بررسي تاثير انتخاب سنسورهاي مختلف بر عملكرد مشاهده گر در سيستم تعليق خودرو براساس آناليز درجه مشاهده پذيري

Investigating the Effect of Different Sensors on the Observer Performance in Vehicle Suspension System Based on the Observable Degree Analysis

در اين مقاله به بررسي تاثير انتخاب سنسورهاي مختلف بر عملكرد مشاهده گر در سيستم تعليق خودرو پرداخته شده است. براي اين منظور از مفهوم درجه مشاهده پذيري براي توصيف كمي شدت و ضعف مشاهده پذيري استفاده شده و در اين راستا روش جديدي براي تعيين درجه مشاهده پذيري سيستم هاي خطي ثابت با زمان، توسعه داده شده است. در روش پيشنهادي، درجه مشاهده پذيري بر مبناي فاصله سيستم از مجموعه سيستم هاي هم مرتبه و مشاهده ناپذير تعريف مي شود. بزرگ بودن فاصله به معني مشاهده پذيري قوي، كوچك بودن فاصله به معني مشاهده پذيري ضعيف و صفربودن فاصله نشان دهنده مشاهده ناپذيري سيستم است. با توجه به اينكه فاصله سيستم از حالت هاي مختلف مشاهده ناپذيري به صورت جداگانه تعيين مي شود، امكان بررسي همه جانبه مشاهده پذيري و تاثير انتخاب خروجي بر عملكرد مشاهده گر فراهم مي شود. در ادامه، تحليل مشاهده پذيري سيستم تعليق براساس روش پيشنهادي، انجام شده و تاثير خروجي هاي مختلف بر عملكرد مشاهده گر مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهند كه با افزايش درجه مشاهده پذيري براي دستيابي به سرعت يكسان در مشاهده گر، بهره مشاهده گر كاهش مي يابد و كاهش بهره مشاهده گر باعث كاهش حساسيت تخمين به نويز و خطاي اندازه گيري سنسورها مي شود كه به تبع آن دقت تخمين در حضور خطاي اندازه گيري سنسورها افزايش مي يابد. همچنين با يك بررسي مقايسه اي نشان داده شد كه برخلاف معيارهاي قبلي كه فقط جنبه خاصي از مشاهده پذيري را مد نظر قرار مي دادند، روش پيشنهادي جامع تر و واقع بينانه تر است و نتايج به دست آمده از معيارهاي قبلي به راحتي از روش پيشنهادي قابل دستيابي هستند.

In this paper, the effect of different sensors on the observer performance of vehicle suspension system is investigated. For this purpose, the concept of observable degree analysis is used to quantitatively measure the observability for different sensor choices. A new method, for determining the observable degree of linear time invariant (LTI) systems has been developed on the basis of distance of system from set of similar unobservable systems. A long distance is equivalent to a strong observability and a short distance is equivalent to a weak observability. The zero distance means that the system is unobservable. Since the distance to different unobservable modes can be determined separately, a comprehensive investigation of system observability and the effect of different sensor choices on the observer performance can be provided. In the following, the observable analysis of the suspension system was performed based on the proposed method and the effect of different outputs on the observer performance has been investigated. The results show that when the observable degree is increased for a specific sensor, the observer gain is decreased and consequently the sensitivity of observer relative to the noise and measurement errors is decreased. The increased accuracy of observer demonstrates a good conformity between observable degree analysis and observer performance. Also, a comparative study showed that, contrary to previous criteria that only considered a certain aspect of observability, the proposed method is more comprehensive and realistic, and the results obtained from the previous criteria can easily be achieved through the proposed method.