جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "extended state observer" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «extended state observer» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
در این مقاله به طراحی و پیاده سازی عملی یک رویت گر حالت توسعه یافته مقید برای سیستم ناوبری ترکیبی اینرسی-موقعیت یاب جهانی در حضور نامعینی های مدل و خطاهای حسگرهای اینرسی پرداخته می شود. برای دسترسی به یک مدل دقیق و قابل اطمینان از سیستم ناوبری اینرسی در حضور قطعی سامانه موقعیت یاب جهانی، استفاده از قیود فیزیکی در طراحی رویت گر پیشنهاد می شود. در روش پیشنهادی، با در نظر گرفتن جمله دربرگیرنده ی عدم قطعیت های مدل و خطاهای حسگرهای اینرسی به عنوان یک متغیر حالت جدید، تخمینی از این متغیر در کنار متغیرهای حالت سیستم ناوبری اینرسی ارائه می شود. همچنین، استفاده از قیود حرکتی و محیطی شامل قیود غیرهولونومیک و قیود ارتفاع موجب بهبود دقت تخمین ها، کاهش انباشت خطا و افزایش پایداری دینامیکی تخمین ها می شود. از داده های تجربی در جهت بررسی عملکرد رویت گر پیشنهادی در محیط آزمایش واقعی استفاده می شود. نتایج حاصل، حاکی از این است که عدم قطعیت های مدل و خطاهای حسگرهای اینرسی در سیستم ناوبری اینرسی به صورت برخط به خوبی تخمین زده می شود. بدین ترتیب رویت گر طراحی شده می تواند با بهره گیری از اطلاعات سامانه موقعیت یاب جهانی در مواقع حضور این سامانه و استفاده از قیود فیزیکی در مواقع قطعی، تخمین قابل اعتمادی از متغیرهای حالت ارائه نماید. همچنین، الگوریتم پیشنهادی به دلیل حجم محاسبات کم، سریع بوده و برای پیاده سازی عملی مناسب است.کلید واژگان: سیستم ناوبری اینرسی, سامانه موقعیت یاب جهانی, رویت گر حالت توسعه یافته, قیود فیزیکی, پیاده سازی عملیThis paper addresses the design and practical implementation of a constrained extended state observer for integration between an inertial navigation system (INS) and a global navigation satellite system (GNSS) navigation system in the presence of model uncertainties and inertial sensor errors. The use of physical constraints in the observer design can achieve an accurate and reliable model for the inertial navigation system during GNSS outages. The proposed method provides an estimate of this variable alongside the state variables of the inertial navigation system by considering the term including model uncertainties and inertial sensor errors as a new state variable. Additionally, the use of motion and environmental constraints in the proposed observer, including non-holonomic constraints and altitude constraints, improves estimation accuracy, reduces error accumulation, and increases the dynamic stability of the estimates. The performance of the proposed observer is evaluated through vehicle tests in a real-world test environment. The results indicate that the model uncertainties and inertial sensor errors in the inertial navigation system can be estimated in real-time. Thus, the designed observer can provide reliable estimates of the state variables by using GNSS information during its availability and utilizing physical constraints during GNSS outages. Furthermore, the proposed algorithm is fast due to its low computational load, making it suitable for practical implementation.Keywords: Inertial Navigation System, Global Navigation Satellite System, Extended State Observer, Physical Constraints, Practical Implementation
-
در این مقاله به طراحی و پیاده سازی عملی رویت گر حالت توسعه یافته بر روی دستگاه آزمایش سیستم تعلیق یک چهارم خودرو با مکانیزم مک فرسون در مقیاس واقعی و مجهز به حسگرهای متعدد پرداخته می شود. هدف این الگوریتم، تخمین عدم قطعیت های مدل و ورودی نامعلوم جاده است که منجر به تعیین یک مدل دینامیکی دقیق برای سیستم تعلیق خودرو می گردد. در این روش، جمله هایی که شامل عدم قطعیت های مدل و ورودی های نامعلوم جاده است، به عنوان متغیرهای حالت جدید به سیستم اضافه شده و با استفاده از داده های مربوط به جابجایی های جرم معلق و غیرمعلق، این عدم قطعیت ها و ورودی های نامعلوم تخمین زده می شوند. در ادامه به طراحی یک فیلتر کالمن غیرخطی با ورودی نامعلوم جهت مقایسه با رویت گر حالت توسعه یافته پرداخته می شود. نتایج آزمایشگاهی با داده های واقعی که توام با خطاهای اندازه گیری است، حاکی از دقت بالاتر رویت گر حالت توسعه یافته در ایجاد یک مدل دینامیکی قابل اعتماد برای سیستم می باشد. ضمن اینکه ساختار این رویت گر در مقایسه با فیلتر کالمن با ورودی نامعلوم ساده تر بوده و تنظیم آن راحت تر است و از تعداد خروجی های کم تری استفاده می کند. هر یک از رویت گرهای طراحی شده در ساختار یک سیستم کنترل تعلیق فعال با کنترل کننده بهینه غیرخطی استفاده می شود تا اهداف سیستم تعلیق را برآورده نماید. نتایج شبیه سازی ها به صورت نرم افزار در حلقه در محیط متلب/آدامز، عملکرد مناسب تر کنترل کننده با رویت گر حالت توسعه یافته را نشان می دهند.
کلید واژگان: سیستم تعلیق خودرو, ورودی نامعلوم جاده, رویت گر حالت توسعه یافته, فیلتر کالمن با ورودی نامعلوم, کنترل بهینه غیرخطیThis paper presents the design and experimental implementation of the extended state observer (ESO) for a fabricated quarter-car suspension platform with a McPherson mechanism equipped with different sensors. This algorithm aims to estimate uncertainties and road input, and determines an accurate dynamic model for the vehicle suspension system. In the proposed method, the terms including uncertainties and unknown road input are added to the system as new state variables. Then, using data of sprung mass and unsprung mass displacements, these uncertainties and unknown inputs are estimated along with other state variables of the system. A nonlinear Kalman filter with unknown input is also designed to be compared with the ESO. The comparison results using the experimental data with measurement errors indicate the high accuracy of the ESO in constructing a precise dynamic model for the system. Meanwhile, the ESO uses fewer sensors and its regulation is easier. Both observers are used within the structure of active suspension system under an optimal nonlinear controller to provide the objectives of the suspension system. Co-simulation results of Adams/MATLAB show the better performance of the proposed controller using the ESO.
Keywords: Vehicle suspension system, Unknown road input, Extended State Observer, Unknown input Kalman filter, Optimal Nonlinear Control -
در این مقاله به طراحی و پیاده سازی عملی یک کنترل کننده مبتنی بر خطی ساز پسخور برای بازوی اهرمی با مفصل انعطاف پذیر در حضور اغتشاشات خارجی و عدم قطعیت های مدل پرداخته می شود. برای دسترسی به یک مدل دینامیکی با مرتبه کاهش یافته، اما دقیق و قابل اطمینان از سیستم جهت استفاده در طراحی کنترل کننده، یک رویت گر حالت توسعه یافته پیشنهاد می شود. در روش پیشنهادی، با در نظر گرفتن جمله دربرگیرنده ی عدم قطعیت های مدل و اغتشاشات خارجی سیستم به عنوان یک متغیر حالت جدید، تخمینی از این متغیر در کنار سرعت زاویه ای بازو با استفاده از داده های اندازه گیری مربوط به موقعیت زاویه ای بازو ارایه می شود. کنترل کننده طراحی شده مبتنی بر این رویت گر می تواند خود را با شرایط واقعی تطبیق داده و در هرلحظه اطلاعات مربوط به عدم قطعیت های مدل و اغتشاشات خارجی را استفاده نماید. سیستم کنترلی با و بدون استفاده از رویت گر به صورت آزمایشگاهی برای بازوی اهرمی با مفصل انعطاف پذیر پیاده سازی می شود. نتایج حاصل حاکی از این است که اغتشاشات خارجی و عدم قطعیت های موجود در سیستم به صورت برخط به خوبی تخمین زده شده و به کنترل کننده ارسال می گردد. بدین ترتیب کنترل کننده ی تطبیقی طراحی شده می تواند با بهره گیری از اطلاعات فقط یک حسگر به واسطه ی استفاده از مدل کاهش یافته، مسیرهای مختلف برای بازوی اهرمی با مفصل انعطاف پذیر را با دقت بالایی در شرایط واقعی ردیابی کند. همچنین، الگوریتم پیشنهادی به دلیل حجم محاسبات کم، سریع بوده و برای پیاده سازی عملی مناسب است.
کلید واژگان: مفصل انعطاف پذیر, رویت گر حالت توسعه یافته, به روزرسانی مدل, کنترل کننده خطی ساز پسخور تطبیقی, پیاده سازی عملیThis study deals with the design and experimental implementation of an adaptive feedback linearization controller for a flexible joint lever-arm (FJLA) in the presence of uncertainties and external disturbances. An extended state observer is proposed to upgrade the reduced-order model to an accurate and reliable model with the same order. In the proposed method, the uncertainties and external disturbances are assumed as an extended state and the link position information is used to estimate this state in combination with the angular velocity of the link states. The control system designed based on the proposed observer can adapt itself to real conditions, and use enough information about uncertainties and disturbances. The proposed controller with and without using the observer is examined on a fabricated flexible-joint lever arm. The results indicate that the uncertainties and disturbances are well estimated online for being used in the controller. Therefore, the proposed adaptive controller using just one sensor has a higher accuracy in controlling the position of the FJLA under different trajectories. Also, the proposed control method is fast and suitable for online implementation.
Keywords: Flexible joint, Extended State Observer, Model updating, Adaptive feedback linearization control, Experimental implementation -
ناوبری تناسبی معمولا در فاز نهایی موشک های آشیانه یاب مورداستفاده قرار می گیرد. برای پیاده سازی این قانون هدایت نیاز به اندازه گیری و یا محاسبه متغیر نرخ چرخش خط دید است. برای اندازه گیری این متغیر معمولا نیاز به استفاده از جستجوگرهای طوقه دار است؛ اما درصورتی که سامانه مجهز به جستجوگر چسبیده به بدنه باشد، این متغیر باید از روش های مشتق گیری و یا تخمین محاسبه گردد. با توجه به اینکه سیگنال اندازه گیری شده توسط جستجوگرها معمولا آغشته به نویز است؛ لذا مشتق گیری از این سیگنال نیازمند عبور از فیلتر پایین گذر بوده که منجر به تغییر رفتار در متغیر اندازه گیری شده خواهد شد. مسیله موردنظر در این مقاله طراحی رویتگر مد لغزشی توسعه یافته زمان گسسته برای تخمین نرخ چرخش خط دید و ارزیابی آن در حلقه هدایت میباشد که این کار با انجام شبیه سازی کامپیوتری بررسی می شود. پیاده سازی رویتگرهای زمان پیوسته در پردازنده ها دارای چالش هایی از قبیل انتخاب زمان نمونه برداری است و بهتر است رویتگر از ابتدا به صورت زمان گسسته طراحی گردد تا مسایل پیاده سازی آن از مرحله طراحی در نظر گرفته شده و در شبیه سازی های کامپیوتری نیز بررسی گردد.
کلید واژگان: مد لغزشی زمان گسسته, رویتگر توسعه یافته, تخمین نرخ چرخش خط دید, جستجوگر چسبیده به بدنهProportional Navigation is commonly used in the terminal phase of homing missiles. To implement this guidance law, it is necessary to measure or calculate Line of Sight (LOS) rate. It is usually necessary to use gimballed seekers to measure the LOS rate. However, if the system is equipped with a strapdown seeker, the LOS rate must be calculated from derivation or estimation methods. Because the signal measured by seekers usually contains noise, so deriving this signal requires a low pass filter that will cause the behavior changes in the measured variable. The issue in this paper is the design of a discrete time sliding mode extended state observer to estimate the LOS rate and evaluate it in the guidance loop. This is done by performing computer simulations. Implementing continuous time observers in processors has challenges such as sampling time selection and it is better to design the observer in discrete time form from the beginning so that its implementation issues can be considered from the design level and in computer simulations.
Keywords: Discrete Time Sliding Mode, Extended State Observer, LOS rate Estimation, Strapdown Seeker -
روش های معمول طراحی اتوپایلوت، برای مواجهه با نامعینی ها محافظه کارانه عمل کرده و اتوپایلوت به میزانی کند می شود که سیستم بتواند عملکرد پایدار خود را در حضور میزانی از نامعینی ها حفظ کند. اما در این صورت، تضمینی بر حفظ عملکرد مطلوب در حضور تمام نامعینی ها وجود نخواهد داشت و از ظرفیت سیستم به خوبی استفاده نمی شود. در روش ارایه شده، با استفاده از رویت گر حالت افزوده، نامعینی ها به شکل تجمیع شده و در کنار حالت های سیستم تخمین زده می شوند و با استفاده از رویکرد خطی سازی با بازخورد، به همراه عبارت های غیرخطی از فرآیند کنترل حذف می گردند. آنچه باقی می ماند یک سیستم خطی ساده است که به نحو ساده تری قابل کنترل است. در این روش، با نامعینی ها بدون محافظه کاری برخورد می شود و در نتیجه، کارایی در شرایط مختلف بهبود می یابد. در انتها و به منظور مقایسه، نتایج عملکرد روش پیشنهادی و اتوپایلوت خطی در اجرای 1000 مرتبه مونت کارلو با شرایط مشخص مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده است که روش پیشنهادی در مقایسه با روش مرسوم از عملکرد بهتری برخوردار است.کلید واژگان: اتوپایلوت غیرخطی, خطی سازی با فیدبک, رویتگر حالت افزوده, مقاومThe conventional methods for designing autopilots deal conservatively with uncertainties such that the autopilot should be slowed down to the extent in which the system can maintain its desired performance in the presence of a certain uncertainty. However, there will be no guarantee of good performance in the presence of all uncertainties while the capabilities of the system will not be used properly. In the proposed method, using the extended state observer, the lumped uncertainties along with the system’s states will be estimated, and using feedback linearization approach, along with the nonlinear terms will be removed from the control loop. What remains is a simple linear system that is easier to control. In this method, uncertainties is treated without conservatism and consequently performance is improved in different conditions. Finally, for comparing the results of proposed method with linear autopilot a 1000 times Mont Carlo running with specific condition has been used and is shown that the proposed method is better than the conventional method in performance.Keywords: Nonlinear Autopilot, Feedback Linearization, Extended State Observer, Robust
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.