Моделирование бесплатформенных инерциальных систем

Содержимое страницы

Русский

Моделирование бесплатформенных инерциальных систем: Учеб. пособие / В.Л. Волков, Н.В. Жидкова; Нижегородский гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. –Н. Новгород: 2015. ­- 112 с.  Рис. 75. Табл. 2. Библиогр.: 36 назв.

Учебное пособие содержит материал по практическим вопросам моделирования задач бесплатформенных инерциальных систем в среде Matlab. Рассматривается математическое и компьютерное моделирование бесплатформенных систем ориентации (БСО) подвижных объектов и частично бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС).

Учебное пособие устанавливает вид и содержание практических задач, обозначает их тематику, содержит задания и исходные данные, дает методику решения, рассматривает примеры решения, предъявляет требования по практике моделирования.

В учебном пособии приводятся сведения по методам расчета основных пунктов задач, рассматриваются примеры автоматизированного расчета с использованием современного пакета программ Matlab, представлены вопросы для самопроверки.

Учебное пособие предназначено для студентов и магистрантов, может быть использовано специалистами в области навигационных систем.

Бесплатформенный принцип построения инерциальных измерительных систем нашел свое широкое применение в связи с развитием мобильных объектов, таких как беспилотныые летательные аппараты, малогабаритные роботы, гидроциклы, управляемые ракеты. Принципы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) и их составных частей – бесплатформенных систем ориентации (БСО) стали особенно актуальны для техники мобильных подвижных объектов. БИНС предназначены для решения навигационных задач подвижных объектов, т.е. определения их пространственного положения относительно выбранной системы координат. Бесплатформенные системы ориентации также решают автономные задачи по определению углового положения подвижных объектов. Бесплатформенный принцип исполнения БИНС и БСО стал практически основным при использовании микро электромеханических систем (МЭМС) и микро ЭВМ в мобильных подвижных объектах.

Использование МЭМС в инерциальных измерительных системах сдерживается их относительно невысокими точностными характеристиками [1]. Тем не менее, достижения в МЭМС технологии дают для военной, аэрокосмической техники и техники специального назначения датчики инерции уже с достаточно приемлемыми характеристиками. В последние годы точность инерциальных МЭМС датчиков неуклонно повышалась. Нестабильность смещения гироскопов у компании производителя Silicon Sensing теперь составляет не более 0,3 °/ч, а акселерометра — 50 мкg [2]. Более значительный эффект для инерциальных измерений дает применение инерциальных блоков, т.е. совмещение в одном корпусе 3-осевых датчиков угловых скоростей (ДУС) с акселерометрами, магнитометрами и датчиками температуры. В этом случае путем совместной калибровки их характеристик удается достичь достаточно высокой точности измерения инерциальных параметров. Однако в современных условиях, следует отметить недоступность зарубежных электронных компонентов, к которым относятся и МЭМС, для применения в военной технике и технике специального назначения, что заставляет искать альтернативные – прежде всего алгоритмические пути решения проблем точности инерциальных навигационных систем.