جبران بایاس متغیر با دما در ژایروسکوپ های نرخی میکروالکترومکانیکی با استفاده از فیلتر کالمن گسترش یافته در حرکات شتاب دار

بایاس اولیه در ژایروهای نرخی میکروالکترومکانیکی متغیری تصادفی است که با هر بار روشن و خاموش شدن تغییر می کند. می توان به کمک میانگین گیری خطا در حالت سکون یا با استفاده از فیلتر کالمن توسعه یافته مقدار بایاس اولیه را تخمین زد و اثرات آن را کاهش داد. به علاوه، این بایاس با دما و شتاب خطی نیز تغییر می کند. معمولا برای جبران سازی دما از منحنی های استخراج شده از آزمایش های بررسی اثر تغییر دما بر روی بایاس استفاده می شود. این منحنی ها تقریبی بوده و با گذشت زمان اثر خطای آنها در زاویه محاسبه شده از ژایروی نرخی، بر هم انباشته شده و دقت نتایج کاهش می یابد. در این مطالعه سعی شده است تا با تلفیق نتایج فیلتر کالمن توسعه یافته با نتایج این منحنی ها و بهره گیری از مزایای هر دو روش دقت محاسبات بهبود یابد. همچنین در مواردی که حرکت، شتاب دار است با کمک الگوریتم سوییچ کننده از ورود داده های اشتباه به تخمین جلوگیری شده تا بایاس به صورت اشتباه تخمین زده نشود. در این حالت جبران سازی دمایی وظیفه اصلاح بایاس در اثر تغییر دما را از انتهای مرحله استفاده از فیلتر کالمن به عهده دارد. نتایج آزمون های تجربی بر روی حس گر مورد مطالعه نشان دهنده موثربودن روش پیشنهادی در کاهش بایاس آن در حرکات شتاب دار طولانی مدت است.

کلیدواژه ها:

Micro-Electro-Mechanical Rate Gyroscope ، Thermal Bias ، Extended Kalman Filter ، Accelerated Motion ، ‍ژایروسکوپ نرخی میکروالکترومکانیک ، بایاس متغیر با دما ، فیلتر کالمن توسعه یافته ، حرکت شتاب دار