Формирование управлений (сигналов демпфирования и коррекции)

Формирование измерений

Для обеспечения устойчивой работы БИНС в условиях эксплуатации необходимо демпфирование собственных колебаний погрешностей и периодическая коррекция погрешностей выработки координат места. Для чего требуется формирование скоростных и позиционных измерений с опорой на данные GPS и лага:

· Скоростные измерения (по GPS) - для демпфирования собственных колебаний погрешностей БИНС:

(4.5.1)

где - приращения декартовых координат объекта в проекциях на географические оси, измеряемые в доплеровском канале современной ПА GPS/ГЛОНАСС с дискретностью ;

- приращения декартовых координат, вычисляемые по данным БИНС о скорости движения объекта.

Соотношения (4.5.1) могут быть приведены к виду:

(4.5.2)

где

- погрешности доплеровского канала ПА GPS/ГЛОНАСС;

- реальные шумы скоростных измерений.

· Позиционные измерения (для периодической коррекции погрешностей выработки координат места)

(4.5.3)

где - погрешности дальномерного канала ПА GPS/ГЛОНАСС;

- динамическая составляющая вертикальной качки морского надводного объекта (с точностью до превышения геоида), которая может быть аппроксимирована марковским процессом второго порядка с м.

· Курсовое измерение (привлекается в условиях стенда)

, (4.5.4)

где

- шумы измерений, включающие флуктуационную составляющую.

В автономном режиме работы БИНС используются только данные относительного лага и априорная информация о высоте (глубине) корабля.

· Скоростные измерения (по лагу):

(4.5.5)

где и - морские течения, - шумы измерений, включающие неизмеряемую лагом поперечную составляющую вектора скорости корабля и инструментальные погрешности лага и аппроксимированные белыми шумами с дисперсией на частоте 1 гц.

· Позиционное измерение (по высоте)

(4.5.6)

которое совпадает с третьим измерением в (4.5.3).

Управления (сигналы демпфирования и коррекции)

При использовании стационарного фильтра в интересах обеспечения минимального времени переходных процессов в системе управления , формируемые в фильтре, подаются по обеим составляющим вектора состояния северного и восточного каналов системы, т.е. согласно измерениям (4.5.2) будем иметь:

, ,

, ,

,

, , , (4.5.7)

при подаче управлений со знаком «-« в обратную связь;

где коэффициенты демпфирования вертикали (режим горизонтирования) и управления в азимутальном канале (режим гирокомпасирования), определяющие «веса» поступающих измерений, выбираются из условия обеспечения оптимальных с точки зрения погрешностей ориентации динамических характеристик БИНС и могут быть выбраны из следующих соотношений:

, (4.5.8)

где –относительный коэффициент демпфирования, - частота колебаний в демпфируемом контуре вертикали;

( - соответственно суточная и шулеровская частоты);

= = =1/Tz - коэффициенты разовой коррекции по координатам места.