بهبود دقت حسگر ژيروسكوپ مبتني بر فنآوري MEMS براساس مدل‌سازي خطاي تصادفي و پياده‌سازي آن

كارشناسي ارشد

چكيده ژيروسكوپ وسيله‌اي است كه زاويه يا سرعت زاويه‌اي را با توجه به مختصات اينرسي سيستم مرجع اندازه‌گيري مي‌كند. تا كنون اين حسگرها با فنآوري‌هاي متفاوتي ساخته شده‌اند. در اين بين حسگرهاي مبتني بر فنآوري MEMS ارزان، سبك و كوچك هستند. اين ويژگي‌ها سبب گسترش استفاده از آنها در بسياري از سيستم‌هاي ناوبري شده است. با اين حال خروجي اين حسگرها داراي نويزهاي بزرگي ست. در اين پژوهش براي كاهش نويز اندازه‌گيري، از شناسايي و مدل‌سازي خطاي تصادفي و فيلتر كالمن استفاده مي‌شود. در ميان روش‌هاي مختلف شناسايي از روش واريانس آلن به منظور شناسايي پارامترهاي نويزي سيگنال استفاده مي‌گردد. در ادامه مدلي جديد با نام مدل تركيبي پيشنهاد مي‌شود. اين مدل تصادفي حاصل تركيب دو مدل رايج، يعني مدل AR و گام تصادفي است. پس از تعيين مدل تصادفي با پياده‌سازي فيلتر كالمن به كاهش خطاي تصادفي پرداخته مي‌شود. نتايج حاكي از آن است كه روش مدل‌سازي تركيبي در مقايسه با مدل AR، حداقل 5 برابر عملكرد بهتري دارد. در ادامه با توجه به تغييرات مشخصات نويزي سيگنال در شرايط گوناگون، روشي آنلاين براي تخمين يكي از پارامترهاي مدل تركيبي ارائه مي‌شود. در اين حالت عملكرد الگوريتم حداقل سه برابر بهبود مي‌يابد. واژه‌هاي كليدي: حسگر ژيروسكوپ، كاهش خطاي تصادفي، MEMS، مدل‌سازي تصادفي، تخمين آنلاين پارامتر .ARW

188915

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيد كمال الدين موسوي مشهدي

كنترل

دكتر سيد مجيد اسماعيل زاده