طراحی فیلتر کالمن توسعه یافته مقاوم هایبرید با عملکرد بالا جهت کاربرد در حضور ناهمترازی های بزرگ

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی سهند

2 عضو هیات علمی/ دانشگاه صنعتی سهند

3 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی سهند، گروه کنترل دانشکده مهندسی برق

4 دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

درتعدادی از کاربردهای عملی مخصوصا در کاربردهای نظامی، سیستم ناوبری اینرسی (INS) بایستی دقت زیادی در زمان کوتاهی داشته باشد. جهت تحقق همترازی، فیلتر های تخمینگر بازگشتی و در موارد غیرخطی از فیلتر کالمن تعمیم یافته (EKF) استفاده می شود. دینامیک سیستم های واقعی عموما پیوسته و اندازه گیریهای سنسورها گسسته انجام می شود.بنابراین، استفاده از یک فیلتر هایبرید اجتناب ناپذیر است. علاوه براین، یک فیلتر مقاوم قابلیت اطمینان سیستم را بطرز قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. در این مقاله، ابتدا یک فیلتر کالمن تعمیم یافته هیبریدی(HEKF) ارایه می شود و در ادامه نوع ارتقایافته آن تحت عنوان فیلتر کالمن تعمیم یافته مقاوم هیبریدی (HREKF) نیز ارایه می شود. با اجرای الگوریتمهای ارایه شده روی داده های واقعی، نشان داده می شود که سرعت همگرایی مخصوصا در راستای یاو افزایش قابل ملاحظه ای پیدا می کند. سرانجام، با استفاده از یک رویکرد سیستم ضربه ای، یک اثبات پایداری جدید برای الگوریتمهای ارایه شده ارایه می شود که کراندار بودن خطای تخمین را تضمین می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

High Performance Hybrid Robust Extended Kalman Filter Design with Application to Large Misalignments

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Rahemi 1
  • Mohammad Javad Khosrowjerdi 2
  • Ahmad Akbari 3
  • Saeed Ebadollahi 4
1 Sahand University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Tabriz, IRAN
2 Faculty of Electrical Engineering, Sahand University of Technology, Sahand, Tabriz, Iran.
3 Sahand University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Tabriz, IRAN
4 Electrical Engineering, Department of Electrical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In many applications, especially military applications, the inertial navigation system (INS) needs to achieve a high level of accuracy in a short time. For alignment, recursive estimator filters and, in non-linear cases, the Extended Kalman Filter (EKF) is often used. The dynamics of a real, continuous system and the output of the sensors are available discretely. Therefore, a hybrid filter has been used. In addition, a robust filter is used to increase the reliability of system operation. In this paper, a Hybrid Extended Kalman Filter (HEKF) is presented and then upgraded to the Hybrid Robust Extended Kalman Filter (HREKF). By running the algorithm on the data of a real system, it was observed that the speed of convergence increased especially in the yaw direction. By running the algorithm on the data of a real system, it was observed that the speed of convergence has increased especially in the yaw direction. Finally, using the impulsive system approach, a new stability analysis of the proposed algorithms is presented, which guarantees the boundedness of the error estimation, which is unique.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dual Estimation
  • Hybrid Extended Kalman Filter
  • Hybrid Robust Extended Kalman Filter
  • Large Misalignments