Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 5.
-
ПОДДЕРЖКА ПЕТЕЛЬ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ФАЗОЙ В ПРИЕМНИКЕ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРЕНИЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
А.А. Черкасова , А. Ю. Шатилов , Т.А. Мухамедзянов2022-04-21Аннотация ▼Спутниковые радионавигационные системы позволяют оценивать вектор состояния
потребителя, включающий в себя координаты, скорость потребителя и время относи-
тельно системной шкалы. Требования к характеристикам данных систем постоянно рас-
тут, что делает необходимым усовершенствование используемых в них алгоритмов обра-
ботки радионавигационных сигналов. Одной из основных характеристик спутниковых ра-
дионавигационных систем является точность оценивания вектора состояния потребите-
ля. Улучшить эту характеристику позволяет наличие оценок фазы принимаемых радиона-
вигационных сигналов. В спутниковой радионавигационной системе ошибки оценок фазы в
петле слежения имеют две составляющие – динамическую и шумовую. Для компенсации
шумовой ошибки необходимо уменьшать эквивалентную шумовую полосу сглаживающего
фильтра петли слежения за фазой. Однако минимально возможная полоса сглаживающего
фильтра ограничена наличием динамики потребителя и качеством опорного генератора.
Вследствие чего, при наличии динамики потребителя, чувствительность и надежность
слежения за фазой ухудшается. Для компенсации динамической ошибки в петле слежения
за фазой можно использовать информацию от инерциальной навигационной системы.
Спутниковая радионавигационная система и инерциальная навигационная система обла-
дают взаимодополняющими характеристиками. Использование поддержки петель слеже-
ния за фазой от инерциальной навигационной системы позволяет повысить чувствитель-
ность и надежность ее работы при наличии динамики потребителя. Предполагается, что
при такой реализации чувствительность петель слежения за фазой будет ограничена
только нестабильностью опорного генератора и погрешностью инерциальных измерений.
Был разработан алгоритм поддержки петель слежения за фазой измерениями от инерци-
альной навигационной системы. Это привело к повышению чувствительности слежения за
фазой, что обеспечивает повышение характеристик точности и надежности работы
приемника спутниковой навигации. Проведено исследование разработанного алгоритма на
модели, использующей в качестве входных данных реальные измерения спутниковой и инер-
циальной навигационных систем. Разработанный алгоритм реализован в программном
обеспечении прототипа инерциально-спутниковой навигационной системы NV216C-IMU.
Проведены экспериментальные исследования в условиях автомобильной динамики на от-
крытой местности. Результаты исследований представлены в работе. -
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА ВНУТРИ ГЕРМЕТИЧНОГО КОРПУСА БИНС В МУЛЬТИФИЗИЧНОЙ ПОСТАНОВКЕ В ANSYS CFX И SYSTEM COUPLING
А.А. Медельцев , П. А. Шаповалов , М. В. Воронов , А. И. Полухина , П.Н. Сигалева , А.В. Фролов2022-04-21Аннотация ▼В настоящей работе рассматривается численное моделирование нестационарного
конвективно-кондуктивного теплообмена бесплатформенной инерциальной навигационной
системы высокоманевренного летательного аппарата (БИНС ВЛА), разработанной в
АО «ЦНИИАГ», с использованием расчётного комплекса ANSYS. Целью исследования явля-
ется всесторонний анализ теплообменных процессов, характерных для функционирования
прибора, в том числе взаимного пространственного влияния источников тепловых мощно-
стей друг на друга, а также на блок чувствительных элементов. Моделирование теплооб-
мена внутри герметичного корпуса прибора проведено для критических условий функцио-
нирования (в рассматриваемом случае обусловлены нагревом элементов прибора) в сильно и
слабо сопряжённой постановках с последующим сравнением результатов применения обо-
их подходов. Для программной реализации каждого подхода были выбраны модули пакета
прикладных программ ANSYS: Mechanical, CFX, System Coupling. Выбрана k-e модель тур-
булентности воздуха с неявным учётом эффекта в пограничных слоях и корректировкой
диффузии в сдвиговых течениях. Учтён внешний естественный теплообмен с окружаю-
щим воздухом посредством задания конвективных граничных условий на внешние поверхно-
сти прибора. Для получения численных значений коэффициентов теплоотдачи была при-
нята во внимание ориентация каждой поверхности в пространстве благодаря использова-
нию соответствующего коэффициента. С помощью расчёта термических сопротивлений
были учтены потери мощности, возникающие ввиду наличия неровностей на поверхностях
прибора в контактах между твердотельными компонентами с использованием термиче-
ских сопротивлений фактического контакта и межконтактной прослойки. Графически
представлены результаты моделирования деформированного состояния несущей системы
прибора, возникающего вследствие действия несимметричного температурного поля в
нагретом приборе. Проведён анализ полученных графиков. Определены показатели жёст-
кости несущей системы прибора – углы отклонения взаимной ортогональности чувстви-
тельных элементов, а именно акселерометров и датчиков угловой скорости (ВОГ – воло-
конно-оптических гироскопов), возникающие вследствие тепловых деформаций. Получен-
ные результаты позволили оценить технические решения по качеству теплоотвода от
элементов плат в обход чувствительных элементов прибора, принятых на этапе компо-
новки компонентов изделия. -
ЦИФРОВАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И НАВИГАЦИИ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
В.Ф. Филаретов , Д.А. Юхимец , А.В. Зуев , А. С. Губанков , Д.Д. Минаев2021-04-04Аннотация ▼Предложена архитектура цифровой платформы для реализации распределенных сис-
тем управления и навигации подводных робототехнических комплексов (ПРК), выполняющих
технологические операции в условиях неопределенности окружающей среды. Предлагаемая
цифровая платформа предназначена для автоматизации следующих видов деятельности:
мониторинг состояния объектов подводной инфраструктуры (линии связи, трубопроводы,
добычное оборудование и т.д.), картографические и геодезические работы, определение па-
раметров и границ физических полей, зон распространения химических соединений (зон за-
грязнений) и биоресурсов, охрана объектов подводной и надводной инфраструктуры (подвод-
ные фермы марикультур, границы водных заповедников и т.п.), сопровождение движущихся
объектов, поиск объектов заданного типа (биологических, техногенных и др.), выполнение
подводных технологических операций (сварка, резка, очистка и т.п.). Для этой платформы
разработана система команд, обеспечивающая гибкое задание миссий ПРК различного типа
и назначения. Выделены пять типов сообщений цифровой платформы: команды управления
порядком выполнения миссии, команды управления загрузкой миссии, информационные сооб-
щения, команды миссии и группового управления. Предложена концепция создания распреде-
ленных систем управления ПРК, обеспечивающая совместимость существующих бортовых
систем ПРК с предлагаемым решением на основе компактных гидроакустических систем
глобальной гидроакустической навигации, разработанных в ПАО «Дальприбор» (г. Владиво-
сток). Указанные системы управления состоят из двух основных частей. Первая часть пред-
ставляет собой исходную бортовую информационно-управляющую систему ПРК, обеспечи-
вающую его движение в заданную точку пространства с заданной скоростью, получение
данных от бортовых датчиков, а также управление работой бортового оборудования. Вто-
рая часть – система управления верхнего уровня, обеспечивает возможность взаимодействия ПРК через акустический канал связи с глобальной гидроакустической навигационной сис-
темой и автоматизированным рабочим местом оператора. Исследования передачи данных в
симуляторе (CoppeliaSim) между оператором и ПРК в рамках предложенной цифровой
платформы показали, что обеспечивается надежная загрузка миссий и получение информа-
ции о состоянии ПРК при различных скоростях и в различных условиях работы акустическо-
го канала связи. -
САМОПОДСТРАИВАЮЩАЯСЯ МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ ЗА ФАЗОЙ СИГНАЛОВ ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ
А. А. Черкасова , А. Ю. Шатилов2025-04-27Аннотация ▼Спутниковая навигационная аппаратура зачатую работает в условиях априорной неопреде-
ленности параметров взаимной динамики между передатчиком и потребителем и отношения
сигнал/шум принимаемых сигналов спутниковых радионавигационных систем. Классические опти-
мальные системы слежения за фазой сигнала в таких условиях оказываются не оптимальны по
критерию минимума дисперсии ошибки. Более того, резкое изменение отношения сигнал/шум илидинамки, может приводить в такой системе к срыву слежения. Для работы в подобных условиях
синтезирована самоподстраивающаяся многоканальная система слежения за фазой сигнала.
Синтез проведен с использованием методов статистической теории синтеза оптимальных ра-
диотехнических систем. Адаптивность к меняющейся мощности принимаемого сигнала достига-
ется за счет включения отношения сигнал/шум [дБГц] в вектор оцениваемых параметров фильт-
ра. Адаптивность к интенсивности динамики изменения фазы достигается за счет применения
системы многоканальной фильтрации. Проведено статистическое моделирование самоподстраи-
вающейся многоканальной системы слежения за фазой с комплексным алгоритмом слежения за
задержкой огибающей сигнала спутниковых радионавигационных систем. Определена чувстви-
тельность слежения за фазой в различных динамических условиях. Самоподстраивающаяся мно-
гоканальная система слежения за фазой с комплексным алгоритмом слежения за задержкой оги-
бающей сигнала способна в условиях низкой динамики (обусловленной только динамикой опорного
генератора) отрабатывать скачок отношения сигнал/шум с 50 до 10 дБГц и обратно без потери
слежения за фазой. Синтезированная система способна сохранять слежение за фазой при скач-
кообразных переходах динамики между низкой и высокой (обусловленной синусоидальным ускоре-
ние 10g и синусоидальным рывком 10 g/s) динамикой при отношении сигнал/шум 24 дБГц. Таким
образом, в реальных условиях, когда динамика изменения фазы и отношения сигнал/шум прини-
маемых сигналов меняются непредсказуемым образом, самоподстраивающаяся многоканальная
система слежения за фазой сигнала сохраняет слежение за фазой в гораздо более широком диапа-
зоне условий, чем классическая оптимальная система слежения за фазой сигнала -
РЕАЛИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ
И. А. Шипов2022-04-21Аннотация ▼Целью работы – это создание производительного вычислительного устройства для
бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) наземного робототехни-
ческого комплекса (РТК) на отечественной элементной базе. Дано формальное описание
типовых достаточных функций, выполняемых БИНС и описаны основные принципы алго-
ритмов с точки зрения требования к вычислительным ресурсам. Приведено описание имею-
щихся на рынке отечественных микроконтроллеров и сравнение с ближайшим зарубежным
аналогом. Результаты проведенного макетирования показали принципиальную возможность,
но невысокую перспективность создания вычислительных устройств на одном микрокон-
троллере. В связи с этим были выработаны и реализованы технические предложения по уве-
личению вычислительной мощности по средствам построения архитектуры многопроцес-
сорного вычислителя. Как следствие потребовалась выработка особых подходов к проекти-
рованию алгоритмов и программного обеспечения. Организация распределенных вычислений
является одним из наиболее оптимальных методов обеспечения расчета алгоритмов функ-
ционирования. Введение в контур вычислителя дополнительных микропроцессоров позволило
не только увеличить вычислительную мощность, но и ввести дополнительные интерфейсы
взаимодействия как с потребителем, так и с датчиками первичной информации. Предло-
женный вариант распределения алгоритмов функционирования БИНС позволил обеспечить
создание задела на перспективы развития и масштабируемость системы. Наиболее ресурсо-
емким алгоритмом является расчет инерциальных координат, реализованный в виде итера-
тивного расчета определения широтной составляющей местоположения. Также запас про-
изводительности может позволить реализовать дополнительные адаптивные алгоритмы
фильтрации и обработки данных по результатам испытаний и эксплуатации наземного под-
вижного объекта. Обоснован выбор интерфейса внутриплатного обмена между контролле-
рами и описано его практическое применение. Создание замкнутого контура обмена инфор-
мацией позволило реализовать дополнительные параллельные вычисления вторичной инфор-
мации и выполнить расчет автономного счисления координат местоположения объекта.
Описанные технические решения могут быть использованы при проектировании встраивае-
мых вычислителей для объектов различного назначения функционирующих на базе жесткой
логики. В качестве основного недостатка представленного подхода к проектированию вы-
числителя можно обозначить ограниченный функционал при работе с постоянно запоми-
нающими устройствами.
1 - 5 из 5 результатов
