- •Глава 1 динамические системы в задачах обработки навигационной информации
- •1.1. Математические модели динамических систем и методы их описания
- •1.1.1. Определение и классификация динамических систем
- •1.1.2. Определение выхода линейных динамических систем с помощью фундаментальной матрицы и весовой функции
- •1.1.3. Передаточная функция стационарных линейных динамических систем
- •1.1.4. Частотная характеристика стационарных линейных динамических систем
- •1.1.5. Взаимосвязь между основными функциями, используемыми при описании линейных динамических систем
- •Основные функции, используемые при описании линейных систем
- •Взаимосвязь различных функций, используемых для описания поведения линейных стационарных систем
- •1.1.6. Определение модели линейной динамической системы в пространстве состояний по заданной передаточной функции
- •1.1.7. Основные свойства линейных динамических систем
- •Задачи к разделу
- •Контрольные вопросы
- •1.2. Линейные стационарные динамические системы
- •1.2.1. Интеграторы
- •1.2.2. Фильтры Баттерворта
- •1.2.3. Модель акселерометра
- •1.2.4. Модель микромеханического гироскопа
- •1.2.5. Простейшая модель ошибок построения вертикали в инерциальной системе
- •Вклад уходов гироскопов в ошибки определения нп в автономном режиме в течение 3 мин
- •Вклад ошибок акселерометров в ошибки определения нп в автономном режиме в течение 3 мин
- •Задачи к разделу
- •Контрольные вопросы
- •1.3. Дискретизация и моделирование линейных
- •1.3.1. Дискретизация непрерывных систем
- •1.3.2. Основные методы описания lti-объектов в Matlab
- •Создание lti-объектов
- •Извлечение информации о моделях
- •1.3.3. Особенности дискретизации стационарных систем
- •Методы дискретизации, используемые в функции c2d
- •Методы вычисления матричной экспоненты
- •Контрольные вопросы
- •1.4. Задание для моделирования
- •Пример выполнения задания в Matlab
- •Заключение к главе 1
Вклад уходов гироскопов в ошибки определения нп в автономном режиме в течение 3 мин
Параметры |
Ошибки НП при уходах гироскопов |
||
0.3 град/ч |
3 град/ч |
30 град/ч |
|
Координаты, м
|
15 |
145 |
1500 |
Скорость, м/с
|
0.25 |
2.5 |
25 |
Т а б л и ц а 1.2.2
Вклад ошибок акселерометров в ошибки определения нп в автономном режиме в течение 3 мин
Параметры |
Ошибки НП при ошибках акселерометров |
||
|
|
|
|
Координаты, м
|
1,6 |
16 |
160 |
Скорость, м/с
|
0.018 |
0,18 |
1,8 |
Задачи к разделу
Задача 1.2.1. Получите весовую функцию для фильтров Баттерворта второго и третьего порядков.
Примечание. Воспользуйтесь соотношением, представленным в табл. 1.1.2, устанавливающим связь весовой и передаточной функций.
Задача 1.2.2. Убедитесь в том, что при поступлении на вход акселерометра единичного скачка величиной при нулевых начальных условиях и бесконечном времени наблюдения выходной сигнал определяется величиной
.
Из подраздела 1.2.3 следует, что изображение по Лапласу для выходного сигнала акселерометра может быть записано как
.
Преобразуя второе слагаемое к виду
и используя таблицы преобразований Лапласа, получаем следующее представление для оригинала:
.
Поскольку , очевидно, что с увеличением времени эта составляющая перемещения чувствительного элемента акселерометра, стремится к нулю.
Задача 1.2.3. Получите выражение для выходного сигнала акселерометра во временной области в установившемся режиме при поступлении на его вход гармонического сигнала.
Задача 1.2.4. Запишите выражение и постройте графики для амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик, соответствующих диагональным элементам матричной ЧХ, в задаче, рассматриваемой в подразделе 1.2.5.
Задача 1.2.5. Исследуйте влияние постоянных уходов гироскопа на ошибку определения вертикали и скорости.
Задача 1.2.6. Исследуйте влияние постоянных ошибок акселерометров на ошибку определения вертикали и скорости.
Контрольные вопросы
Приведите выражения для весовой функции и частотной характеристики двойного интегратора.
Что такое фильтр Баттерворта и каковы его основные особенности?
Приведите модель акселерометра как динамической системы в виде пространства состояний.
Какие два уравнения можно выделить в динамической системе, описывающей ММГ?
Сопоставьте уравнения описывающее поведение акселерометра и ММГ.
В чем особенность поведения ошибок выработки вертикали в инерциальной системе, обусловленных ненулевыми начальными условиями?
Каким образом можно исследовать поведение ошибок выработки вертикали в инерциальной системе при наличии постоянных ошибок акселерометров и гироскопов?