کالیبراسیون زیر سیستم مغناطیسی در یک سیستم تعیین زوایای دوران

کلید واژه‌ها: کالیبراسیون – سیستم شمال‌یاب مغناطیسی – سیستم تعیین زوایای دوران – ناوبری – تخمین

چکیده:

زیر سیستم مغناطیسییا سیستم شمال‌یاب مغناطیسی امروزه بطور گسترده در خودروهای زمینی و هوایی برای اندازه‌گیری زاویه‌ی سمت از شمال سیستم در حال حرکت استفاده می‌شود. سیستم شمال‌یاب مغناطیسییکی از بخش‌های اصلییک سیستم تعیین زوایای دوران است که با اندازه‌گیری بردار ميدان مغناطيسي زمين در راستای محورهای متعامد بدنه، زاویه‌ی سمت از شمال یک سیستم در حال حرکت را محاسبه می‌نماید. حسگرهای مغناطیسی سه‌محوره‌ی عمود برهم در یک سیستم شمال‌یاب مغناطیسی، تحت تأثير میدان‌های اغتشاش مختلفی قرار مي‌گيرند. خروجي حسگرها با اغتشاشات مغناطيسي محلي نرم و سخت تركيب مي‌شود و در نتیجه مانع دست‌یابی به زاویه‌ی سمت از شمال با دقت و كيفيت مورد نياز می‌شود. لذا فرآیندکالیبراسیون سیستم شمال‌یاب مغناطیسی به منظور تخمين اغتشاشات و جبران آنها صورت می‌گیرد تا زاویه‌ی سمت از شمال مغناطیسی در حد امکان تصحیح گردد. در این پایان‌نامه فرآیند کالیبراسیون سیستم شمال‌یاب مغناطیسی با سه روش اصلی «swinging»، «بردار سرعت» و «مدل میدانمغناطیسی» صورت گرفته است. «الگوریتم کالیبراسیونswinging» در حوزه‌ی زاویه‌ی سمت از شمال، فرآیند کالیبراسیون را انجام می‌دهد و نیز فرآیند کالیبراسیون انجام گرفته توسط «الگوریتم کالیبراسیون بردار سرعت» با تخمین پارامترهای مولفه‌های میدان مغناطیسی زمین در صفحه‌ی تراز افقی صورت می‌گیرد. «الگوریتم کالیبراسیون مدل میدان مغناطیسی» با تخمین پارامترهای کالیبراسیون در نظر گرفته شده برای خروجی‌های حسگرهای مغناطیسی، فرآیند کالیبراسیون سیستم شمال‌یاب مغناطیسی و تصحیح زاویه‌ی سمت از شمال مغناطیسی را انجام می‌دهد. در اینپایان‌نامه روش دسته‌بندی پارامترهای کالیبراسیون برای الگوریتم‌های کالیبراسیون «swinging» و «بردار سرعت» و روش تخمین پارامترهای کالیبراسیون با یک فرآیند اتفاقی برای «الگوریتم کالیبراسیون مدل میدان مغناطیسی» پیشنهاد شده است. الگوریتم های کالیبراسیون ذکر شده توسط تست‌های عملی از جمله تست‌های خودرویی انجام گرفته شده در محوطه‌ی دانشگاه تبریز و داده‌های تست‌های هوایی، صحه‌گذاری شده است. همچنین در روشی دیگر با استفاده از یک کنترل کننده‌ی ممدانی فازی، روش‌های دسته‌بندی الگوریتم‌های کالیبراسیون «swinging» و «بردار سرعت» ترکیب شده و توسط این کنترل کننده، پارامترهای مربوط به هر روش کالیبراسیون محاسبه شده است. از شبکه های عصبی مصنوعی نیز برای فرآیند کالیبراسیوناستفاده می‌شود. در این روش، پارامترهای کالیبراسیون برای خروجی‌های حسگرهای مغناطیسی و برای زاویه‌ی سمت از شمال در نظر گرفته نمی‌شود و بجای آن‌هااز یکشبکه‌ی سه لایه‌ی پرسپترون پیشرو به عنوان مدل فرآیند کالیبراسیون استفاده شده و تصحیح زاویه‌ی سمت از شمال انجام می‌شود.بدین منظور دو ساختار شبکه عصبی مصنوعی برای فرآیند کالیبراسیون پیشنهاد شده است که با تست‌های عملی صحه‌گذاری می‌شوند.