فیلتر کالمن بهینه برای تخمین وضعیت UAV چهارموتوره

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

فیلتر کالمن بهینه برای تخمین وضعیت UAV چهارموتوره

عنوان لاتین

Optimal Kalman Filter for state estimation of a quadrotor UAV

در این مقاله هدف اصلی، مطالعه روش فیلتر کالمن بهینه (OKF) برای تخمین بردار حالت یک UAV چهارموتوره کوچک از طریق ترکیب اعوجاجات داخلی از جمله فرآیند گوسی سفید و نویزهای اندازه گیری است. در ابتدا، مدل سینماتیک و دینامیک چهارموتوره به وسیله روش استخراج خطی، به یک سیستم زمان گسسته تبدیل می شود. سپس، به منظور انجام موقعیت دقت بالا و کنترل ردیابی حالت چهارموتوره، کنترلر زمان پرواز زمان گسسته با استفاده از تکنیک مد لغزشی زمان گسسته مرتبه دو طراحی شده است. علاوه بر این، تخمین بردار حالت چهارموتوره هواپیما با استفاده از OKF انجام شده است. عملیات ترکیب بین کنترلر پرواز و OKF از طریق آزمون های شبیه سازی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی گسترده نشان می دهد که استراتژی ترکیبی از لحاظ واریانس و تخمین حالت عملکرد خوبی دارد.

In this work, the main objective is to study the Optimal Kalman Filtering (OKF) method for estimating thestate vector of a small quadrotor UAV through incorporating the internal disturbances including the whiteGaussian process and measurement noises. Firstly, the kinematic and dynamic model of the quadrotoris transformed into a discrete-time system via the linear extrapolation method. Secondly, for the sake ofperforming the high accuracy position and attitude tracking control of the quadrotor, the discrete-timeflight controller is designed using second order discrete-time sliding mode technique. In addition, theestimation of the quadrotor aircraft’s state vector is carried out with the use of OKF. The performance of thecombination between the flight controller and the OKF is evaluated through simulation tests. Extensivesimulation results show that the combined strategy has a good performance in terms of variance andstate estimation.