Nghiên cứu xác định định hướng không gian của thiết bị bay theo các phép đo từ trường trái đất - 2


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU


Viết tắt

ADC bộ biến đổi tương tự - số (Analog Digital Convertor) AMR điện từ - trở (Anisotropic Magneto-Resistive)

AP hệ thống tự động lái (AutoPilot)

ASS hệ thống tự động ổn định (Automatic System Stabilization) CBGTT cảm biến gia tốc thẳng

CBVTG cảm biến vận tốc góc

DĐQT dẫn đường quán tính

ĐHKG định hướng không gian

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 151 trang tài liệu này.

ĐKĐH điều khiển định hướng

ĐKQĐ điều khiển quỹ đạo

Nghiên cứu xác định định hướng không gian của thiết bị bay theo các phép đo từ trường trái đất - 2

ĐKQT điều khiển quán tính

ĐKTBB điều khiển thiết bị bay

EKF bộ lọc Kalman mở rộng (Extended Kalman filter) GPS hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System) GTPT gia tốc pháp tuyến

GTT gia tốc thẳng

HTĐK hệ thống điều khiển

KHKT-CN khoa học kỹ thuật và Công nghệ

MEMS hệ thống vi-cơ điện tử (Micro electro mechanical systems) MS-AUKF bộ lọc Kalman MS-AUKF (Master-Slaver Adaptive

Unscented Kalman Filte)

MTTK máy tính trên khoang

TBB thiết bị bay

TBBKNL thiết bị bay không người lái


TBBP trung bình bình phương TBBTSKNL thiết bị bay trinh sát không người lái TBBTS thiết bị bay trinh sát

TBTS thiết bị trinh sát

TĐLK hệ tọa độ liên kết

TĐVT hệ tọa độ vận tốc

TTTĐ từ trường trái đất

UKF bộ lọc Kalman UKF (Unscented Kalman Filter) VTG vận tốc góc

VTT vector từ trường

ЭДС suất điện động cảm ứng


Ký hiệu

góc gật

góc hướng

góc liệng

prog góc gật theo chương trình bay

prog góc hướng theo chương trình bay

prog góc liệng theo chương trình bay

góc tấn công TBB trong dòng khí

góc trượt của TBB trong dòng khí

V vận tốc dòng khí tương đối so với TBB

W gia tốc pháp tuyến

r vector bán kính trọng tâm TBB trong hệ tọa độ được chọn r bán kính trọng tâm TBB trong hệ tọa độ địa tâm

vector vận tốc góc quay TBB như một vật thể cứng

F vector tổng các lực tác động lên TBB


M vector tổng các mômen tác động lên TBB

u vector điều khiển

m khối lượng TBB, [kg]

,

, ,

C, C

góc nghiêng quỹ đạo [rad] và đạo hàm bậc nhất của nó [rad/s]

góc gật [rad] và các đạo hàm bậc nhất [rad/s], bậc hai [rad/s2] đạo hàm riêng hệ số lực nâng trên cánh và cánh lái

y y


,

,

góc tấn công [rad] và đạo hàm [rad/s] của nó góc trượt [rad] và đạo hàm [rad/s]

y ,

z , E

góc quay cánh lái tương ứng gật, hướng và liệng, [rad]


k0 , k1

hệ số truyền mạch hồi tiếp theo góc và tốc độ góc quay cánh lái

V2 2 2

q áp lực tốc độ, [N/m ; kg/m.s ]

2

SM, SCL diện tích Miden và diện tích cánh lái, [m2] Lchiều dài của TBB, [m]

Xm, XF, XFcác tọa độ tương ứng với trọng tâm, tâm áp lực thân và tâm áp lực cánh lái của TBB

G trọng lượng của thiết bị bay [N] P lực đẩy của động cơ [N]

Ax gia tốc thẳng của TBB theo trục X Ay gia tốc thẳng của TBB theo trục Y Az gia tốc thẳng của TBB theo trục Z

a x sai số GTT đo được do thành phần gia tốc trọng trường gây ra

a6 hệ số động lực nâng cánh lái

a 2 hệ số ổn định tĩnh của thiết bị bay a1hệ số cản khí động


a3

TTBB

TBB

TV

hệ số hiệu quả cánh lái

hằng số thời gian thiết bị bay hệ số tắt dần

thời gian khí động

KAP hệ số truyền khối tự lái

K(p)

K(p)

K(p)

K(p) KTBB TTBB

TBB

T'V

b1 b2 b3 b4

b6

hàm truyền thiết bị bay theo góc gật

hàm truyền thiết bị bay theo góc tấn công hàm truyền theo góc đổi hướng

hàm truyền theo góc trượt hệ số truyền của thiết bị bay

hằng số thời gian thiết bị bay

hệ số tắt dần

thời gian khí động hệ số cản khí động

hệ số ổn định tĩnh của thiết bị bay hệ số hiệu quả cánh lái

hệ số động lực nâng do góc trượt hệ số động lực nâng cánh lái hướng

c1 hệ số cản khí động trong chuyển động liệng c3 hệ số hiệu quả cánh lái Eleron

Fx giá trị hiệu chỉnh quay trong mặt phẳng X Fz giá trị hiệu chỉnh quay trong mặt phẳng Z X tọa độ của TBB trong mặt phẳng X

Z tọa độ của TBB trong mặt phẳng Z Ro bán kính trái đất


Vz vận tốc của thiết bị bay theo trục Z Vx vận tốc của thiết bị bay theo trục X

R vector bán kính của hệ tọa độ dẫn đường nằm trên thiết bị bay

tốc độ góc của thiết bị bay

ωx tốc độ góc của thiết bị bay quanh trục X ωy tốc độ góc của thiết bị bay quanh trục Y ωz tốc độ góc của thiết bị bay quanh trục Z

ωc tốc độ quay của trái đất trong hệ tọa độ quán tính g0 gia tốc trọng trường

0 kinh độ biết trước của thiết bị bay tại điểm A

0 vĩ độ biết trước của thiết bị bay tại điểm A

kinh độ của thiết bị bay tại điểm B

vĩ độ của thiết bị bay tại điểm B

v lệnh điều khiển vận tốc bay

lệnh điều khiển độ cao

lệnh đổi hướng

lệnh cơ động liệng


prog lệnh điều khiển kinh độ theo chương trình

prog lệnh điều khiển vĩ độ theo chương trình Vprog lệnh điều khiển vận tốc theo chương trình Hprog lệnh điều khiển độ cao theo chương trình H vector từ trường trong hệ tọa độ trái đất

H1 vector đo được của từ trường trái đất H trong hệ TĐLK A ma trận chuyển


DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Mở đầu

Hình 1 Thiết bị bay trinh sát không người lái của một số nước trên thế giới 1

Chương 1

Hình 1.1 Sơ đồ máy bay và những cơ cấu điều khiển 11

Hình 1.2 Sơ đồ khối đơn giản hệ thống điều khiển quán tính MBKNL... 13 Hình 1.3 Cấu trúc hệ ĐKĐH cho TBBKNL 17

Hình 1.4 Tương quan giữa 2 hệ TĐQT và TĐLK 19

Hình 1.5 Giải thích ảnh hưởng sai số góc định hướng tới vị trí ảnh 23

Chương 2

Hình 2.1 Từ trường Trái đất 28

Hình 2.2 Bản đồ từ trường Trái đất 30

Hình 2.3 Thay đổi từ trường trong mặt phẳng ngang XOZ 30

Hình 2.4 Phần tử từ-trở cơ bản 32

Hình 2.5 Quan hệ giữa giá trị điện trở so với hướng từ trường 32

Hình 2.6 Cầu từ trở Wheatstone 33

Hình 2.7 Tính năng set/reset của Sensor 33

Hình 2.8 Hình dạng bên ngoài của HMC2003 34

Hình 2.9 Giải thích không có khả năng định vị chỉ bằng các phép đo từ trường 41

Hình 2.10 Sự quay của VTT trong hệ TĐLK 42

Hình 2.11 Kết quả mô phỏng đo các thành phần VTT và VTG của TBB 53

Chương 3

Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc thuật toán lọc phi tuyến cận tối ưu VTG của TBB theo vector từ trường Trái đất 63

Hình 3.2 Kết quả mô phỏng mô hình lọc phi tuyến hệ số tĩnh 64

Hình 3.3 Kết quả mô phỏng thuật toán lọc phi tuyến hệ số động 66

Hình 3.4 Sơ đồ cấu trúc của bộ lọc MS-AUKF 75

Hình 3.5 Kết quả khi tính trực tiếp vận tốc góc. 78

Hình 3.6 Sai số đánh giá các VTT và VTG khi sử dụng thuật toán EKF. Mô phỏng theo phương pháp thực nghiệm Monte Carlo 79

Hình 3.7 Sai số đánh giá các VTT và VTG khi sử dụng thuật toán EKF khi cho nhiễu tăng. Mô phỏng theo phương pháp thực nghiệm Monte Carlo 80

Hình 3.8 Sai số đánh giá các VTT và VTG khi sử dụng thuật toán UKF.81 Mô phỏng theo phương pháp thực nghiệm thống kê Monte Carlo 81

Hình 3.9 Sai số đánh giá các VTT và VTG khi sử dụng thuật toán EKF và UKF 82

Hình 3.10 Sai số đánh giá các VTT và VTG khi sử dụng thuật toán 83

MS-AUKF. Mô phỏng theo phương pháp thực nghiệm Monte Carlo 83

Chương 4

Hình 4.1 Cảm biến LY510ALH 88

Hình 4.2 Sơ đồ chức năng LY510ALH 89

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý LY510ALH có bộ lọc mở rộng 90

Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý Board Sensores phần thực nghiệm 91

Hình 4.6 Sơ đồ mạch in các miniboard sensores 92

Hình 4.7 Giới thiệu tính năng của Platform ELVIS-II 93

Hình 4.8 Kết nối Platform ELVIS-II với máy tính và giao diện thực nghiệm 93

Hình 4.9 Giá quay ba trục 94

Hình 4.10 Kích thước tấm gá chuyên dụng trên giá quay 94

Hình 4.12 Lưu đồ thuật toán lọc EKF 98

Hình 4.13 Giao diện nhập tham số bộ lọc EKF 99

Hình 4.14 Lưu đồ thuật toán lọc UKF 101

Hình 4.15 Giao diện nhập tham số cho lọc UKF 102

Hình 4.16 Lưu đồ thuật toán lọc MS-AUKF 104

Hình 4.17 Giao diện khởi tạo và hiển thị tham số bộ lọc MS-AUKF 105

Hình 4.18 Kết quả đo VTT khi sử dụng bộ lọc EKF 106

Hình 4.19 Kết quả đo các thành phần VTG 106

Hình 4.20 Kết quả đo VTT khi sử dụng bộ lọc UKF (đơn vị gauss) 106

Hình 4.22 Kết quả đo các thành phần VTT 107

Hình 4.23 Kết quả lọc UKF các thành phần VTG 107

Hình 4.28 Điều khiển đổi hướng đối với TBB cánh phẳng 115

Hình 4.29 Sơ đồ cấu trúc kênh điều khiển gật 116

Hình 4.30 Sơ đồ cấu trúc kênh điều khiển hướng 117

Hình 4.31 Sơ đồ cấu trúc kênh điều khiển liệng TBB 117

Hình 4.32 Sơ đồ phối ghép hệ đo góc và VTG với các kênh điều khiển TBBKNL 118

Xem toàn bộ nội dung bài viết ᛨ

..... Xem trang tiếp theo?
⇦ Trang trước - Trang tiếp theo ⇨

Ngày đăng: 29/12/2022