СИСТЕМА ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИИ КОМПЛЕКСА СИМУЛЯЦИИ ПОЛЕТА

В. Н. Константян, Р. С. Нахушев, У. М. Яхутлов

Аннотация


В данной статье рассмотрена структура и принцип работы инерциальной навигационной системы (ИНС) комплекса симуляции полета летательного аппарата, использующего технологию дополненной реальности. Проведен анализ построения таких систем, и выбрана наиболее подходящая для данной задачи её структура. Предложен комплекс доработок типовой системы ИНС для её адаптации для решения поставленной задачи. Рассмотрено проектирование и дальнейшее тестирование системы навигации кабины авиационного симулятора на основе датчиков углового положения и линейных ускорений, основанной на трехосевых МЭМС гироскопах и акселерометрах. Использована бесплатформенная ИНС (БИНС) без гиростабилизированной платформы. Решены главные проблемы – уход нулевой точки гироскопов и высокий уровень шумов показаний акселерометров, приводящие со временем к неточным выходным данным. Повышена точность навигации за счет добавления магнетометра в систему. Концепция реализована в виде электронной системы управления комплексом и протестирована. Тестирование показало, что уход координат нулевых точек гироскопов не существенен. Помехи акселерометров хорошо фильтруются фильтром Маджвика, а возможные проблемы с определением магнитного полюса Земли магнетометром, находящимся в непосредственной близости от металлических частей конструкции, решены закреплением постоянного магнита перед модулем ИИМ. Важный вклад в повышение точности внесло разделение модулей, при котором один ИИМ, расположенный на оси вращения кабины в плоскости рыскания, дополняет датчик, находящийся непосредственно на кабине. Таким образом, была разработана простая в изготовлении, функциональная и универсальная замена энкодерам для тех случаев, когда их применение затруднено или нецелесообразно. Перспективы применения данной системы включают в себя сферу роботизации, высокоточного производства с помощью станков ЧПУ, ассистированой или автоматизированной медицины и другие сферы деятельности человека, где необходимо точно определять положение объекта в пространстве и управлять им.

Полный текст:

PDF

Литература


Автомобильные датчики положения.

Современные технологии и новые перспективы.

– Ч. 5. Новые перспективы бесконтактных

угловых измерений в диапазоне угла

°, снова датчики Холла – угловые магнитные

энкодеры // Компоненты и технологию.

– 2005. - № 6. – С. 34.

Селиванова Л.М. Инерциальные навигационные

системы: учебное пособие. – Ч. 1:

Одноканальные инерциальные навигационные

системы. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.

Баумана, 2012. – С. 84-91.

An efficient orientation filter for inertial

and inertial/magnetic sensor arrays Sebastian

O.H. Madgwick

Discovery kit with STM32F303VC MCU

July 2016 DocID023596 Rev 4

STM32F303xB STM32F303xC ARM®-

based Cortex®-M4 32b MCU+FPU, up to

KB Flash+ 48KB SRAM, 4 ADCs, 2 DAC

ch., 7 comp, 4 PGA, timers, 2.0-3.6 V Datasheet

- production data May 2016 DocID023353 Rev


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.