اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات38
تعداد شماره‌ها1,258
تعداد مقالات9,115
تعداد مشاهده مقاله8,327,622
تعداد دریافت فایل اصل مقاله5,041,168
محمدحسینی, سعید, مرادی, عباس. (1398). طراحی و ساخت بلوک اندازه‌گیری اینرسی بدون ژایرو با استفاده از چینش شتاب‌سنج‌های میکرو الکترومکانیکی. پدافند الکترونیکی و سایبری, 15(1), 63-74.
سعید محمدحسینی; عباس مرادی. "طراحی و ساخت بلوک اندازه‌گیری اینرسی بدون ژایرو با استفاده از چینش شتاب‌سنج‌های میکرو الکترومکانیکی". پدافند الکترونیکی و سایبری, 15, 1, 1398, 63-74.
محمدحسینی, سعید, مرادی, عباس. (1398). 'طراحی و ساخت بلوک اندازه‌گیری اینرسی بدون ژایرو با استفاده از چینش شتاب‌سنج‌های میکرو الکترومکانیکی', پدافند الکترونیکی و سایبری, 15(1), pp. 63-74.
محمدحسینی, سعید, مرادی, عباس. طراحی و ساخت بلوک اندازه‌گیری اینرسی بدون ژایرو با استفاده از چینش شتاب‌سنج‌های میکرو الکترومکانیکی. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1398; 15(1): 63-74.

طراحی و ساخت بلوک اندازه‌گیری اینرسی بدون ژایرو با استفاده از چینش شتاب‌سنج‌های میکرو الکترومکانیکی

مکانیک هوافضا
مقاله 6، دوره 15، شماره 1 - شماره پیاپی 55، اردیبهشت 1398، صفحه 63-74    اصل مقاله (864.99 K)
نویسندگان
سعید محمدحسینی* ؛ عباس مرادی
دانشگاه صنعتی مالک اشتر
تاریخ دریافت: 15 شهریور 1396،  تاریخ بازنگری: 30 بهمن 1397،  تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397 
چکیده
به دلیل قیمت بالای ژایروسکوپ های مکانیکی و اپتیکی، در سال های اخیر استفاده از سیستم های اندازه گیری ارزان قیمت مبتنی بر حسگر های ارزان قیمت میکرو الکترومکانیکی ، در کنار تلفیق با سیستم های کمک ناوبری رادیویی جهت دست یافتن به دقت مورد نیاز مورد توجه قرار گرفته است. لیکن وجود مشکلاتی چون دریفت بالای ژایروسکوپ‌های MEMS و حساسیت آکوستیکی آنها ، در مقایسه با شتاب سنج های هم رده خود، موجب شده تا موضوع طراحی واحد اندازه گیری اینرسی بدون استفاده از ژایروسکوپ و تنها با استفاده از چینش شتاب سنج های ارزان قیمت MEMS روی یک پیکره هندسی مطرح گردد. بر این اساس در این مقاله ضمن معرفی معیار های بهینگی، ساختار هندسی مناسبی با پیکربندی و توزیع شتاب‌سنج ها روی آن انتخاب شده و در ادامه این ساختار و پیکربندی با شتاب‌سنج های سه محوره ارزان قیمت موجود ساخته شده و نتایج آزمایشگاهی ارائه‌گردیده است.
کلیدواژه‌ها
واحد اندازه‌گیری اینرسی بدون ژایرو؛ شتاب سنج های MEMS؛ الگوریتم تخمین LS
عنوان مقاله [English]
Design and Construction of Free Gyro IMU Using MEMS Accelerometers
چکیده [English]
Because of the high cost of mechanical and optical gyroscopes, in recent years the low cost measurement systems based on Micro Electro Mechanical sensor (MEMS) are widely used. These systems often are integrated with radio navigation to achieve the required accuracy. MEMS gyroscopes suffer some problems like large drift and acoustic sensitivity, compare with MEMS accelerometers. So the design of low cost inertial measurement system without using the gyroscope, and based on a suitable geometry configuration of accelerometers is considered in literature in recent years. The goal of this research is to design and manufacture of such free gyroscope measurement unit. For this purpose, first an appropriate geometry configuration of accelerometer is proposed then the mathematical relationship between the output of linear accelerometers and linear and revolving acceleration of the center of mass of the structure is derived and then the angular velocities are estimated. The proposed free gyroscope IMU is constructed using the ADXL345 accelerometers as sensors and the ARM-LPC1768 microcontroller as processing unit. The experimental results using a rotating table as reference are gathered in the Lab. The results show the suitable performance of the measurements unit.
کلیدواژه‌ها [English]
Free gyro inertial measurement unit, MEMS accelerometer, LS Estimation Algorithm
مراجع
  1. Chen, J.H., Lee, S.C., and DeBra, D.B. “Gyroscope Free Strapdown Inertial Measurement Unit by Six Linear Accelerometers”, J. Guid. Cont. and Dyn. Vol. 17, No. 2,  pp. 286-290, 1994.##
  2. Woo, T. C., Mostov, K., and Varaiya, P. “Feasibility of A Gyroscope-free Inertial Navigation System for Tracking Rigid Body Motion”; Contract UCB-ITS-PRR-2000-9, California PATH Program, Institute of Transportation Studies, University of California, Berkeley, UC Berkeley, California, May 2000.##
  3. Woo, T. C., Park, S., Mostov, K., and Varaiya, P. “Design of Gyroscope-Free Navigation Systems”, Proc.  Int. Conf. IEEE Intelligent Transportation Sys., Oakland, USA, 2001.##
  4. Woo, T. C. and  Park, S. “Design and Error Analysis of Accerometer-Based Inertial Navigation Systems”; Contract UCB-ITS-PRR-2002-21, California PATH Program, Institute of Transportation Studies, University of California, Berkeley, UC Berkeley, California, June 2002.##
  5. Hanson, R. and Pachter, M. “Optimal Gyro-Free IMU Geometry”; Proc. Int. Conf.  AIAA Guidance, Navigation and Control, San Francisco, USA, 2005.##
  6. Schopp, P., Klingbeil, L., Peters, C., and Manoli, Y. “Design, Geometry Evaluation, and Calibration of a Gyroscope-Free Inertial Measurement Unit”, Sensors and Actuators, Vol. 162. pp. 379–387, 2010.##
  7. Pachter, M. and Welker, T. C. “Gyro-Free INS Theory”, J. of the Institute of Navigation, Vol. 60, No. 2, pp. 85-96, 2013.##
  8. Liu, C., Zhang, S., Yu, S., Yuan, X., and Liu, S. “Design and Analysis of Gyro-Free Inertial Measurement Units with Different Configurations”, Sensors and Actuators, Vol. 214, pp. 175–186, 2014.##
  9. Titterton, D. H. “Strapdown Inertial Navigation Technology”, American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc., 2004.##
  10.  Wittenmark, B. and Astrom, K. J. “Adaptive Control 2nd Edition”, Addison Wesley Publishing, United States, 1995.##
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 573
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 218