Гібридна інерціальна навігаційна система для об’єктів з високою кутовою динамікою

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorНекрасова, Марія Володимирівна
dc.date.accessioned2019-11-13T10:34:42Z
dc.date.available2019-11-13T10:34:42Z
dc.date.issued2019
dc.descriptionРобота виконана на кафедрі комп’ютерного моделювання процесів та систем Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України.uk
dc.description.abstractenDeveloped methods for improving the accuracy of the operation of the SINS for objects that rotate rapidly, based on the use of too many accelerometers. In the framework of this study, the structure of the accelerometer SINS was developed, the number and principle of placing an excess number of accelerometers was chosen. The method of functioning of such SINS in the conditions of rapid rotation has been developed. It is determined that expanding the scope of inexpensive navigation systems in the specific area of highly dynamic objects, rather high characteristics of modern accelerometers and their low cost make research in the field of creating accelerometric SINS based on them relevant. In this work, to provide quality navigation in the dynamic movements of the object, the path of additional use of the redundant accelerometer system, specially located in the typical SINS design, is chosen. With such an accelerometer system, in the case of excessive angular velocity of the object, it is possible to obtain a sufficiently accurate estimate of the object, which is used in further information processing algorithms. The current tendency to miniaturize accelerometers and increase their accuracy at low cost also speaks in favor of the choice of the redundant accelerometer system as a means of solving the main research problem. Thus, in order to extend the scope of navigation systems in the direction of objects with high angular dynamics, it is proposed to use an inertial system containing both gyroscopic and excess accelerometers, and in which, depending on the conditions of movement, conventional inertial algorithms are used numerals, or such as are inherent in accelerometer SINS. Additionally, such a system also provides for the possibility of correcting the extended state vector due to satellite information. Such inertial navigation systems have been called hybrid inertial navigation systems. An error model was constructed and the accuracy characteristics of the accelerometer SINS method were obtained. A linearized model of accelerometer errors is developed, which additionally takes into account the error of its installation in the measuring module. The existing models of accelerometer errors in the assembly were refined, which also takes into account the errors of its placement. An error determination method was developed based on the linearized model obtained and the least squares recurrence method. Test movements are also identified to provide sufficient informativeness of the experimental data. The efficiency of the developed method is studied at different levels of accelerometer error and experimental conditions. The area of its effective application is investigated. Formed requirements for accelerometers, in accordance with the requirements of the system. The method of calibrating the accelerometer system has been improved, in which, in addition to standard errors, the errors of the accelerometer in the unit are also taken into account. A method for correcting angles for objects that rotate rapidly using experimental measurements of accelerometers has been developed. Computer simulation confirmed that acceleration SINS (without correction) in conditions where the object is rapidly rotating, is able to demonstrate higher accuracy than SINS standard configuration, but for such efficiency requires high-precision accelerometers and high calibration measuring accuracy. The use of an accelerometer SINS roll correction to maximize accelerometer impressions significantly improves the accuracy of autonomous calculation, and the roll angle error takes on a limited appearance. The main error in the correction condition is due to the discreteness of the time of measurement. This allows improving the accuracy of autonomous navigation for such objects. It is determined that the optimal SINS composition for an extended range of uses should include three gyroscopes and an excess system of specially positioned accelerometers. To realize the correction of the vector SINS status must be equipped with a GPS receiver. In the case of low angular velocities, inertial sensors in the standard configuration are used for the calculation. At high angular velocity, it is advisable to measure part of the dynamic parameters, including angular velocity, with accelerometers. In the case of permanent uniaxial rotation of the object, the correction method of the magnitude of the measured apparent acceleration shall be used. As demonstrated in simulation conditions, this approach is capable of providing, for a long time, a fixed error in determining the rapidly changing roll angle and, in general, significantly improving the accuracy of the standalone channel compared to when not used. The accelerometer SINS algorithm was simulated under the conditions of a rotating objectuk
dc.description.abstractruРазработаны методы повышения точности функционирования БИНС для быстровращающихся объектов на основе применения избыточного количества акселерометров. В рамках этого исследования разработана структура акселерометрической БИНС, выбрано число и принцип размещения избыточного количества акселерометров. Разработан метод функционирования такой БИНС в условиях быстрого вращения. Построена модель ошибок и получены точностные харатеристики метода АБИНС. Исследована область его эффективного применения. Сформированы требования к акселерометрам в соответствии с требованиями к системе. Усовершенствован метод калибровки системы акселерометров, в котором, помимо стандартных погрешностей, учитываются еще и погрешности размещения акселерометра в блоке. Разработан метод коррекции углов ориентации для быстровращающихся объектов с использованием экстремальных измерений акселерометров. Это позволяет значительно повысить точность автономной навигации для таких объектов. Проведено моделирование алгоритма АБИНС.uk
dc.description.abstractukРозроблені методи підвищення точності функціонування БІНС для об’єктів, що швидко обертаються, на основі застосування надлишкової кількості акселерометрів. В рамках цього дослідження розроблена структура акселерометричної БІНС, обрана кількість та принцип розміщення надлишкової кількості акселерометрів. Розроблений метод функціонування такої БІНС в умовах швидкого обертання. Побудована модель похибок та отримані точносні харатеристики методу АБІНС. Досліджена область його ефективного застосування. Сформовані вимоги до акселерометрів згідно вимогам до системи. Вдосконалений метод калібрування системи акселерометрів, в якому, окрім стандартних похибок, враховуються ще похибки розміщення акселерометра в блоці. Розроблений метод корекції кутів для об’єктів, що швидко обертаються, з застосуванням екстремальних вимірювань акселерометрів. Це дозволяє підвищити точність автономної навігації для таких об’єктів. Проведене моделювання алгоритма АБІНС в умовах обертання об’єкту.uk
dc.format.page27 с.uk
dc.identifier.citationНекрасова, М. В. Гібридна інерціальна навігаційна система для об’єктів з високою кутовою динамікою : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.11.03 – гіроскопи та навігаційні системи / Некрасова Марія Володимирівна. – Київ, 2019. – 27 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/30033
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectнавігаційна системаuk
dc.subjectакселерометрuk
dc.subjectкутова швидкістьuk
dc.subjectприскоренняuk
dc.subjectпараметри орієнтаціїuk
dc.subjectкут кренуuk
dc.subjectобертанняuk
dc.subjectсистеми координатuk
dc.subjectкалібруванняuk
dc.subjectмодель похибокuk
dc.subjectnavigation systemuk
dc.subjectaccelerometeruk
dc.subjectangular velocityuk
dc.subjectaccelerationuk
dc.subjectorientation parametersuk
dc.subjectroll angleuk
dc.subjectrotationuk
dc.subjectcoordinate systemsuk
dc.subjectcalibrationuk
dc.subjecterror modeluk
dc.subjectнавигационная системаuk
dc.subjectакселерометрuk
dc.subjectугловая скоростьuk
dc.subjectускорениеuk
dc.subjectпараметры ориентацииuk
dc.subjectугол кренаuk
dc.subjectвращениеuk
dc.subjectсистемы координатuk
dc.subjectкалибровкаuk
dc.subjectмодель ошибокuk
dc.subject.udc531.383:629.705](043.3)uk
dc.titleГібридна інерціальна навігаційна система для об’єктів з високою кутовою динамікоюuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Nekrasova_aref.pdf
Розмір:
1.3 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (вільний доступ)