Алгоритмы оценки инструментальных погрешностей инерциальной системы в процессе калибровки и начальной подготовки

• Автор: Чуманкин, Евгений Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 102 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ

ОШИБОК ДАТЧИКОВ ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ТОЧНОСТЬ ИНС.

1.1 Структура погрешностей инерциальных навигационных систем.

1.2 Характеристики первичной информации БЧЭ.

1.3 Алгоритмы БИНС

1.4 Уравнения ошибок БИНС.

1.5 Собственные и инструментальные погрешности БИНС.

1.6 Постановка задачи оценки параметров БЧЭ, как необходимая процедура производственного процесса и начальной подготовки ВИНС.

2 ОБОСНОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ОШИБОК ДАТЧИКОВ

ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ.
2.1 Погрешности акселерометра.
2.2 Погрешности датчиков угловой скорости.
2.3 Обработка результатов измерений выходных сигналов ДНИ.
3 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ОШИБОК БЛОКА
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
3.1 Формирование требуемых положений БЧЭ в пространстве.
3.2 Описание сигналов гироскопов для заданных поворотов БЧЭ.
3.3 Формирование дополнительных положений БЧЭ для оценки влияния ускорения на дрейф гироскопа.
3.4 Получение требуемых параметров погрешностей датчиков из накопленных измерений
4 ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПОГРЕШНОСТЕЙ ГИРОСКОПОВ В ПРОЦЕССЕ НАЧАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ИНС.
4.1 Анализ различных подходов к описанию модели дрейфов гироскопов
4.2 Методы оптимальной фильтрации
4.3 Исследование поведения ОФК при оценке случайного дрейфа гироскопа.
4.4 Предложения по организации процесса начальной подготовки ИНС.
ЛИТЕРАТУРА


В каждом фиксированном положении вектора кинетического момента задается еще 4 положения путем разворота корпуса относительно оси вращения ротора. При этом требуемая точность выставки корпуса прибора относительно горизонта и в азимуте составляет не хуже 2 угл. Необходимость обеспечения заданной точности ориентации стенда относительно меридиана и вертикали места требует применения прецизионного оборудования и организации специального рабочего места. Организация работ по проведению калибровки по данной методике требует больших капитальных затрат и подготовки высококвалифицированного персонала. В работе [2] рассмотрен вариант создания прецизионного основания с применением волоконно-оптического измерителя угловой скорости. Как указывается в статье, в современной технике достаточно остро стоит вопрос о создании прецизионных управляемых оснований для контроля датчиков угловой скорости по их основной характеристике - масштабному коэффициенту. Для этого необходимо с высокой точностью и стабильностью задавать угловую скорость вращения основания. Применяемые в настоящее время в отечественном приборостроении испытательные стенды представляют собой механические системы, включающие приводной двигатель и редуктор. Предлагаемое оборудование в виде одноосного гиростабилизатора является сложным агрегатом, требующим специального обслуживания и организации дорогостоящего рабочего места. Само проектирование подобного стенда является сложной технической задачей. При решении вопросов повышения точности ИНС в процессе начальной подготовке путем оценки остаточного значения дрейфа гироскопов возникают проблемы по выбору математической модели случайной составляющей дрейфа. Вследствие большого уровня возмущений, действующих на инерциальную систему в процессе начальной подготовки и ограничения по времени подготовки очень важен правильный выбор эффективной модели собственной скорости прецессии гироскопов. В работах ряда авторов рассматриваются вопросы калибровки датчиков первичной информации ИНС в процессе их изготовления. При этом сделано замечание, что учет случайной составляющей приводит к изменению погрешностей ИНС не более чем на несколько процентов. Данное замечание говорит о неэффективности примененной модели дрейфа гироскопов. Такой подход позволяет рассчитать передаточные звенья контура управ» ления, но при этом можно получить излишне затянутые процессы формирования оценок дрейфа. В работе [1] случайная составляющая собственной скорости прецессии (ССП) описывается в виде суммы двух случайных процессов: Марковской составляющей, реализованной в виде бело, о шума наблюдения, пропущенного через формирующий фильтр, и случайной составляющей в виде белого шума измерения. Ставится задача оценки параметров формирующего фильтра и интенсивности шума наблюдения. При этом в основном оценивается процесс выхода гироскопа на рабочий режим и не рассматриваются составляющие случайного дрейфа, действующие на больших интервалах наблюдения. После завершения переходных процессов в гироскопе, в основном, учитывается только систематическая составляющая. В данной работе также преложено рассматривать ССП в виде суммы случайных процессов, весовые коэффициенты, при которых имеют случайную зависимость от времени и скачком изменяют свои значения, следует отметить, что при таком описании ССП существенно усложняется процедура оценки случайного дрейфа. В работе [4] рассмотрен алгоритм управления плоского гироскопического маятника, при этом решается вопрос по формированию оптимального управления и(0, которое бы удерживало систему вблизи состояния нулевого углового отклонения. Возмущающий момент задан в виде гауссова случайного процесса типа белого шума с нулевым средним значением. В формируемом векторе измерения также присутствует дополнительная шумовая составляющая в виде белого шума некоррелированного с шумом наблюдения. Начальные условия задаются в виде исходного углового рассогласования маятника. Получаемая в итоге система уравнений обеспечивает оценку только составляющих по угловому рассогласованию и не позволяет сделать оценку величины случайного дрейфа гироскопа.