
- •Методические указания
- •Инерциальные и интегрированные навигационные системы
- •Раздел 1. Исследование алгоритмов и модели погрешностей в пакете Matlab (Simulink) бескарданных инерциальных навигационных систем
- •Перечень основных обозначений и сокращений
- •Лабораторная работа № 1
- •Цель работы
- •Вопросы теории
- •Основные сведения
- •В общем виде погрешности чэ могут быть описаны следующими выражениями:
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •I. Изучение способа оценки смещений нулей чэ иб биим на дуСах
- •Содержание протокола
- •Лабораторная работа № 2
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Вопросы теории
- •2.3. Основные сведения
- •2.4. Описание лабораторной установки
- •2.5. Порядок выполнения работы
- •Начальная выставка и формирование режима пространственного гироазимута
- •Реализация автономного инерциального режима работы
- •Реализация корректируемого режима работы бинс (формирование режима «слабого» демпфирования)
- •Реализация обсервационного режима работы бинс с переходом в автономный режим с демпфированием от лага
- •2.6. Содержание протокола
- •Литература
Порядок выполнения работы
I. Изучение способа оценки смещений нулей чэ иб биим на дуСах
Ознакомиться с техническими характеристиками, конструктивными особенностями БИИМ.
Ознакомиться со способом калибровки ЧЭ ИБ.
Изучить правила использования программы записи показаний ЧЭ ИБ stand.exe.
Установить ИБ с помощью наклонно-поворотного столика на заданные углы (
) относительно географических осей (основание наклонно-поворотного столика заранее выставлено в географических осях: ось x – на восток, продольная ось y – на север, ось z – по вертикали вверх);
Подать питание на ИБ БИИМ на ДНГ, для чего тумблер 220 В, 50 Гц установить в положение “Вкл.” и дождаться прогрева прибора (5…10 мин);
Запустить программу stand.exe (ярлык программы Stand расположен на Рабочем столе).
Нажать кнопку Start , после этого появится окно «Enter Filename», в котором необходимо указать путь к рабочей папке d:\Emlib\Matlab\ (в ней находятся рабочие программы обработки показаний акселерометров и ДНГ conv_dat3.m и conv1.mdl) и прописать название файла (латинскими буквами, а также, ОБЯЗАТЕЛЬНО, расширение “.txt”, например, data.txt), в который будет производиться запись показаний ЧЭ ИБ. Нажать кнопку Ok . После этого начинается запись показаний ЧЭ в файл data.txt.
Примечание: При проведении процедуры калибровки ЧЭ, ИБ не должен подвергаться внешним возмущениям.
Длительность записи должна быть не менее 30 мин.
Запустить программу Matlab (ярлык программы
находится на «Панели задач»), в окне «Current Directory» указать путь к рабочей папке d:\Emlib\Matlab\ и открыть файл обработки показаний ЧЭ (для этого нажать
и выбрать conv_dat3.m).
Присвоить переменной ss массив данных data, который был сформирован в п.7 программой stand.exe и записан в файл (1..3 столбцы показания акселерометров, измерительные оси которых направлены по осям Ox, Oy и Oz связанной с ИБ системы координат Oxyz; 4…6 столбцы показания ДНГ, измерительные оси которых также направлены по осям Ox, Oy и Oz; номер строки соответствует номеру записи).
Скорректировать показания ЧЭ (в текст программы conv_dat3.m внести следующие изменения: вычесть из yi соответствующие проекции на оси чувствительности акселерометров и ДУСов вектора силы тяжести (g= 9.78 м/c2) и вектора угловой скорости вращения Земли (1.2), соответственно:
). Загрузить файл conv_dat3.m в рабочую область Workspace Matlab, нажав кнопки DebugRun.
Примечание (conv_dat3.m):
В программе сформированы векторы y1…y9 ([y1,y2,y3]=[ax, ay, az], [y4,y5,y6,y7]=[ωx, ωy, ωz, ωz2], [y8,y9]=[λснс, φснс]) для вывода на экран графиков, а также векторы s1…s9 для дальнейшей работы с данными в программе «Simulink». Также в программе прописаны переменные fd – шаг дискретизации и len – время съема данных.
В программе используются функции
pi=polyfit(t',yi,2); (i=1…7)
fi=polyval(pi,t');
plot(t,yi,t, fi');
пакета Matlab для аппроксимации показаний ЧЭ ИБ БИИМ (1.3), записанных в файле (п. I.7).
Функция polyfit(t',yi,2) возвращает вектор коэффициентов аппроксимирующего полинома 2-й степени (1.3) (при аппроксимации используется метод наименьших квадратов). Результатом является вектор-строка pi, содержащий три коэффициента полинома в порядке уменьшения степеней. При этом третий коэффициент (см. (1.3), p0) характеризует смещение нуля ЧЭ ИБ.
Функция polyval(pi,t') вместе с функцией plot(t,yi,t, fi') обеспечивают построение графика исходных данных и аппроксимирующей кривой.
Вывести в рабочую область Workspace Matlab значения коэффициентов аппроксимирующих полиномов (1.3).
Скорректировать показания ЧЭ (в текст программы conv_dat3.m внести следующие изменения: вычесть из yi соответствующие погрешности ЧЭ p0).
Повторно загрузить файл conv_dat3.m в рабочую область Workspace Matlab и убедиться в результативности выполненной калибровки.
II. Изучение дискретных алгоритмов задачи «грубой» начальной выставки БИНС на ДУС (определение начальных значений параметров ориентации по данным ДУСов и акселерометров в начальный момент времени – режим гирокомпаса)
- работу проводить в том же запуске ИБ;
Изучение дискретных алгоритмов задачи «грубой» начальной выставки БИНС на ДУСах.
Установить ИБ с помощью наклонно-поворотного столика на заданные преподавателем углы относительно географических осей (основание наклонно-поворотного столика заранее выставлено в географических осях: ось xb – на восток, ось yb – на север, ось zb – по вертикали вверх).
Повторить п.п. I.6 - I.9.
Загрузить с новым массивом данных data.txt файл conv_dat3.m в рабочую область Workspace Matlab, нажав кнопки Debug®Run.
Провести анализ результата работы алгоритма начальной выставки.