Використання комплементарного фільтра для ідентифікації параметрів руху елементів сферичного паралельного механізма
Ключові слова:
сферичний паралельний механізм, комплементарний фільтр, акселерометр, гіроскоп, ідентифікація параметрів руху, керування роботизованими об'єктами, оцінка стану, прогнозування, корекція вимірювань, згладжування данихАнотація
В статті пропонується використовувати комплементарний фільтр в системі управління СПМ для обробки даних з акселерометра та гіроскопа. Комплементарний фільтр об'єднує дані з акселерометра, який вимірює лінійне прискорення, що можна використовувати для визначення кута нахилу в статичному положенні та гіроскопа, який вимірює кутову швидкість, що використовується для інтегрування і визначення кута повороту. Фільтр обчислює зважене середнє цих двох вимірювань, причому ваги вибираються таким чином, щоб мінімізувати вплив шумів і дрейфу кожного датчика.
Розроблено алгоритм розрахунку кута нахилу платформи СПМ де підсумкова величина кута нахилу є сумою інтегрованого значення гіроскопа і миттєвого значення акселерометра. На кожному етапі інтегрування коригується інтеграл кута нахилу за допомогою показань акселерометра. Виконано експериментальну перевірку ефективності комплементарного фільтра для ідентифікації параметрів руху елементів сферичного паралельного механізму.
Посилання
Mahony R., Hamel T., Pflimlin J.-M. Nonlinear Complementary Filters on the Special Orthogonal Group. IEEE Transactions on Automatic Control. 2008. Vol. 53, no. 5. P. 1203–1218. DOI: 10.1109/TAC.2008.923738.
Madgwick S. O. H., Harrison A. J. L, Vaidyanathan R. Estimation of IMU and MARG orientation using a gradient descent algorithm. 2011 IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics : proceedings, Zurich, Switzerland, 29 June–01 July 2011 / IEEE. 2011. P. 1–7. DOI: 10.1109/ICORR.2011.5975346.
Шмана К. С. Використання фільтрів Калмана та Маджвіка для обробки пока-зань гіроскопу та акселерометра. Новітні технології у науковій діяльності і навчальному процесі : матеріали тез доп. Всеукр. наук.- практ. конф. студентів, аспірантів та молодих учених, Чернігів, Україна, 10–11 Квітня 2019 / ЧНТУ. Чернігів, 2019. С. 85–87.
Gao W. et al. Adaptive Kalman Filtering with Recursive Noise Estimator for Integrated SINS/DVL Systems. Journal of Navigation. 2015. Vol. 68(1). P. 142–161. DOI: 10.1017/S0373463314000484.
Примушко А. М., Рижков Л. М. Дослідження комплементарного фільтра на МЕМС-вимірювачах. Інформаційні системи, механіка та керування. 2019. Вип. 20. С. 47–53.
Lebedenko Y. et al. Research of Control Systems for Robotic Spatial Planning Platforms. 2022 IEEE 4th International Conference on Modern Electrical and Energy System (MEES) : proceedings, Kremenchuk, Ukraine, 20–23 October 2022 / IEEE. 2022. P. 1–4. DOI: 10.1109/MEES58014.2022.10005765.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
