DOI: https://doi.org/10.20535/1970.59(1).2020.210012

ПРО ТОЧНІСТЬ ДЕЯКИХ "РОЗШИРЕНИХ" АЛГОРИТМІВ БЕЗПЛАТФОРМОВИХ ІНЕРЦІАЛЬНИХ СИСТЕМ ОРІЄНТАЦІЇ

Yuriy Lazarev, Vadim Avrutov, Pavlo Mironenko

Анотація


Вступ. Основною проблемою при розробці алгоритмів безплатформових інерціальних систем орієнтації є підвищення їх точності. Більшість алгоритмів, наведених у відомій літературі (див., наприклад, [1, 2, 3]), спираються на спрощену формулу Борця, в якій в правій частині не враховується член диференціального рівняння орієнтації з подвійним векторним добутком. Цікавим є з'ясувати, як вплине на точність алгоритму "розширення" рівняння орієнтації урахуванням відкинутого члена.

Основна частина. Методика досліджень точності алгоритмів зводиться до визначення значень двох невідомих параметрів, які характеризують точність алгоритму: порядку точності і коефіцієнта пропорційності. Такий підхід дозволяє провести моделювання лише для деяких конкретних значень амплітуди і частоти коливань підстави, а отримані результати узагальнити на будь-які амплітуди і частоти. Оцінка ефективності розглянутих алгоритмів проводиться за допомогою порівняльного дослідження систематичної похибки відомих двокрокових алгоритмів, що спираються на вимірювання приросту  квазікоординат повороту основи на кожному кроці опитування вимірювачів

Висновки. Використання додаткового члена в рівнянні орієнтації не завжди призводить до підвищення точності в порівнянні з алгоритмами, що використовують спрощену форму рівняння орієнтації. Дослідження показали, що при цьому точність погіршується в області малих значень частотного параметра. Був досліджений також алгоритм, отриманий емпіричним шляхом, використання якого призводить до суттєвого підвищення точності (на два порядки в області малих значень частотного параметра). В цілому, можна стверджувати, що використання додаткового члена в рівнянні орієнтації призводить до погіршення точності в порівнянні з більш простими алгоритмами, а також до значного збільшення обчислювальних операцій.


Ключові слова


безплатформові інерціальні системи орієнтації; дослідження точності алгоритмів; випрямний ефект

Повний текст:

PDF

Посилання


A. Panov, “Mathematical foundations of the theory of inertial orientation”, Kiev, Naukova dumka, 1995. (in Russian)

Yu. Lazarev, P. Aksenenko, and S. Murakhovsky, “Investigation of the accuracy of BISO algorithms”, Visnik NTUU "KPI", Seriya Priladobuduvannya, VIP. 52 (2), p. 10-15, 2016.

doi: https://doi.org/10.20535/1970.52(2).2016.92739.(in Russian)

Yu. Lazarev, and P. Mironenko, “Comparison of the accuracy of some algorithms of strapdown inertial orientation systems”, Visnik NTUU “KPI”, Priladobuduvannya series, VIP. 53 (1), p. 5-10, 2017. doi: https://doi.org/10.20535/1970.53(1).2017.106547.(in Russian)

V. Demenkov, Yu. Kuznetsov, and A. Panov, “Evaluation by reference models of rotation of orientation algorithms in unnormalized quaternions of strapdown navigation systems”, at the 17th international conference on automatic control “Automatics - 2010”, Kharkov, 2010, from. 45-47. (in Russian)

G. Chesnokov, and A. Golubev, “Platform-based inertial navigation systems for modern aviation,” at the 10th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, “SP (b), 2003, p. 192 (in Russian)

Litmanovich, and J. Mark, “Progress in the development of SINS algorithms in the West and East in the materials of the St. Petersburg Conference: a review for a decade”, at the X St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg, p. 250-260, 2003. (in Russian)

L. Huang, “A new second-order strapdown attitude algorithm", International Journal of Innovative Computing, Information and Control., Vol. 9, no. 8, pp. 3449-3462, Aug. 2013.

S. Q. Liu, and R. Zhu, ”A Complementary Filter based on Multi-sample Rotation Vector for Attitude Estimation”, Sensors 2018, pp. 1-7, 2017

O. Sapegin, and M. Norenko, “Algorithm of platformless inertial orientation system on laser gyroscopes,” Scientific Bulletin of the National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute,” 2, pp. 108–113, 2017. (in Ukrainian)

Y. Liu, H. Wang, F. Cheng, M. Wang, and X. Ni, “Improvement Method of Full-Scale Euler Angles Attitude Algorithm for Tail-Sitting Aircraft,” Springer, Singapore, 2018, pp. 257–269.

Y. Wu, “Next-Generation Inertial Navigation Computation Based on Functional Iteration,” CoRR, vol. abs/1905.1, 2019.

Y. Wu and Y. A. Litmanovich, “Strapdown Attitude Computation: Functional Iterative Integration versus Taylor Series Expansion,” Sep. 2019.




Copyright (c) 2020 Рівні права