5.2. Лабораторная работа № 2. «исон. Обсервационный и автономный режимы работы исон на основе биим на вог, па gps и лага в условиях неподвижного объекта»

Для реализации обсервационного режима работы БИИМ на ВОГ в условиях стенда используются скоростные (2) и позиционные измерения (3) по GPS. При этом вектор измерения Z примет вид

.

При реализации автономного режима используются только скоростные измерения по лагу (5)

.

Действия оператора:

1. Запустить программу Matlab (ярлык программы находится на «Панели задач»), в окне «Current Directory» указать путь к рабочей папке d:\student\Emlib\Prog_Lab_EP\.

2. Согласно номеру варианта, который был при выполнении лабораторной работы 5-1 (см. табл. 1) определить среднее значение коэффициентов румбовых дрейфов гироскопов для двух исследованных случаев. Затем открыть файл kurs0n2.m (для этого нажать ) и задать 6-ти часовой массив данных (n = 1081000).

load kurs300.mat; % пример, для румба -300⁰

n=1081000;

Загрузить файл kurs0n2.m в рабочую область Workspace Matlab, нажав кнопки DebugRun.

3. Открыть файл IS24re_VG_StRdr_bqN_dat.m:

• указать начальные значения параметров ориентации (углы K₀, ψ₀ и θ₀), соответствующие заданному румбу (курсу), при t=0 (курс= - 0.5⁰+значение румба+360⁰)

Например (№5, см. таблицу 2), румб = -120⁰

%kurs=-120;

Roo=107.9434*pi/180;

Ko=(-0.5+120+360)*pi/180; % угол K₀

Psio=0; % угол ψ₀

Tetao=0; % угол θ₀

4. установить начальные значения погрешностей БИИМ (см. таблицу 2, ниже пример для варианта №5):

• погрешности моделировании горизонтной системы координат с географической ориентацией осей ( )

Alphao=-0.1*pi/180;

Betao=0.3*pi/180;

Gammao=0.1*pi/180;

• погрешности в выработке составляющих вектора линейной скорости ( )

DVEo=0.1;

DVNo=0.2;

DVHo=-0.2;

• погрешности в выработке географических широты, долготы и высоты места ( );

DFio=30*5e-6/30;

DLamo=-30*5e-6/30;

Dho=0.5;

• ввести априорные значения оценок смещений нулей и погрешностей масштабных коэффициентов акселерометров (DAio, i=x,y,z) и гироскопов (DGio, DMgio, i=x,y,z), коэффициентов румбовых дрейфов (Aio, Bio, i=x,y), которые были определены при калибровке БИИМ (лаб. раб.№5-1, см. табл. 2, строка «среднее»); при этом оценки смещений нулей и погрешностей масштабных коэффициентов гироскопов (DGio, DMgio, i=x,y,z) вводятся с обратным знаком;

• обнулить параметры течений (методические погрешности лага), т.е. в модели лага положить:

SigmaVTE=0*0.2;

SigmaVTN=0*0.3;

• изменить настройку ФК (для элементов Q положить)

SigmaVTEr=0*0.2;

SigmaVTNr=0*0.2;

5. Загрузить файл IS24re_VG_StRdr_bqN_dat.m в рабочую область Workspace Matlab, нажав кнопки DebugRun.

6. Загрузить Simulink (для этого на панели инструментов Matlab нажать ). Открыть файл M_IS24re_VG_StRdr_bqN_Lit.mdl (для этого на панели инструментов Simulink Library Browser нажать ).

7. Настроить алгоритм для реализации обсервационного режима БИИМ на ВОГ в условиях стенда:

• Подключить измерения Z_gps (см. рис. 3, Блок 7.1, ключ №1  “вниз”), а измерения Z_K и Z_L отключить (см. рис. 3, Блок 7.1, ключи №2 и №3 “вверх”).

• Подключить матрицу измерений H_8_24_gps (рис. 3, Блок 7.2, H1, ключи №4 и №5“вверх”);

8. В Блоке 5 (рис. 2) изменить названия всех file*b.mat (например, для варианта 5 (см. табл. 1), название файла результатов, который формируется в блоке «файл №1», станет Or_VG120b.mat.

9. Указать в меню настроек Simulation  Simulation Parameters (рис. 4) значение параметра stop time равное 21600 с, а также дискретность (dt) и численный алгоритм (Euler) интегрирования.

10. Запустить процесс обработки массива данных, нажав кнопки SimulationStart (или кнопку на панели инструментов).

11. ВНИМАНИЕ!!! Через 4.0 ч модельного времени переключиться в автономный режим работы ИСОН, для чего:

• Подключить измерение Z_L (см. рис. 3, Блок 7.1, ключ №3 “ вниз ”), а измерения Z_K и Z_gps отключить (см. рис. 3, Блок 7.1, №1 и №2  “вверх ”).

• Подключить матрицу измерений H_8_24N_L (рис. 3, Блок 7.2, H4, ключи №4 и №6 “ вниз ”, а ключ №7“вверх”);

12. После окончания моделирования построить с использованием программ plot_Or.m, plot_DV.m, plot_DS.m, plot_Dr.m, plot_Dn.m, plot_DMg.m и plot_Krdr.m по значениям, записанным в соответствующие file.mat, графики значений погрешностей ИСОН (по параметрам ориентации, составляющим вектора линейной скорости и координат места) и оценок смещений нулей гироскопов и акселерометров, погрешностей масштабных коэффициентов и коэффициентов румбовых дрейфов Графики необходимо внести в отчет.

Содержание протокола

1. Время переходного процесса по параметрам ориентации при запуске системы в обсервационном режиме;

2. Наблюдаемость составляющих моделей погрешностей гироскопов и акселерометров и уровень ошибок их оценок (по анализу работы ковариационного канала ФК);

3. Изменчивость значений и время переходного процесса для оценок смещений нулей гироскопов и акселерометров в обсервационном режиме (с учетом ввода их априорных значений) по сравнению с режимом калибровки;

4. Изменение погрешностей ИСОН в параметрах ориентации в автономном режиме по сравнению с обсервационным режимом;

5. Допустимое время работы ИСОН в автономном режиме (при отсутствии морских течений) при удержании погрешностей координат места на уровне 100м.