تخمین پارامترهای یک شبیه ساز کنترل وضعیت آزمایشگاهی با استفاده از روش حداقل مربعات و بهینه سازی هوشمند ترکیبی

در این مقاله پارامترهای مدل دینامیکی یک شبیه ساز سه درجه آزادی مبتنی بر یاتاقان هوایی شامل ممان اینرسی ها، مرکز جرم میز، با استفاده از داده های ثبت شده در یک مانور وضعیت به دو روش : ۱- روش بهینه سازی ترکیبی الگوریتم ژنتیک و برنامه ریزی مرتبه دوم متوالی و ۲- روش حداقل مربعات خطا، تخمین زده شده است. برای این کار با استفاده از چرخ های عکس العملی یک مانور وضعیت انجام می شود و مقادیر گشتاور و همچنین سرعت زاویه ای حول سه محور ثبت می گردد. سپس با استفاده از داده های ذخیره شده و پیاده سازی دو روش، پارامترهای میز تخمین زده می شوند. نتایج نشان می دهد که با روش حداقل مربعات برخلاف الگوریتم بهینه سازی ترکیبی، با یک تست کنترل وضعیت از نقطه اولیه غیرصفر به مبدا، نمی توان تخمین مناسبی استخراج نمود و نیاز به تست های متفاوت به گونه ای است که تمام مودهای سیستم تحریک گردد. در حالی که در روش بهینه سازی ترکیبی، با انجام همان یک آزمایش می توان پارامترهای مدل دینامیکی را تخمین زد. برای صحه گذاری الگوریتم پیاده سازی شده، عملکرد حلقه بسته میز در محیط آزمایشگاهی و مدل شبیه سازی شده بررسی و مقایسه گردید که نشانگر دقت مناسب کمتر از ۵ درصد خطا در میانگین تمام نمونه ها در هر دو روش تخمینی می باشد.

کلیدواژه ها:

شبیه ساز تعیین و کنترل وضعیت ، تخمین پارامترها ، الگوریتم حداقل مربعات خطا ، الگوریتم بهینه سازی ترکیبی