دلیل برای داشتن خطای کمتر در تخمین، سعی شده است که معادلات وضعیت را به شکل خطی در آورده تا بتوان از فیلتر کالمن خطی استفاده نمود. در چنین حالتی برای خطی ماندن معادلات دینامیکی از المانهای ماتریس کسینوسهای هادی بین دو دستگاه ناوبری و بدنی استفاده شده است که خود به خود باعث افزایش تعداد معادلات دیفرانسیل مربوط به وضعیت می گردد، ضمن آن که یک قید اضافی نیز به وجود می آید. درپایان نتایج فیلتر کالمن خطی جدید و فیلتر غیر خطی مرتبه دوم مقایسه گردیده اند. شبیه سازی ها نشان می دهند که فیلتر خطی جدید ارائه شده برای مسئله مورد نظر دارای کارائی بهتری نسبت به فیلتر غیر خطی مرتبه دوم می باشد.
زبان:
فارسی
صفحات:
27 تا 37
لینک کوتاه:
magiran.com/p1533989 
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 990,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 50 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!