Исследование и разработка бортовых информационно-вычислительных систем управления параметрами движущих объектов

• Автор: Аунг Со Лвин
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК! ІАВИГ АЦИОННЫ X СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ОБЪЕКТОВ
1.1. Системы управления движением транс портных средств
1.2. Спутниковые системы определения местоположения объектов
1.2.1. NAVSTAR GPS - глобальная система позиционирования
1.2.2. ГЛОНАС (Глобальная навигационная спутниковая система)
1.2.3. Галилео (Европейский проект спутниковой системы навигации)
1.2.4. IRNSS (Индийская региональная навигационная спутниковая система)
1.2.5. Beidou (Спутниковая система навигации, созданная Китаем)
1.2.6. Спутниковая система Франции (DORIS)
1.2.7. QZSS (Квази-Зенит спутниковая система)
1.3. Определение местоположения ТС с использованием спутниковых нав игацио иных с истем
1.4. Местоопределение транспортных средств с использованием сетей сотовой связи
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТС
2.1. Анализ задач в области систем управления движением
2.2. Математические модели движения
2.2.1. Оптимизационный подход к решению задач управления
2.2.2. Адаптивный подход к синтезу систем автоматического управления динамическими объектами
2.3. Модели управления ТС с использованием обратной связи
2.4. Математическая модель системы управления ТС
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧ
НАВИГАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ДВИЖЕНИЯ К ОПТИМАЛЬНОМУ
3.1. Симплекс-метод для решения задач навигации и управления движением
3.2. Венгерский алгоритм для решения задач навигации и управления движением
3.3. Решение задач навигации и управления движением с помощью метода
коммивояжёра
3.4. Алгоритм Беллмана-Форда для решения задач навигации и управления
движением
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА БОРТОВОЙ ИНФОРМАЦИОННОВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Основные задачи бортовой информационно-вычислительной системы
4.2. Контроль и обработка параметров ТС
4.3. Состав бортовой информационно-вычислительной системы
4.4. Физическое моделирование и апробирование алгоритмов управления
траекторией движения на примере трехколесного робота
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время значимость теории навигации определяется высокими требованиями, предъявляемыми к характеристикам современных объектов, движущихся по земле, по воздуху, по воде и под водой, по баллистическим траекториям между двумя точками на земной поверхности, по околоземным орбитам и в межпланетном пространстве. Во всех случаях, в том числе и при малых скоростях, требуется знать параметры движения и местоположения объекта с большой точностью. При этом постоянно растущая интенсивность транспортных потоков на улицах городов, в воздушном пространстве и акваториях портов обуславливает непрерывное повышение требований к точности определения навигациоігаьіх параметров.
В наше время наука об управлении движущимися объектами имеет особую значимость. Определение положеній объекта в пространстве позволяет повышать экономичность и эффективность управленій сложными комплексами движущихся объектов. Навигационная система автоматического управления движением позволяет достаточно точно определять местоположение объектов. При помощи информации, получаемой от спутниковой системы, можно осуществлять позиционирование и управлять объектами. Недостатком такой системы является отсутствие каната обратной связи, реализация которого с использованием спутниковой системы имеет весьма высокую стоимость.
В последнее время все больший интерес разработчиков стали привлекать автономные мобильные объекты. Вместе с тем, большинство разработок испытывают дефицит алгоритмов и программ для решения наиболее трудной проблемы — автоматического управления траекторией достижения цели с присутствием большого числа заранее неизвестных помех движению объекта, а также ограниченность возможностей, существующих бортовых аппаратно-программных средств. Перечисленные обстоятельства обосновывают актуальность решаемой в диссертации задачи разработки методов и алгоритмов управления и создания бортовых информационно-вычислительных систем для автоматического или полуавтоматического управленім движением объекта (транспортного средства ТС).

двойного назначения. В настоящее время система ГЛОНАСС находится на этапе развертывания и внедрения.
Потребителями навигационной аппаратуры являются как гражданские, так и военные пользователи. В настоящее время рынок массового потребления ГЛОНАСС-приемников находится на начальном этапе развития.
Основой системы являются 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в 3-х орбитальных плоскостях с наклонением 64,8°, и высотой 19100 км. Принцип измерения аналогичен американской системе GPS (NAVSTAR).
Спутники в системе непрерывно посылают на Землю навигационные данные двух типов:
1. Навигационный сигнал стандартной точности (СТ.). Сигналы
излучаются в диапазоне L1 на частоте 1,6 ГГц.
2. Навигационный сигнал высокой точности (ВТ). Сигналы излучаются в диапазоне Пи L2 на частоте 1,2 ГГц.
Информация СТ обеспечивает следующую точность навигации:
-определение горизонтальных координат объекта с вероятностью 99,7% (это примерно 50-70 м);
-определение вертикальных координат объекта с вероятностью 99,7% (это примерно 70 м);
-определение вектора скорости объекта на Земле с вероятностью 99,7% (это 15 см/с);
-определение точного времени с вероятностью 99,7% (точность — 0,7 мкс)
Сигналы СТ системы ГЛОНАСС, а значит и соответствующая навигация, доступны всем пользователям, которые обеспечены приемниками ГЛОНАСС.
Точность навигации можно улучшить, применяя дополнительные методы измерений, что и было сделано в сигнале ВТ.
Сейчас сигнал ВТ имеют право использовать только пользователи Министерства обороны России. Разумеется, вопрос предоставления сигнала ВТ гражданским (частным) потребителям обсуждался, но пока по нему не вынесено никакого решения.
Для вычисления координат объекта на Земле требуются данные, как минимум, от четырех спутников ГЛОНАССа. Приемник, размещенный на объекте,