Математическое и алгоритмическое обеспечение диагностики информационных нарушений инерциальных навигационных систем на основе нейросетевого подхода

• Автор: Деева, Анастасия Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 234 с. : ил.

Калмана
1. Для КД модель погрешности должна быть достаточно проста, чтобы ее можно было использовать для решения задачи, при этом она должна быть достаточно адекватна для эффективного решения. Погрешность автономно работающей ИНС можно разделить на две части. Первая это описание зависимости основных навигационных параметров от инструментальных погрешностей чувствительных элементов гироскопов и акселерометров. Вторая часть описывает погрешности чувствительных элементов. Описанные допущения сделаны по причине малого влияния описанных факторов . Для описания погрешностей чувствительных элементов использованы упрощенные модели в виде диффузионных марковских процессов первого порядка, так как в данном случае более существенно различие уровней номинальной и аномальной погрешностей, а не характер поведения этих погрешностей во времени. ИрИИз белошумные возмущения единичной интенсивности ,2,з коэффициенты интенсивности возмущений гг интервал корреляции, дрейфов гироскопов. Земли. При ненулевых начальных условиях и постоянных скоростях ухода гироскопов, поведение 6,.


В НС отказ наступает, когда хотя бы один из навигационных параметров вырабатывается с повышенной погрешностью или вообще не вырабатывается. Можно определить отказ навигационной системы как появление в реализации погрешности выброса возможно, ограниченного по времени превышения длительностью не менее заданного интервала времени над заданным уровнем или как появление не менее какогото числа выбросов длительностью менее заданного интервала в течение времени 0,. Таким образом, выбросы в реализации погрешности могут быть признаны или не признаны отказами в зависимости от определения. Особенностью НС является возможность ее отказа при отсутствии дефектов в ее элементах. Такие отказы называются информационными. После возникновения ИО НС или самовосстанавливается, или для ее восстановления необходимо провести коррекцию ее внутренней информации, то есть не требуется замена элементов. Если для элементов НС сформулированы требования по точности, то для них также можно применить понятие ИО. Причин возникновения ИО может быть много, и они могут различаться в зависимости от условий эксплуатации НС и ее состава. Любые аномальные события в погрешностях НС являются ИН, и со временем они могут привести к ИО. В процессе функционирования НС, ИО является достаточно частым событием, поэтому прецизионные НС всегда включают в свой состав средства для КД ИО. Это особенно важно для автономных систем, погрешности которых являются нестационарными и при отсутствии коррекции с неизбежностью приводят к ИО. От эффективности работы средств КД зависит своевременность проведения процедур восстановления, а значит и надежность системы. Для оценки информационной надежности могут применяться те же характеристики, что и при анализе аппаратурной надежности, например, вероятность безотказной работы на НС на заданном интервале времени. Решение задачи КД осложняется отсутствием возможности управления входами НС и невозможностью использования тестовых методов КД. Входами чувствительных элементов НС невозможно не только управлять, но их невозможно и наблюдать. Задача КД НС решается на комплексном уровне по навигационным параметрам, вырабатываемым НС, необходимо сформулировать выводы о работоспособности чувствительных элементов НС и всей системы в целом. При обнаружении ИН или ИО в одной из НС ее выходная информация исключается из процедур формирования комплексных навигационных параметров рис. Рис. Схема работы средств КД в избыточной ИНС, где СКД средства контроля и диагностики, НП навигационные параметры, ПР диагностические признаки. Для определения координат объекта используются различные, связанные с Землей, навигационные системы координат СК с началом в центре ее масс. Крассовского. Точка О, центр Земли, оси , и О,7 расположены в плоскости экватора, ось Охд вдоль линии пересечения плоскости экватора с гринвичским мериадианом, ось О,с по малой оси земного эллипсоида в сторону северного полюса. Оц. Огд. Земли. Л географическая долгота угол между плоскостью гринвичского меридиана и плоскостью меридиана т. О, И высота А,О. Ось ОН нормаль к Земной сфере, ОЕ по касательной к параллели на востоке, ОН по касательной к меридиану на север. Рис. Используемые системы координат, связанные с Землей. Од, плоскость, образованная осями Одэ и Одэ параллельная плоскости земного экватора. Олуг СК, связанная с корпусом объекта, Оу вдоль продольной оси объекта, Ог в плоскости симметрии объекта, перпендикулярно оси Оу. СК Охуг представлена на рис. З.А. Точка О центр масс объекта. Охьуь1ь СК, связанная с платформой ИИС. СК Охуг и СК Охьу связаны углами тангажа и рысканья и вращения объекта р. Взаимная ориентация СК Охуг и СК Охьуь2ь представлена на рис. З.Б. На рис. В. изображена схема трехстепенной гиростабилизированной платформы, на площадке которой расположены акселерометры, оси которых образуют прямоугольный трехгранник Охьуьгь. Акселерометры сохраняют свою ориентацию в инерциальном пространстве. Б. Взаимная ориентация Охьуь2 и Оху2 . В. Платформенная ИНС, СК Охля , связанная с платформой Рис.