طراحی تخمین زن مقاوم برای سیستم اتفاقی تعیین سمت در حرکت شتاب دار

منابع اصلی خطا در یک سیستم ناوبری ( mems)، نویزها، اغتشاشات و عدم قطعیت در پارامترهای کالیبراسیون هستند؛ علاوه بر کالیبراسیون سیستم اینرسی، سیستم های کمکی به منظور افزایش دقت ناوبری استفاده می شوند. در تخمین پارامتر های متغیر با زمان ضروری است که مرتبه ی تحریک پایای مربع ماتریس رگرسور، از تعداد پارامترها کمتر نباشد؛ در این رساله نشان داده می شود که درگیر کردن ماتریس کسینوسی سمت در مدل رگرسور تخمین، مرتبه ی تحریک پایای سیستم و احتمال همگرایی را افزایش می دهد. تخمین زن حداقل مربعات بلوکی فازی که دارای طول پنجره ی لغزشی متغیر است و در این رساله با عبارت اختصاری ( fvlsw bls) از آن یاد می شود به منظور تخمین بلا درنگ پارامترهایی از سیستم، که تحت تغییرات سریع و یا تدریجی هستند ارایه می شود. ایده ی اصلی این روش، استفاده از ترکیب فازی چندین روش آشکارساز تغییرات است که شامل مکانیزم های نسبت حداکثر احتمال و خطای متوسط پارامتر ها است؛ این دو مکانیزم و توابعی از نرخ تغییرات آن ها، به عنوان ورودی های سیستم فازی آشکارساز تغییر و خرابی در نظر گرفته می شوند. خروجی سیستم فازی، شامل یک ضریب فراموشی و طول دو پنجره ی لغزشی است که برای به روزرسانی مکانیزم های آشکارساز ورودی و الگوریتم تخمین حداقل مربعات بلوکی استفاده می شوند. نشان داده می شود که عملکرد تخمین زن فازی (fvlsw bls)، بهتر از عملکرد تخمین زن مشابه غیرفازی است؛ در مواقعی که قدرت نویز ها قابل ملاحظه می شود کارآمدی روش ارایه شده بیشتر مشخص می شود.در ادامه، فیلتر کالمن مقید شده با قید غیرخطی کواترنیون، برای سیستم تعیین سمت- تراز ارایه می شود و با استفاده از نرم افزارهای مختلف ، به شکل های عددی و تحلیلی طراحی می شود. مدل فازی (ts) سیستم تعیین سمت- تراز به روش تقریب ناحیه ی غیرخطی انجام شده، و فیلترسازی h? غیرخطی برای تخمین سمت و تراز طراحی می شود. در فیلتر بدیع فازی h? (fh?)، با استفاده از اطلاعات اندازه گیری ها و الگوریتم های نوین تشخیص خرابی، علاوه بر ماتریس های طراحی که مشابه ماتریس های نویز فیلتر کالمن هستند سطح عملکرد فیلتر نیز به شکل درون خطی به روزرسانی می شود؛ لذا تخمین زوایای سمت و تراز خودروها در حرکت های شتاب دار و تحت تاثیر اغتشاشات مغناطیسی، با دقت بیشتری نسبت به فیلتر های استاندارد h? انجام می شود. برای ساده تر شدن پیاده سازی سخت افزاری، دو تخمین زن جداگانه ی fh? برای محاسبه ی زوایای تراز و سمت از شمال در نظر گرفته می شوند. پس از ارزیابی عملکرد تخمین زن های حالت و پارامتر، با انجام شبیه سازی های مونت-کارلو، آزمایش های میدانی با سه نوع خودرو انجام می شود تا کارآمدی تخمین زن های ارایه شده برای سیستم تعیین سمت- تراز، صحه گذاری شود. سیستم های نصب شده روی خودروها شامل دو نوع وارداتی و ساخت داخل هستند. در آزمایش های خودروی پیکان که شتاب غیر جاذبه ای زیاد نیست تفاوت تخمین های به دست آمده از فیلترهای h? و fh? تعمیم یافته قابل ملاحظه نمی شود و ممکن است به علت محافظه کارانه بودن تخمین زن fh?، خطای آن در بعضی مواقع حتی از خطای فیلتر h? کمی بیشتر شود؛ اما جبران اغتشاشات مغناطیسی با استفاده از تخمین زن h? و ( fvlsw bls) نتایج محسوسی در همه ی آزمایش ها دارد. در آزمایش های خودرو ون که مسیرهای شیب دار با شتاب زیادی طی می شوند خطای تخمین فیلتر fh? به مراتب کمتر از خطای فیلتر h? است؛ این نتایج از آزمایش های هر دو سیستم وارداتی و داخلی به دست می آیند.