تخمین ضرایب پسای خطی و فشاری یک ربات زیردریایی با استفاده از فیلترهای کالمن غیرخطی

Abstract

تعیین موقعیت ربات‌های زیردریایی با استفاده از مدل سینتیکی آن‌ها از اهمیت بالایی در ناوبری این ربات‌ها برخوردار است. اهمیت استفاده از مدل‌های سینتیکی در ناوبری وسایل زیردریایی زمانی دوچندان است زیرا در زیر آب، امکان دسترسی به داده‌های سیستم موقعیت‌یاب جهانی و امواج رادیویی وجود ندارد و ناوبری کور با استفاده از داده‌های حسگرهایی نظیر واحد اندازه‌گیری اینرسی و سرعت‌سنج‌های داپلری انجام می‌گیرد. به منظور پیاده‌سازی الگوریتم ناوبری مبتنی بر مدل سینتیکی، به یک مدل دقیق برای وسایل زیردریایی نیاز است که ضرایب پسای خطی و فشاری، از جمله مهمترین ضرایب تاثیرگذار در دقت آن هستند. در این مقاله، ضرایب پسای خطی و فشاری برای یک نمونه ربات زیردریایی هدایت از راه دور با استفاده از فیلترهای کالمن غیرخطی توسعه‌یافته و بدون بو تخمین زده می‌شوند. برای این منظور، یک مدل شش درجه آزادی از ربات زیردریایی برای شبیه‌سازی حرکت آن، مورد استفاده قرار می‌گیرد. سپس ورودی و خروجی‌های مدل شبیه‌سازی شده، به الگوریتم‌های تخمین داده می‌شوند تا ضرایب هیدرودینامیک شوند. مقایسه نتایج شبیه‌سازی مانورهای ربات با استفاده از ضرایب شناسایی شده و ضرایب واقعی و مقایسه مسیرهای حرکتی به دست آمده، نشان می‌دهد که مسیر حاصل از ضرایب شناسایی شده توسط فیلترکالمن بدون بو، به مسیر واقعی حرکت وسیله نزدیک تر است.