146

Рассмотрено на заседании кафедры 704 «________» сентября 2007 года Протокол № «_________________» Утверждено на заседании совета факультета № 7 «________» сентября 2007 года Протокол № «_________________» ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) «МАИ» Факультет «Робототехнические и интеллектуальные системы» Кафедра «Информационно-управляющие комплексы» _________________________________________________________________________________ К.И. Сыпало Варианты лабораторных работ по курсу «Комплексирование информационных приборов» для специальностей 131600

Оглавление

Лабораторная работа №1 «Использование эвристических способов комплексирования навигационных измерителей (компенсации и фильтрации ошибок)» 3

Лабораторная работа №2 «Комплексная обработки информации радиовысотомера и измерителя воздушной скорости в интересах определения высоты ЛА» 6

Лабораторная работа №3 «Определение наблюдаемости ИСЗ космических систем» 10

Лабораторная работа №4 «Оптимизация сети наземных измерительных пунктов в целях повышения точности определения параметров орбит ИСЗ» 36

Лабораторная работа №5 «Моделирование комплекса бортового оборудования, обеспечивающего наведение ракеты класса «воздух-воздух» на маневрирующую цель» 71

Лабораторная работа №6,7,8 «Комплексирование навигационных систем беспилотного маневренного ЛА» 122

Лабораторная работа №1 «Использование эвристических способов комплексирования навигационных измерителей (компенсации и фильтрации ошибок)»

Задание

Рассчитать в соответствии со схемами фильтрации и коррекции и средствами пакета MatLab промоделировать функционирование комплексированной системы двух измерителей высоты (радиовысотомер и баровысотомер) с известными спектральными плотностями ошибок измерений.

Указания к выполнению

Обычно эвристический подход используется в тех случаях, когда в комплексную систему объединяются измерители, работающие на различных физических принципах. Эти измерители определяют один и тот же навигационный параметр, или навигационные параметры связанные дифференциальной зависимостью. В этом случае связь таких НИ осуществляется обычно с помощью линейных фильтров связи, параметры которых подбираются таким образом, чтобы ошибка оценки навигационного параметра была минимальной с точки зрения выбранного критерия.

Проиллюстрируем способ компенсации на примере объединения двух НИ, каждый из которых измеряет один и тот же навигационный параметр X(t). На выходе первого измерителя имеется сигнал: Х1(t) = X(t) + N1(t), на выходе второго- сигнал Х2(t) = X(t) + N2(t), X(t) - истинное значение навигационного параметра (полезный сигнал) N1(t), N2(t),-ошибки полагаемые стационарными гауссовскими процессами. (Стационарным называется случайный процесс математическое ожидание и дисперсия которого являются постоянными величинами, не зависящими от времени). Спектральные плотности S1(), S2() ошибок предполагаются известными.

При комплексной обработке навигационной информации по способу компенсации сигналы Х1(t), Х2(t) подаются на вычитающее устройство, с выхода которого сигнал ХА(t)= N1(t) - N2(t) поступает на оптимальный линейный фильтр (ОФ) передаточная функция которого F(p). Тогда сигнал ХВ(p) на выходе фильтра с передаточной функцией F(p) имеет вид:

ХВ(р)= ХА(р) F(p) = (N1(р) - N2(р)) F(p)

Сигнал ХВ(p) сформированный на выходе фильтра в свою очередь подается на другое вычитающее устройство, где формируется разность:

Y(р)= Х1(р)- ХА(р) = Х(р)+ N1(р) -(N1(р) - N2(р)) F(p)=

Х(р)+ (1- F(p))N1(р)+ F(p) N2(р)

Обозначим Ф(р)=1-F(p). Тогда выходной сигнал Y(р) можно представить в виде:

Y(р)= Х(р)+ (р),

где (р)-результирующая ошибка

(р)= 1(р)+2(р).

1(р) = (1- F(p))N1(р)= Ф(р) N1(р)

2(р) = F(p))N2(р)

В идеале передаточная функция F(p) оптимального фильтра должна выбираться таким образом, чтобы обеспечить минимум дисперсии результирующей ошибки (t). Однако, на практике исходя из требований практической реализуемости систем комплексной обработки информации, обычно не используют оптимальный фильтр, а выбирают его передаточную функцию так, чтобы результирующая ошибка(t) была существенно меньше , чем ошибки отдельных измерителей N1(t), N2(t).

Функциональная схема комплексирования по схеме фильтрации выглядит следующим образом:

Функциональная схема комплексирования по схеме коррекции выглядит следующим образом:

Варианты заданий

1. Для схем фильтрации и компенсации получить соотношения для соответствующих оптимальных фильтров.

2. Для заданных вариантов корреляционных функций ошибок измерителей НИ1 и НИ2, а также заданного способа комплексирования найти параметры оптимальных фильтров и промоделировать поведение системы с использованием пакета MatLab.

Вариант №1	Вариант №2
Схема фильтрации ; ; ; ;	Схема компенсации ; ; ; ;

Вариант №3	Вариант №4
Схема фильтрации ; ; ; ;	Схема компенсации ; ; ; ;

Вариант №5	Вариант №6
Схема фильтрации ;; ; ;	Схема компенсации ; ; ; ;

Вариант №7	Вариант №8
Схема фильтрации ; ; ; ;	Схема компенсации ; ; ; ;

Вариант №9	Вариант №10
Схема фильтрации ;; ; ;	Схема компенсации ;; ; ;