شناسایی و کنترل سیگنال های سینوسی میرا با استفاده از فیلتر کالمن توسعه یافته

در سیستم های کنترلی امروزی، پردازش بهنگام سیگنال ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا این سیگنال ها حاوی اطلاعاتی از سیستم و بنابراین عملکرد آن هستند. هر چه بتوان اطلاعات بیشتری از سیگنال های در دسترس استخراج کرد، طبیعتا توصیف دقیق تری از خصوصیات سیستم در اختیار داریم و در نتیجه توانایی کنترلی بالاتری خواهیم داشت. در حقیقت طراحی مناسب و ارزیابی عملکرد سیستم کنترلی، نیازمند اطلاعاتی در مورد سیگنال های موجود در محیط است. بنابراین پژوهش های بسیاری جهت رویارویی با سیگنال هایی که وجودشان از قبل قابل پیش بینی می باشد انجام گرفته است. یک دسته از این سیگنال ها که در کاربردهای گوناگون ظاهر می شوند سیگنال های سینوسی و در حالت کلی تر سیگنال های سینوسی میرا هستند. سیگنال های سینوسی میرا در گستره وسیعی از کاربردها ظاهر می شوند. چه به منظور کاربردهای کنترلی (همچون حذف اغتشاش) و چه به قصد پردازش سیگنال، یافتن الگوریتمی که توانایی استخراج و تعقیب پارامترهای این سیگنال را داشته باشد، حائز اهمیت می باشد. این موضوع پژوهشگران را بر آن داشته تا به دنبال راهکارهایی مناسب جهت استخراج پارامترهای این نوع سیگنال به منظور کاربردهای بهنگام باشند. با توجه به این موضوعات، در این پایان نامه ابتدا الگوریتم جدیدی مبتنی بر فیلتر کالمن توسعه یافته برای تخمین بهنگام فرکانس و ضریب میرایی سیگنال سینوسی میرا ارائه شده است و بر مبنای قضایای مربوط به پایداری فیلتر کالمن توسعه یافته، همگرایی این الگوریتم مورد بررسی قرار گرفته است. آنگاه مدل ارائه شده برای سیگنال سینوسی میرا به یک مدل جدید برای سیگنال متشکل از n سیگنال سینوسی میرای بایاس شده، گسترش داده شده است. شبیه سازی های متعددی موید کارایی مطلوب الگوریتم برای تجزیه و تحلیل سیگنال های سینوسی میرا در حوزه زمان است. شبیه سازی های انجام شده نشان می دهد که الگوریتم پیشنهاد شده علاوه بر تخمین پارامترهای سیگنال سینوسی میرا، توانایی تعقیب پارامترهای سیگنال سینوسی میرا با پارامترهای متغیر را دارا می باشد. در ادامه این پایان نامه، مساله حذف سیگنال های سینوسی میرا در یک سیستم کنترل به عنوان اغتشاش وارد شونده به یک فرآیند خطی و تغییر ناپذیر با زمان مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور روش پیشنهادی برای تخمین فرکانس، ضریب میرایی و مولفه های سینوسی و کسینوسی سیگنال اغتشاش در یک سیستم حذف پیشخوردی تطبیقی استفاده شده و یک قانون کنترل جهت حذف این نوع از اغتشاش ها ارائه شده است. عملکرد سیستم پیشنهادی با استفاده از مثال های شبیه سازی برای سیگنال های سینوسی میرا با پارامترهای ثابت و متغیر مورد بررسی قرار گرفته است.