عنوان مقاله :
جبران باياس متغير با دما در ژايروسكوپ‌هاي نرخي ميكروالكترومكانيكي با استفاده از فيلتر كالمن گسترش‌يافته در حركات شتابدار
عنوان به زبان ديگر :
Compensation of Thermal Bias for Micro-Electro-Mechanical Rate Gyroscope by Using Extended Kalman Filter in Accelerated Motions
پديد آورندگان :
ميرزائي، مجتبي دانشگاه شيراز - دانشكده مهندسي مكانيك، شيراز , حسيني، ايمان دانشگاه شيراز - دانشكده مهندسي مكانيك، شيراز
كليدواژه :
ژايروسكوپ نرخي ميكرو الكترو مكانيك , باياس متغير با دما , حركت شتابدار
چكيده فارسي :
باياس اوليه در ژايروهاي نرخي ميكروالكترومكانيكي متغيري تصادفي است كه با هر بار روشن و خاموش‌شدن تغيير مي‌كند. مي‌توان به كمك ميانگين‌گيري خطا در حالت سكون يا با استفاده از فيلتر كالمن توسعه‌يافته مقدار باياس اوليه را تخمين زد و اثرات آن را كاهش داد. به‌علاوه، اين باياس با دما و شتاب خطي نيز تغيير مي‌كند. معمولاً براي جبران‌سازي دما از منحني‌هاي استخراج‌شده از آزمايش‌هاي بررسي اثر تغيير دما بر روي باياس استفاده مي‌شود. اين منحني‌ها تقريبي بوده و با گذشت زمان اثر خطاي آنها در زاويه محاسبه‌شده از ژايروي نرخي، بر هم انباشته شده و دقت نتايج كاهش مي‌يابد. در اين مطالعه سعي شده است تا با تلفيق نتايج فيلتر كالمن توسعه‌يافته با نتايج اين منحني‌ها و بهره‌گيري از مزاياي هر دو روش دقت محاسبات بهبود يابد. همچنين در مواردي كه حركت، شتابدار است با كمك الگوريتم سوييچ‌كننده از ورود داده‌هاي اشتباه به تخمين جلوگيري شده تا باياس به‌صورت اشتباه تخمين زده نشود. در اين حالت جبران‌سازي دمايي وظيفه اصلاح باياس در اثر تغيير دما را از انتهاي مرحله استفاده از فيلتر كالمن به عهده دارد. نتايج آزمون‌هاي تجربي بر روي حس‌گر مورد مطالعه نشان‌دهنده موثربودن روش پيشنهادي در كاهش باياس آن در حركات شتابدار طولاني‌مدت است.
چكيده لاتين :
Initial bias is a random parameter in micro-electro-mechanical rate gyroscopes that changes
with each turn on and turn off. The bias can be estimated by averaging in static condition
or by extended Kalman filter in other conditions. In addition, this parameter is affected
by temperature or linear acceleration. Curve fitting on the bias variation of micro-electromechanical
rate gyroscopes due to thermal effects is a usual method for thermal compensation
of these sensors. However, these approximate curves cannot completely compensate the effect
of the thermal bias in long-time applications. In this study, it is tried to improve the calculating
accuracy by a combination of extended Kalman filter and the results of these curves and using
advantages of both methods. Also bias estimation is improved using the switching algorithm in
accelerated motions by avoiding improper data in the estimation process. Experimental tests
show the effectiveness of this method especially in long-time accelerated motions
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
