Тема: Программное обеспечение автоматической калибровки датчиков инерциальной информации

Создание систем ориентации и навигации нового поколения определяют постоянный рост требований к точности навигационных комплексов. Одним из основных способов повышения точностных характеристик инерциальных навигационных систем является создание и использование адекватной математической модели датчиков инерциальной информации (гироскопов и акселерометров). Под калибровкой понимается процесс определения или уточнения параметров принятой математической модели датчиков. Для проведения испытаний и калибровки необходимо специализированное оборудование и программное обеспечение, которое позволит экспериментально получить требуемые исходные данные для получения числовых параметров коэффициентов математической модели.
Уточнение параметров математической модели, а также уточнение самой математической модели дает возможность повышения точности навигационных систем алгоритмическими способами.
Основными инструментальными факторами, приводящими к ошибкам в инерциальных навигационных системах, являются погрешности акселерометров и датчиков угловых скоростей, обычно представляемые постоянной составляющей, ошибкой масштабных коэффициентов, ошибками
неортогональности и перекоса осей блоков чувствительных элементов, температурной нестабильностью и другими причинами.
Современные навигационные системы - сложные аппаратно-программные комплексы с реализацией алгоритмов получения навигационной информации в бортовом вычислительном устройстве.
При этом вычисление навигационной информации можно разделить на 2 типа:
• вычисление навигационной информации с идеальными датчиками - идеальная математическая модель работы навигационной системы (рис. 1);
вычисление навигационной информаций с учетом модели погрешности датчиков (рис. 2).
Рисунок 1 - Блок-схема вычисления навигационной информации
в случае идеальных датчиков
Рисунок 2 - Блок-схема вычисления навигационной информации
с учетом моделей погрешностей датчиков

Купить

В рамках выпускной квалификационной работы на тему «Программное обеспечение автоматической калибровки датчиков инерциальной информации» проведен анализ исходной информации (технического задания), анализ видов чувствительных элементов, их функциональных и точностных характеристик, рассмотрены общие подходы к проведению калибровок чувствительных элементов.
На первом этапе реализации программного обеспечения сформирована структура ПО, определен состав функциональных модулей. Отладка программного обеспечения выполнена на рабочем экземпляре стенда калибровки чувствительных элементов лаборатории «Моделирования динамики движения летательных аппаратов» в составе робота-манипулятора UR10 и блока инерциальной навигационной системы. Опробованы методы оптимизации ориентации оси чувствительности акселерометра вдоль направления действия ускорения свободного падения.
Разработанное программное обеспечение позволяет проводить исследование характеристик чувствительных элементов - акселерометров в рамках выполнения лабораторных и курсовых работ дисциплин учебного курса направления подготовки 27.03.04 «Управление в технических системах».

Купить