📄Работа №209178
Тема: Разработка алгоритма управления лабораторным трехосным стендом
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
55 листов
Год:
2020
Просмотров:
37
4375
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
1 СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ НАВИГАЦИИ 5
1.1 Методы навигации 5
1.2 Обзор существующих систем 9
Выводы по первой главе 13
2 БЕСПЛАТФОРМЕННЫЕ ИНС 14
2.1 Анализ технического задания 14
2.2 Принцип работы БИНС 18
2.3 Бесплатформенные ИНС на основе МЭМС 23
Выводы по второй главе 28
3 РЕАЛИЗАЦИЯ СТЕНДА 29
3.1 Информационно-измерительный блок 29
3.2 Погрешности и фильтрация данных навигационных элементов 30
3.3 Разработка алгоритма управления ИИБ стенда 39
Выводы по третьей главе 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 544
1 СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ НАВИГАЦИИ 5
1.1 Методы навигации 5
1.2 Обзор существующих систем 9
Выводы по первой главе 13
2 БЕСПЛАТФОРМЕННЫЕ ИНС 14
2.1 Анализ технического задания 14
2.2 Принцип работы БИНС 18
2.3 Бесплатформенные ИНС на основе МЭМС 23
Выводы по второй главе 28
3 РЕАЛИЗАЦИЯ СТЕНДА 29
3.1 Информационно-измерительный блок 29
3.2 Погрешности и фильтрация данных навигационных элементов 30
3.3 Разработка алгоритма управления ИИБ стенда 39
Выводы по третьей главе 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 544
📖 Аннотация
В данной работе представлена разработка алгоритма управления и программного обеспечения для лабораторного трехосного стенда, предназначенного для исследования микромеханических инерциальных датчиков и моделирования бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС). Актуальность исследования обусловлена широким внедрением БИНС на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС) в бортовое оборудование летательных аппаратов и сохраняющейся задачей повышения их точностных характеристик. Основными результатами являются создание аппаратно-программного комплекса, обеспечивающего сбор и обработку данных с инерциального измерительного блока в реальном времени, реализация алгоритма комплементарной фильтрации для снижения колебаний показаний, а также достижение относительной погрешности акселерометра по осям в пределах 0.5–5.1%. Научная значимость заключается в детализированном подходе к моделированию погрешностей и калибровке МЭМС-датчиков, в то время как практическая ценность состоит в создании учебно-исследовательского стенда, интегрированного в лабораторный практикум и позволяющего изучать принципы работы БИНС, включая трехмерную визуализацию траектории движения. Теоретической основой послужили работы В.Я. Распопова по микромеханическим приборам, В.В. Матвеева по основам построения БИНС, исследования М.А. Ломакина в области моделирования погрешностей МЭМС-датчиков, а также классический труд В.Н. Бранца и И.П. Шмыглевского по применению кватернионов в задачах ориентации.
📖 Введение
Работа по дипломному проекту направлена на разработку ПО, организующего сбор и обработку данных с системы инерциальной навигации. Инерциальная навигация — это метод навигации объектов и управления их движением, основанный исключительно на свойствах инерции тел, являющийся автономным.
В состав такой инерциальной навигационной системы входят вычислитель, в
котором реализуется навигационный алгоритм, и блок ЧЭ (акселерометров и гироскопов).
Развитие бортового оборудования ЛА полностью зависит от внедрения в его систему управления бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС). Технология микроэлектромеханических гироскопов (ММГ) стала одной из ключевых для таких систем. Актуальной также является и задача повышения точностных характеристик бесплатформенных ИНС - микроэлектромеханических систем (МЭМС) [14].
В данной работе рассмотрена проблема разработки аппаратно-программного комплекса для выполнения учебно-исследовательских и научно-исследовательских работ по исследованию микромеханических датчиков и преобразователей, используемых для навигации и измерения различных физических величин.
Формирование навигационных параметров полета летательного аппарата происходит в модели бесплатформенной ИНС, включающих в себя, с учетом погрешностей реальной инерциальной системы, координаты местоположения и путевую скорость.
В состав такой инерциальной навигационной системы входят вычислитель, в
котором реализуется навигационный алгоритм, и блок ЧЭ (акселерометров и гироскопов).
Развитие бортового оборудования ЛА полностью зависит от внедрения в его систему управления бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС). Технология микроэлектромеханических гироскопов (ММГ) стала одной из ключевых для таких систем. Актуальной также является и задача повышения точностных характеристик бесплатформенных ИНС - микроэлектромеханических систем (МЭМС) [14].
В данной работе рассмотрена проблема разработки аппаратно-программного комплекса для выполнения учебно-исследовательских и научно-исследовательских работ по исследованию микромеханических датчиков и преобразователей, используемых для навигации и измерения различных физических величин.
Формирование навигационных параметров полета летательного аппарата происходит в модели бесплатформенной ИНС, включающих в себя, с учетом погрешностей реальной инерциальной системы, координаты местоположения и путевую скорость.
✅ Заключение
Данный аппаратно-программный комплекс-лаборатория подразумевает опору на лабораторный практикум МГТУ. Лаборатория позволяет провести изучение принципа работы бесплатформенных микромеханических инерциальных систем навигации.
Практикум охватывает базовые вопросы исследования и разработки навигационных систем на микромеханических инерциальных датчиках: исследование параметров и калибровка датчиков, исследование параметров и калибровка инерциального измерительного блока (ИИБ), измерение параметров движения, создание бескарданной инерциальной навигационной системы (БИНС) на базе ИИБ.
В результате, на нашем стенде вектор относительной погрешности акселерометра по каждой оси чувствительности имеет следующие значения: 2.9%, 0.5%, 5.1%.
Благодаря применению комплементарного фильтра удалось существенно снизить колебания. А при помощи всех трех датчиков (гироскопа, акселерометра и гиро-акселерометра) возможно сравнивать их показания и повышать точность измерений.
В ПО реализованы трёхмерные модели условного летательного аппарата, а также изучаемых микромеханических датчиков, а также трёхмерное представление траектории движения датчика в пространстве. С помощью данного ПО реализован прием и обработка показаний датчиков с ИИБ в реальном времени посредством проводного и беспроводного канала передачи информации.
Практикум охватывает базовые вопросы исследования и разработки навигационных систем на микромеханических инерциальных датчиках: исследование параметров и калибровка датчиков, исследование параметров и калибровка инерциального измерительного блока (ИИБ), измерение параметров движения, создание бескарданной инерциальной навигационной системы (БИНС) на базе ИИБ.
В результате, на нашем стенде вектор относительной погрешности акселерометра по каждой оси чувствительности имеет следующие значения: 2.9%, 0.5%, 5.1%.
Благодаря применению комплементарного фильтра удалось существенно снизить колебания. А при помощи всех трех датчиков (гироскопа, акселерометра и гиро-акселерометра) возможно сравнивать их показания и повышать точность измерений.
В ПО реализованы трёхмерные модели условного летательного аппарата, а также изучаемых микромеханических датчиков, а также трёхмерное представление траектории движения датчика в пространстве. С помощью данного ПО реализован прием и обработка показаний датчиков с ИИБ в реальном времени посредством проводного и беспроводного канала передачи информации.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.