Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Độ bền đối với tiếng ồn trong phép đo của người quan sát thái độ hội tụ toàn cầu với các thư giãn topo
Tóm tắt
Trong thập kỷ qua, đã có nỗ lực đáng kể trong việc thiết kế các người quan sát thái độ với khả năng ước lượng độ lệch, đảm bảo cả tính ổn định và hội tụ. Tuy nhiên, hầu hết các kết quả lý thuyết đều xem xét một môi trường không có tiếng ồn, để lại việc phân tích tác động của tiếng ồn cho các kết quả mô phỏng và thực nghiệm. Bài báo này xem xét độ bền của một giải pháp hiện có trước tiếng ồn trong tất cả các phép đo bằng cách xem xét hai cài đặt: (i) tiếng ồn có giới hạn và (ii) tiếng ồn ngẫu nhiên được mô hình hóa bởi một quá trình Wiener. Các kết quả thu được rất hấp dẫn vì chúng cho thấy tính ổn định của người quan sát trong cả hai kịch bản, từ đó bổ sung cho sự hội tụ toàn cục theo cấp số nhân trong môi trường không có tiếng ồn. Đặc biệt, đối với tiếng ồn có giới hạn, sai số ước lượng vẫn ở trong giới hạn, trong khi trong trường hợp tiếng ồn được mô hình hóa bởi một quá trình Wiener, sai số trung bình hội tụ về không, với phương sai có giới hạn. Cuối cùng, một kết quả bổ sung liên quan đến việc tính toán các ước lượng trên SO(3) cũng được bao gồm.
Từ khóa
#người quan sát thái độ #hội tụ toàn cầu #tiếng ồn trong phép đo #quá trình Wiener #ước lượng độ lệchTài liệu tham khảo
Barrau, A., Bonnabel, S.: Intrinsic filtering on Lie groups with applications to attitude estimation. IEEE Trans. Autom. Control 60(2), 436–449 (2015)
Batista, P., Silvestre, C., Oliveira, P.: A GES attitude observer with single vector observations. Automatica 48(2), 388–395 (2012)
Batista, P., Silvestre, C., Oliveira, P.: Globally exponentially stable cascade observers for attitude estimation. Control Eng. Pract. 20(2), 148–155 (2012)
Batista, P., Silvestre, C., Oliveira, P.: Sensor-based globally asymptotically stable filters for attitude estimation: analysis, design, and performance evaluation. IEEE Trans. Autom. Control 57(8), 2095–2100 (2012)
Belta, C., Kumar, V.: An SVD-based projection method for interpolation on SE(3). IEEE Trans. Robot. Autom. 18(3), 334–345 (2002)
Berkane, S., Abdessameud, A., Tayebi, A.: Global hybrid attitude estimation on the special orthogonal group SO(3). In: Proceedings of the 2016 American Control Conference, pp. 113–118. Boston, USA (2016)
Berkane, S., Tayebi, A.: On deterministic attitude observers on the special orthogonal group SO(3). In: Proceedings of the 55th IEEE Conference on Decision and Control, pp. 1165–1170. Las Vegas, USA (2016)
Crassidis, J., Markley, F., Cheng, Y.: Survey of nonlinear attitude estimation methods. J Guid. Control Dyn. 30(1), 12–28 (2007)
Geering, H., Dondi, G., Herzog, F., Keel, S.: Stochastic systems. Measurement and Control Laboratory, Swiss Federal Institute of Technology (ETH) (2011)
Grip, H., Fossen, T., Johansen, T., Saberi, A.: Attitude estimation using biased gyro and vector measurements with time-varying reference vectors. IEEE Trans. Autom. Control 57(5), 1332–1338 (2012)
Grip, H., Fossen, T., Johansen, T., Saberi, A.: Globally exponentially stable attitude and gyro bias estimation with application to GNSS/INS integration. Automatica 51, 158–166 (2015)
Hua, M.D.: Attitude estimation for accelerated vehicles using GPS/INS measurements. Control Eng. Pract. 18(7), 723–732 (2010)
Izadi, M., Sanyal, A.: Rigid body attitude estimation based on the Lagrange-d’Alembert principle. Automatica 50(10), 2570–2577 (2014)
Izadi, M., Viswanathan, S., Sanyal, A., Silvestre, C., Oliveira, P.: The variational attitude estimator in the presence of bias in angular velocity measurements. In: Proceedings of the 2016 American Control Conference, pp. 4065–4070. Boston, USA (2016)
Khalil, H.: Nonlinear Systems, 2nd edn. Prentice-Hall, Upper Saddle River (1996)
Khalil, H.: Nonlinear Systems, 3rd edn. Prentice Hall, Upper Saddle River (2001)
Mahony, R., Hamel, T., Pflimlin, J.M.: Nonlinear complementary filters on the special orthogonal group. IEEE Trans. Autom. Control 53(5), 1203–1218 (2008)
Markley, F., Mortari, D.: How to estimate attitude from vector observations. Proc. AAS/AIAA Astrodyn. Spec. Conf. 103(3), 1979–1996 (1999)
Namvar, M., Safaei, F.: Adaptive compensation of gyro bias in rigid-body attitude estimation using a single vector measurement. IEEE Trans. Autom. Control 58(7), 1816–1822 (2013)
Rugh, W.: Linear system theory, 2nd edn. Prentice-Hall Inc, Upper Saddle River (1995)
Teel, A.R., Hespanha, J.: Examples of GES systems that can be driven to infinity by arbitrarily small additive decaying exponentials. IEEE Trans. Autom. Control 49(8), 1407–1410 (2004)
Trumpf, J., Mahony, R., Hamel, T., Lageman, C.: Analysis of non-linear attitude observers for time-varying reference measurements. IEEE Trans. Autom. Control 57(11), 2789–2800 (2012)
Wu, T.H., Kaufman, E., Lee, T.: Globally asymptotically stable attitude observer on SO(3). In: Proceedings of the 54th IEEE Conference on Decision and Control, pp. 2164–2168. Osaka, Japan (2015)
Zamani, M., Trumpf, J., Mahony, R.: Minimum-energy filtering for attitude estimation. IEEE Trans. Autom. Control 58(11), 2917–2921 (2013)