« Aalto « ELEC « AS

Harjoitustyo-10

Current information about this course may be found in the Noppa Portal.


AS-84.2161 Automaation signaalinkäsittelymenetelmät Kevät 2008

Opintojaksoon kuuluva harjoitustyö

Kalman-tyyppisen tilaestimaattorin suunnittelu, navigointi (GPS + kompassi)

Käytettävissä on ajoneuvon epälineaarinen tilamalli pdf . Sen avulla voidaan simuloida ajoneuvon liikkeita siis paikkaa ja orientaatiota, kun esimerkiksi v on vakio ja ohjauskulman u trajektori on annettu.

Oletetaan että ajoneuvon paikka voidaan määrittää vaatimattomalla GPS-satelliittipaikannuksella ja suunta antiikkisella kompassilla, ja että molempien mittausvirheet voidaan mallittaa nollakeskiarvoisilla toisistaan riippumattomilla valkoisilla kohinoilla. Mittaukset saadaan ajan suhteen diskreetisti, mittausväli T.

Simuloikaa ensin ajoneuvon liikkeitä tilamallilla ja haluamallanne avoimella ohjaustrajektorilla. Simuloinnin voi tehdä joko Simulinkillä jatkuvilla differentiaaliyhtälöillä (jolloin mittaukset muutettava tasavälisiksi, T) tai Euler-integroinnilla diskretoiduilla yhtälöillä Matlab:lla (mittausvälin oltava T riittävän lyhyt jotta Euler-approksimaatio toimii).

Generoikaa kohinaiset mittaukset lisäämällä tilan trajektoreihin (aikasarjoihin) sopivanlaatuista kohinaa.

Soveltakaa diskreetiä laajennettua Kalman-suodinta sensoritiedon integeroinnissa ajoneuvon paikan (x,y) ja absoluuttisen suunnan määrittämiseksi. Kannattaa tehdä Matlab:lla käyttäen diskreettiä mallia, jonka saa Euler-approksimaation perusteella

Siis X'=F(x,t) => X(t+T) = X(t) + F(X(t),t)T = Fd(X(t),t)

Selvitelkää estimaattorin toimintaa erilaisilla estimaattorin virityksillä.

Tehkää loppudokumentti erillisen ohjeen mukaisesti.