تلفیق اطلاعات ژیروسکوپ و مغناطیس سنج برای تخمین وضعیت پرتابه های با سرعت بالا بر مبنای ترکیب فیلتر ذره ای و PSO

در این پژوهش، با استفاده از تلفیق خروجی مغناطیس سنج ها و ژیروسکوپ های ارزان قیمت میکرو الکترومکانیکی، وضعیت پرتابه های با سرعت بالا با استفاده از فیلتر ذره ای ترکیب شده با الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات تخمین زده می شود. در سرعت های بالا ژیروسکوپ های ارزان قیمت سامانه های میکرو الکترومکانیکی دارای خطای زیادی هستند و مغناطیس سنج ها نیز به دلیل وجود میدان های مغناطیسی غیر از زمین دقت پایینی دارند. برای حل این مشکلات، تلفیق اطلاعات این دو حسگر برای تخمین وضعیت پیشنهاد می شود. به دلیل غیرخطی بودن معادلات دینامیکی و مشاهده باید از تخمین گر غیرخطی استفاده شود. فیلتر کالمن توسعه یافته با صرف نظر نمودن از جملات مرتبه بالای بسط تیلور خطایی را وارد محاسبات می نماید که این خطا در سامانه های غیرخطی سریع قابل صرف نظر نیست. فیلتر ذره ای برخلاف فیلتر کالمن، برای سامانه های غیرخطی نتایج خوبی دارد. بزرگترین ضعف این فیلتر، بار محاسباتی بالای آن است که باعث محدودیت کاربردش گشته است. برای کاهش مدت زمان انجام محاسبات فیلتر ذره ای از الگوریتم ترکیب شده فیلتر ذره ای با الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات استفاده شده است. نتایج شبیه سازی با استفاده از 100 نمونه آزمایش مورد بررسی قرار گرفته است که نشان دهنده عملکرد مطلوب این الگوریتم در مسئله تلفیق اطلاعات ژیروسکوپ و مغناطیس سنج در تخمین زوایا است.