عنوان مقاله :
پياده‌سازي الگوريتم تخمين زاويه و سرعت زاويه‌اي غلت پرتابه‌هاي با سرعت بالا با استفاده از تلفيق خروجي شتاب‌سنج‌ها
عنوان به زبان ديگر :
Implementation of Roll Angle and Angular Velocity Estimation Algorithm for a High-Speed Projectile Using Accelerometers Output Data
پديد آورندگان :
اصغري، علي دانشگاه صنعتي مالك اشتر - گروه كنترل , نصراللهي، سعيد دانشگاه صنعتي مالك اشتر - دانشكده مهندسي برق - گروه كنترل , قهرماني، نعمت الله دانشگاه صنعتي مالك اشتر - دانشكده مهندسي برق - گروه كنترل
كليدواژه :
كانال غلت , فيلتر كالمن , فيلتر تطبيقي , حسگر شتاب سنج ممز , تلفيق اطلاعات
چكيده فارسي :
در اين مقاله، پياده‌سازي الگوريتم تخمين زاويه و سرعت زاويه‌اي غلت پرتابه‌هاي با سرعت بالا با استفاده از تلفيق خروجي شتاب‌سنج‌هاي ممز ارائه مي‌شود. دليل استفاده از شتاب‌سنج‌ها، خطاي زياد ژيروسكوپ‌هاي ممز در سرعت‌هاي بالا و دقت پايين مگنومترها به دليل وجود ميدانهاي مغناطيسي غير از زمين و اثرات آهن نرم و سخت است. بعد از تشريح الگوريتم ارائه شده، نحوه پياده‌سازي تشريح مي‌شود. در پياده‌سازي از يك موتور الكتريكي براي شبيه‌سازي حركت غلت پرتابه استفاده مي‌شود. از دو شتاب‌سنج ممز نيز براي اندازه‌گيري سرعت و شتاب زاويه‌اي استفاده شده است. دو سناريوي سرعت ثابت و متغير در دو حالت هم‌زمان و ناهم‌زمان بررسي شده است. براي تخمين سرعت زاويه‌اي غلت از دو تخمينگر فيلتر كالمن تعميم يافته و فيلتر كالمن تعميم يافته تطبيقي استفاده شده است. در انتها نتايج به دست آمده از اين دو تخمينگر براي سرعت زاويه‌اي غلت و زاويه غلت با هم مقايسه شده است كه نتايج، نشان دهنده عملكرد بهتر تخمينگر تطبيقي است.
چكيده لاتين :
In this paper, implementation of roll angle and angular velocity estimation algorithm
for a high-speed projectile using the fusion of the accelerometers output data is proposed. The
reason for the use of accelerometers instead of gyros and magnetometer is the high error of the
MEMS gyroscope for high speed and the low accuracy of the magnetometer due to the presence of
Non-Earth magnetic fields and the effects of hard and soft iron. After expression of the proposed
algorithm, the implementation process is explained. In this process, an electric motor is used to
simulate the projectile roll and two accelerometers are used to measure angular velocity and
acceleration. Two constant and variable velocity scenarios have been investigated in both online and
offline modes. Both extended Kalman Filter and adaptive extended Kalman filter estimators have
been used to estimate the rolling angular velocity. Finally, the comparison of these two methods for
the rolling angular velocity and roll angle, indicates a better performance for the adaptive estimator.
