بررسی تاثیر انتخاب سنسورهای مختلف بر عملکرد مشاهده‌گر در سیستم تعلیق خودرو براساس آنالیز درجه مشاهده‌پذیری

در این مقاله به بررسی تاثیر انتخاب سنسورهای مختلف بر عملکرد مشاهده گر در سیستم تعلیق خودرو پرداخته شده است. برای این منظور از مفهوم درجه مشاهده پذیری برای توصیف کمی شدت و ضعف مشاهده پذیری استفاده شده و در این راستا روش جدیدی برای تعیین درجه مشاهده پذیری سیستم های خطی ثابت با زمان، توسعه داده شده است. در روش پیشنهادی، درجه مشاهده پذیری بر مبنای فاصله سیستم از مجموعه سیستم های هم مرتبه و مشاهده ناپذیر تعریف می شود. بزرگ بودن فاصله به معنی مشاهده پذیری قوی، کوچک بودن فاصله به معنی مشاهده پذیری ضعیف و صفربودن فاصله نشان دهنده مشاهده ناپذیری سیستم است. با توجه به اینکه فاصله سیستم از حالت های مختلف مشاهده ناپذیری به صورت جداگانه تعیین می شود، امکان بررسی همه جانبه مشاهده پذیری و تاثیر انتخاب خروجی بر عملکرد مشاهده گر فراهم می شود. در ادامه، تحلیل مشاهده پذیری سیستم تعلیق براساس روش پیشنهادی، انجام شده و تاثیر خروجی های مختلف بر عملکرد مشاهده گر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که با افزایش درجه مشاهده پذیری برای دستیابی به سرعت یکسان در مشاهده گر، بهره مشاهده گر کاهش می یابد و کاهش بهره مشاهده گر باعث کاهش حساسیت تخمین به نویز و خطای اندازه گیری سنسورها می شود که به تبع آن دقت تخمین در حضور خطای اندازه گیری سنسورها افزایش می یابد. همچنین با یک بررسی مقایسه ای نشان داده شد که برخلاف معیارهای قبلی که فقط جنبه خاصی از مشاهده پذیری را مد نظر قرار می دادند، روش پیشنهادی جامع تر و واقع بینانه تر است و نتایج به دست آمده از معیارهای قبلی به راحتی از روش پیشنهادی قابل دستیابی هستند.

Investigating the Effect of Different Sensors on the Observer Performance in Vehicle Suspension System Based on the Observable Degree Analysis

In this paper, the effect of different sensors on the observer performance of vehicle suspension system is investigated. For this purpose, the concept of observable degree analysis is used to quantitatively measure the observability for different sensor choices. A new method, for determining the observable degree of linear time invariant (LTI) systems has been developed on the basis of distance of system from set of similar unobservable systems. A long distance is equivalent to a strong observability and a short distance is equivalent to a weak observability. The zero distance means that the system is unobservable. Since the distance to different unobservable modes can be determined separately, a comprehensive investigation of system observability and the effect of different sensor choices on the observer performance can be provided. In the following, the observable analysis of the suspension system was performed based on the proposed method and the effect of different outputs on the observer performance has been investigated. The results show that when the observable degree is increased for a specific sensor, the observer gain is decreased and consequently the sensitivity of observer relative to the noise and measurement errors is decreased. The increased accuracy of observer demonstrates a good conformity between observable degree analysis and observer performance. Also, a comparative study showed that, contrary to previous criteria that only considered a certain aspect of observability, the proposed method is more comprehensive and realistic, and the results obtained from the previous criteria can easily be achieved through the proposed method.