استفاده از سنسورهای MEMS برای اندازه گیری زاویه به کمک فیلتر کالمان

در این مقاله روند تخمین زاویه یک جسم نسبت به افق با استفاده از سنسورهای میکروالکترومکانیکی (MEMS) توضیح داده شده است. از دو سنسور بسیار کوچک شامل یک شتاب سنج سه محوره و یک ژیروسکوپ سرعت زاویه ای برای تخمین زاویه استفاده شده است. به علت حساسیت بالای سنسورها به نویز و اغتشاشات خارجی، از فیلترهای آنالوگ سخت افزاری و فیلتر دیجیتال کالمن برای بهبود نتایج بهره گرفته شده است. برای بررسی الگوریتم تخمین، یک مجموعه آزمایشگاهی تشکیل شده از یک بدنه حامل سنسورها که در دو سمت آن دو موتور براشلس نصب گردیده و حول یک شفت دوران می کند طراحی و ساخته شده است. نتایج بدست آمده از الگوریتم تخمین، با خروجی یک سنسور دقیق تر مقایسه گردیده و برای کنترل مجموعه مورد استفاده قرار گرفته است. نشان داده شده که الگوریتم تخمین علیرغم نویزها و ارتعاشات مختلف مجموعه توانسته بهبود بسیاری در اندازه گیری زاویه ایجاد کند.