دانلود رایگان ترجمه مقاله نحوه تخمین اختلال پهپاد (Sciendo سال 2019)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

3. معادلات پویای UAV
در این بخش، مدل UAV برای به دست آوردن مشاهده گر آشفتگی استفاده خواهد شد، ارائه شده است. ابتدا معادلات حرکت پویا پیوسته برای اجسام سفت و سخت سه بعدی، فرموله شده به شکل تکانه، در مرجع جهانی و با توجه به عملکرد جاذبه، محرک های چرخشی و آشفتگی ها ارایه می گردد. با توجه به اطلاعات و دانش نویسندگان، این انتخاب که از مزایای ساخت سیستم به صورت خطی بهره می برد، قبلاً در زمینه تخمین اختلالات (آشفتگی ها) در UAV مورد استفاده قرار نگرفته است. دوم، یک مدل آشفتگی ساده اما کلی مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت، مدل مشترک با در نظر گرفتن دو دینامیک قبلی نشان داده می شود.

3.1 معالات حرکت پویا. اجازه دهید فریم {W}، یک لختی با منشاء سطح زمین با جهت گیری ثابت داده شده باشد. پیکربندی NED (شمال- شرق- پایین) در اینجا به صورت عرف معمول مورد استفاده قرار می گیرد، یعنی، محور x فریم، سمت قطب شمال، محور y سمت شرق و محور z سمت مرکز زمین را نشان می دهد.
اجازه دهید فریم {B} یک فریم غیر لختی واقع در مرکز جرم جسم باشد که به سختی با نقاط محور x به سمت جلو، محور y به سمت راست و محور z به سمت پایین متصل است. شکل 1 این فریم های مرجع را نشان می دهد.

3.2 مدل آشفتگی (اختلال). به طور کلی دینامیک ها ناشناخته هستند و این دلیل اصلی این امر است که افرادی منند روگییرو و همکارانش (2014) و یوکسل و همکارانش (2014) فرض کردند که d=0 است. با این حال، این محدودیت می تواند خروجی تخمین را به صورت دینامیک های خیلی سریع کاهش دهد. به منظور کاهش این اشکال، می توان فرض کرد که آشفتگی d، یک تابع پیوسته است که با زمان ناشناخته هدایت می شود و خروجی برون زا در r امین مشتق آن تغییر می نماید،

3.4 اندازه های سیستم- در مورد برنامه های کاربردی ناوبری (جهت گیری) معمولی، از یک برآوردگر لایه بالا برای بازسازی حالت های برخورد و سرعت در حین فیلترینگ و حذف خطا از خوانش سنسورها استفاده می شود؛ به عنوان مثال، به مقالات سانتاماریا- ناوارو و همکاران. (2015) ، لینن و همکاران. (2013) یا آثار کیلی و سوخاتم (2011) مراجعه فرمایید.

4. مشاهده گر کران دار (محدود) درجه دوم بهینه UAV
در این بخش، از روش طراحی ارایه شده در بخش 3 برای تولید یک مشاهده گر برای UAV ارایه شده در معادلات 48 و 54 استفاده می نماییم. برای نشان دادن عملکرد تخمین، از شبیه سازی موجود در شکل 2 استفاده می کنیم.
ورودی های مدل دینامیکی (پویا)، سرعت زاویه مطلوب چهار روتور به همراه آشفتگی d است که نمودار زمان آن در شکل 3 آورده شده است. این آشفتگی، نیرویی است که در جهت x جهانی عمل می کند. مجموعه سنسورهای در نظر گرفته شده شامل یک IMU است که سرعت زاویه ای UAV و شتاب نیروهای خارجی را اندازه گیری می کند، یک مغناطیس سنج سه محوره که از جهت میدان مغناطیسی زمین خارج می شود و یک سنسور GPS که موقعیت خود را از فریم {W} بیرون می کشد. کنترلر، مدل UAV و مدل محرک (فعال کننده) اصطلاحاتی هستند که توسط هارتمن و همکاران (2014) ارایه شده است، با این وجود کوارترها برای پارامتری کردن و اندازه گیری حالات برای شبیه سازی رفتار یک کوادروتور AscTec Hummingbird در نظر گرفته می شوند. مدل های سنسور (حسگر) بر اساس آزمایش های واقعی بر روی پلت فرم آزمایشی اندازه گیری می شوند (مدرج می شوند).