Aplicación de un Filtro de Kalman Adaptativo de Conmutación Suave para Mediciones de Sobrerango en una Extensión de Baja Frecuencia de Sensores MHD
Autores: Tong, Junze; Shi, Shaocen; Wang, Fuchao; Tian, Dapeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Aplicación de un Filtro de Kalman Adaptativo de Conmutación Suave para Mediciones de Sobrerango en una Extensión de Baja Frecuencia de Sensores MHD
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Calidad de imagen
Teledetección aeroespacial
Plataformas de estabilización inercial
Ancho de banda
Sensores magnetohidrodinámicos
Filtro de Kalman
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
La creciente demanda de calidad de imagen en la teledetección aeroespacial ha llevado a requisitos de rendimiento más altos para las plataformas de estabilización inercial equipadas con sensores de imagen, particularmente en términos de ancho de banda. Para lograr un control de ancho de banda amplio en plataformas de estabilización óptica, los ingenieros emplean sensores magnetohidrodinámicos (MHD) como componentes clave para mejorar el rendimiento del sistema debido a su amplio ancho de banda de medición (5-1000 Hz). Aunque los sensores MHD ofrecen una respuesta de frecuencia amplia, están limitados por un rango de medición estrecho y baja sensibilidad a bajas frecuencias, lo que los hace inadecuados como sensores independientes. Para abordar los desafíos de la medición fuera de rango y la pérdida de señales de baja frecuencia, en este estudio, desarrollamos un método de filtro de Kalman adaptativo de conmutación suave, que nos permite ajustar dinámicamente los pesos de fusión en el filtro de Kalman para obtener señales de medición de ancho de banda amplio incluso cuando el sensor MHD experimenta condiciones de sobrecarga. El método propuesto fue validado con experimentos de fusión que involucraron un giroscopio de fibra óptica y un sensor MHD; los resultados demuestran su capacidad para expandir el ancho de banda de detección, independientemente de las condiciones de operación del sensor MHD.
Descripción
La creciente demanda de calidad de imagen en la teledetección aeroespacial ha llevado a requisitos de rendimiento más altos para las plataformas de estabilización inercial equipadas con sensores de imagen, particularmente en términos de ancho de banda. Para lograr un control de ancho de banda amplio en plataformas de estabilización óptica, los ingenieros emplean sensores magnetohidrodinámicos (MHD) como componentes clave para mejorar el rendimiento del sistema debido a su amplio ancho de banda de medición (5-1000 Hz). Aunque los sensores MHD ofrecen una respuesta de frecuencia amplia, están limitados por un rango de medición estrecho y baja sensibilidad a bajas frecuencias, lo que los hace inadecuados como sensores independientes. Para abordar los desafíos de la medición fuera de rango y la pérdida de señales de baja frecuencia, en este estudio, desarrollamos un método de filtro de Kalman adaptativo de conmutación suave, que nos permite ajustar dinámicamente los pesos de fusión en el filtro de Kalman para obtener señales de medición de ancho de banda amplio incluso cuando el sensor MHD experimenta condiciones de sobrecarga. El método propuesto fue validado con experimentos de fusión que involucraron un giroscopio de fibra óptica y un sensor MHD; los resultados demuestran su capacidad para expandir el ancho de banda de detección, independientemente de las condiciones de operación del sensor MHD.