این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک امیرکبیر، جلد ۴۱، شماره ۱، صفحات ۲۷-۳۷
عنوان فارسی تخمین وضعیت یک جسم پرنده با استفاده از خروجیهای IMU و ارتفاع‌سنج در حرکتهای شتابدار
چکیده فارسی مقاله در این مقاله یک روش نوین برای تخمین وضعیت چرخشی یک وسیله پرنده با استفاده از اطلاعات واحد اندازه گیری اینرسی (IMU) و ارتفاع‌سنج درحرکتهای شتاب‌دار آمده است. معمولاً تعیین زوایای رول و پیچ با استفاده از یک IMU در حرکات نزدیک به پرواز کروز (بدون شتاب) امکان پذیر می‌باشد، ولی زمانی که پرواز از حالت کروز فاصله می‌گیرد خطاهای بسیار زیادی در تعیین وضعیت از خروجیهای IMU بوجود می‌آید. در این مقاله برای پایدار‌سازی خطای تخمین وضعیت از تلفیق اطلاعات IMU و یک ارتفاع سنج بارومتری استفاده ‌شده ‌است. خروجی ارتفاع‌سنج به دلیل موثر بودن از شتاب جاذبه‌ زمین و تصویر شتاب مخصوص در راستای قائم بر زمین، حاوی اطلاعات کمی درباره وضعیت می‌باشد. از آنجا که شتاب مخصوص قائم تابعی از زوایای رول و پیچ وسیله پرنده می‌باشد، اگر این زوایا به دلیلی دارای خطا باشند، تصاویر آن که توسط شتابسنج‌ها 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 کسینوسهای‌هادی بین دو دستگاه ناوبری و بدنی استفاده شده است که خود به خود باعث افزایش تعداد معادلات دیفرانسیل مربوط به وضعیت می‌گردد، ضمن آن که یک قید اضافی نیز به وجود می‌آید. درپایان نتایج فیلتر کالمن خطی جدید و فیلتر غیر‌خطی مرتبه دوم مقایسه گردیده‌اند. شبیه سازی‌ها نشان می‌دهند که فیلتر خطی جدید ارائه شده برای مسئله مورد نظر دارای کارائی بهتری نسبت به فیلتر غیر‌خطی مرتبه دوم می‌باشد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی Strapdown Attitude Estimation Using IMU and Altimeter Integration for Maneuvering Vehicles
چکیده انگلیسی مقاله In this paper, a new algorithm for attitude estimation in maneuvering flight, utilizing a combination of inertial measuring unit (IMU) and altimeter information is presented. Attitude estimation using a single IMU is possible only for near cruise flights, however for non-cruise flights, very large errors are obtained. In this paper, attitude estimation error is stabilized using an integrated IMU and altimeter system. The altimeter output being affected by gravity and the specific forces projected into the vertical plane bears insufficient information regarding the attitude states. Being a function of the roll and pitch angle, the specific forces will be in error, due to errors estimation of the attitude angles. Subsequently the vehicle vertical acceleration, speed and attitude will be inaccurate. In addition, due to a weak observability between the altitude measurements and the attitude angles to be estimated. For this reason and having a better estimate of the attitudes, the nonlinear attitude equations are converted into linear space, which will be beneficial for the estimation algorithm. Finally, simulation results using linear and unscented Kalman filters are curried out. A Monte Carlo simulation reveals that the newly suggested linear filter has a better performance in comparison with the non-linear unscented Kalman filter.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله حبیب قنبرپور اصل | ghanbarpoor asl


سید حسین پورتاکدوست | seyed hossein


نشانی اینترنتی http://mej.aut.ac.ir/article_254_04b03b7315abcf3dd48c3f28f5f3c74f.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1252/article-1252-274306.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات