ارائه مدل دورانی - مستقل از دینامیک حرکتی جسم صلب - بر مبنای بردار خطای کوواترنیون و ارزیابی عملکرد DDF و UKF در تخمین دوران بر پایه این مدل

در این مقاله از ایده همجوشی داده ها و استفاده از فیلترهای غیر خطی Extended Kalman Filter (EKF)، Unscented Kalman Filter (UKF) و Divided Difference Filter (DDF) بصورت غیرمستقیم یعنی بردار حالت خطا برای تخمین دوران یک جسم صلب استفاده شده است. سنسور استفاده شده یک سنسور MARG شامل یک شتاب سنج سه محوره، یک جاذبه سنج سه محوره و یک ژایرو نرخی سه محوره میباشد. از فضای برداری کوواترنیون بجای زوایای اویلر استفاده شده است. یکی از نوآوریهای این مقاله ارائه یک مدل دورانی مستقل از دینامیک حرکتی جسم صلب میباشد. معیار مقایسه عملکرد الگوریتم تخمین دوران ارائه شده برای هر سه فیلتر عبارتند از؛ جذر میانگین مربعات خطا، مساحت زیر نمودار نورم خطا، بار محاسباتی و واریانس عناصر تخمین زده شده. قابل ذکر است که فاکتورهای مقایسه در سه فرکانس مختلف و در دو وضعیت وجود و عدم خطای اولیه تخمین ارزیابی می شوند. در نهایت از شبیه سازیها چنان برمی آید که در حالت عدم وجود خطای اولیه تخمین، عملکرد سه فیلتر بهم نزدیک است و در حالت وجود خطای اولیه UKF و DDF و مقاومتر از EKF و بار محاسباتی UKF کمتر از DDF است.

کلیدواژه ها:

همجوشی داده ها ، بردار حالت خطا ، Divided Difference Filter (DDF) ، Unscented Kalman Filter (UKF) ، Extended Kalman Filter (EKF)