Объявления
  • В связи с ситуацией с коронавирусом заседания кафедры СУЛА проводится в онлайн-режиме "Конференции на платформе ZOOM".

Повышение надежности магнитометрической системы летательного аппарата

 

На основе анализа надежности цифровой магнитометрической системы на базе трехосевого магнитометра, для повышения надежности выбран метод структурного резервирования магнитометра, представляющий параллельную структуру резервирования. Обусловленно выбор количества резервных элементов при нагруженном резервировании – общее количество магнитометров в резервируемой системе равняется трем. Разработаны алгоритмы диагностирования и устранения отказов магнитометра в магнитометрической системе.

Научная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, 4 приложений. Общий объем составляет 95 страниц, из них 80 основного текста, 50 рисунков, списка ссылок на 4 страницах и 4 приложений на 11 страницах.

Актуальность темы. Исследования в направлении систем ориентации направлены на решении одной из основных задач - повышении точности системы за счет модернизации (уменьшение инструментальной погрешности) или использовании новых алгоритмов обработки данных (уменьшение методической погрешности). Прогресс в микромеханических системах (MEMS) дает возможность использовать миниатюрные инерционные датчики в различных приборах. Характеристики точности приборов, построенных на базе этих датчиков не очень высокой. Возникает проблема использования новых методов моделирования и использования данных из различных источников информации - задача комплексирования. Поэтому, для достижения максимально возможной эффективности таких систем большое внимание должно быть уделено их калибровке, исследованию возможных погрешностей различного характера, внедрению алгоритмов фильтрации, а также оценке точности при использовании чувствительных элементов, входящих в состав системы ориентации.

Исходя из этого, такой систематический подход к решению задачи повышения точности системы позволит получить максимально возможные точные характеристики, на основе которых и состоит алгоритм и поэтому является актуальной научно-исследовательской работой.

Цель диссертационной работы заключается в разработке системы ориентации и ее калибровке, разработке и внедрении нейросетевой аппроксимированной модели магнитного поля Земли для увеличения точности системы.

Достижение цели предполагает решение следующих задач:

  • Анализ современного состояния методов повышения точности систем ориентации путем внедрения алгоритмов фильтрации;
  • Калибровка чувствительных элементов;
  • Определение коэффициентов комплиментарного фильтра, для фильтрации и комплексирования информации с датчиков;
  • Нахождение нейронной сети для аппроксимирования математической модели магнитного поля Земли.
  • Использование алгоритма системы для определения ориентации объекта на основе выходных сигналов первичных датчиков;
  • Экспериментальное подтверждение полученных результатов.

Методы исследования. Калибровка инерциальных чувствительных элементов. Нахождение спектральной плотности и определения коэффициентов фильтра. Моделирование нейронной сети для модели магнитного поля Земли. Определение углового положения системы ориентации с помощью алгоритма ориентации.

Научная новизна диссертации состоит в повышении точности системы ориентации для летательных аппаратов, транспортных средств, спутников, мобильных телефонов, средств управления ("gamepad", "joystick"), робототехнике путем введения магнитного поля Земли, уменьшение времени его расчета с помощью нейронной сети, использование рассчитанного комплиментарного фильтра и комплексирования выходных сигналов с датчиков для взаимной фильтрации шумов.

Ключевые слова: алгоритм, система ориентации, нейронная сеть, IGRF, калибровка, комплиментарный фильтр, комплексирования.

Разработана ультразвуковая система измерения вектора воздушной скорости для беспилотного летательного аппарата. Была разработана его математическая модель, модель его ошибок, сделан макет. Данная система была разработана для измерения скорости от 19м \ с до 90м \ с и может измерять не только модуль воздушной скорости, но и его направление. С точностью измерения 0,01 м с величинами вектора и с точностью 0,5 градуса угла атаки и скольжения.

Система была сделана на базе FPGA Cuclon 4 от фирмы Altera.

Ключевые слова: измерительное устройство, угол атаки, угол скольжения, вектор воздушной скорости.

Пояснительная записка к магистерской диссертации «Обеспечение надежности миниатюрного барометрического высотомера на базе пьезорезистивного датчика давления» составляет 70 страниц текста, 12 иллюстраций, 13 библиографических ссылок.

Цель исследования (работы) – разработка метода повышения функциональной надежности миниатюрного барометрического высотомера квадрокоптера комплексированием высотомера с бесплатформенной инерциальной системой (БИНС) и спутниковой навигационной системой (СНС).

Использованы следующие методы: для повышения надежности барометрического высотомера был избран метод функционального комплексирования, когда избыточность в системе создается резервированием основной функции объекта по назначению, то есть метод функционального резервирования. Полученные результаты позволят повысить надежность как высотомера, так и квадрокоптера в целом.

Ключевые слова: повышение функциональной надежности; барометрического высотомера; СНС; комплексирование; метод функционального резервирования.

Страница 1 из 3

Адрес 03056, Киев, ул. Боткина 1, НТУУ «КПИ им. Игоря Сикорского»

Корпус 28, комн. 308

Телефон +380 44 204 83 17