17437

17437

روشي براي كاليبراسيون بهينه ميداني سنسورهاي اينرسي سه محوره بدون استفاده از تجهيزات دقيق آزمايشگاهي

كارشناسي ارشد

كنترل

اسفند 1395

دكتر سعيد عبادالهي

دكتر سيد مجيد اسماعيل زاده

برق

در ناوبري اينرسي از سنسورهاي شتاب‌سنج و ژيروسكوپ براي تعيين موقعيت، سرعت و وضعيت استفاده مي‌شود. دقت اندازه‏گيري اين سنسورها به دليل عوامل خطاهاي مختلفي كاهش مي‏يابد كه با استفاده از فرايند كاليبراسيون مي‏توان اين خطاها را به ميزان قابل قبولي كاهش داد. ولي روش‏هاي كاليبراسيون آزمايشگاهي كه با استفاده از تجهيزات دقيق انجام مي‏شوند بسيار پرهزينه و زمان‏بر بوده و براي سنسورهاي ارزان قيمت مانند ممز مناسب نمي‏باشند و از طرفي بعد از نصب اين سنسورها بر روي وسيله و گذشت زمان، آن‏ها دوباره نياز به كاليبراسيون در محيط دارند. بنابراين روش‏هاي كاليبراسيون ميداني پيشنهاد مي‏شود كه در محيط و بدون تجهيزات دقيق آزمايشگاهي انجام مي‏شوند. در اين پايان‏نامه روش‏هاي مختلف كاليبراسيون ميداني براي سنسور شتاب‏سنج شبيه‏سازي و مقايسه شده و مشخص مي‏شود كه روش حداقل مربعات خطا براي پيدا كردن ضرايب باياس و ضريب مقياس بهترين روش است ولي هنگامي كه ضريب عدم تعامد نيز به مجهولات اضافه مي‏شود ديگر از شكل قبلي حداقل مربعات نمي‏توان استفاده كرد و با توجه به مزيت‏هاي زياد روش حداقل مربعات از جمله سرعت و دقت خيلي خوب و عدم وابستگي به شرايط اوليه، روشي پيشنهاد مي‏شود كه در آن شكل معادلات مورد استفاده در روش حداقل مربعات بهبود مي‏يابند. بعد از شبيه‏سازي روش پيشنهادي، اعمال بر روي داده‏هاي عملي شتاب‏سنج و مقايسه آن با روش‏هاي ديگر مشخص مي‏شود كه اين روش عملكرد بسيار مناسبي داشته و دقت سنسور را بهبود مي‏دهد. همچنين با استفاده از روش حداقل مربعات بازگشتي واستفاده از معادلات روش پيشنهادي، كاليبراسيون آنلاين براي سنسور شتاب‏سنج نيز انجام شده است كه عملكرد مناسبي دارد

1396/03/20

1/1/1900 12:00:00 AM

Accelerometer and gyroscope in inertial navigation are used to determine position, speed and orientation. The measurement accuracy of these sensors is reduced because of different errors which these errors can be reduced by using calibration process. Laboratory calibration methods which use precision equipment are very expensive, time consuming and aren't appropriate for low cost sensors such as MEMS. In addition after installation of sensors on vehicle and passing of time, it is necessary to recalibrate them, so in-field calibration methods are proposed which can be used in field and without any precision equipment. In this thesis different in-field calibration methods are simulated and compared and it can be seen that least squares method is the best method to find bias and scale factor. But when non-orthogonality is considered too, we can’t use simple least squares method. Because of Many advantages of least squares method such as high pace, good precision and no dependence on initial conditions, this thesis presents an improved least squares method. After simulation of this proposed method, using practical data of accelerometer and comparison with other methods it is obvious that this method has a perfect performance and increases accuracy of sensor. Also online calibration of accelerometer by using of recursive least square and our proposed equations is done that has a good performance