Аналіз похибок МЕМС-акселерометрів методом варіацій Алана

Andrii Viktorovych Rudyk

Анотація


У роботі отримано узагальнене рівняння похибок акселерометрів БІНС, складові якого характеризують вплив похибок коефіцієнтів перетворення, неточність установки вимірювальних осей акселерометрів, вплив переносних прискорень на похибки акселерометрів (size effect) та зміщення нулів акселерометрів, а також складено блок-схему формування похибок у вихідному сигналі акселерометрів. Проаналізовано складові випадкової похибки акселерометрів, такі як нестабільність нуля та випадкове блукання прискорення, а також зумовлені наявністю білого та експоненційно-корельованого (марковського) шумів. Наведено моделі формування складових випадкової похибки акселерометрів з білого шуму та білої послідовності. Проведено дослідження МЕМС-акселерометрів типу Gemini CAS211/291 для кожної осі акселерометра з частотою дискретизації 100 Гц, за результатами якого побудовано криві відхилення Алана і визначено значення нестабільності нуля і випадкових блукань швидкості та прискорення для кожної осі, а також з’ясовано, що у вихідних сигналах акселерометрів відсутній марковський шум, а вісь Z є більш шумною, ніж осі Х та Y.

Ключові слова


акселерометр; рівняння похибок; варіація Алана; відхилення Алана; нестабільність нуля; безплатформна інерціальна навігаційна система.

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Alaluev, R.V., Ivanov, Yu.V., Matveev, V.V., Orlov, V.A., Raspopov, V.Ya. (2007), «Izmeritel'nyy modul' mikrosistemnoy besplatformennoy inertsial'noy navigatsionnoy sistemy», Nano- i mikrosistemnaya tekhnika, vol. 9, pp. 61–64.

Bekmachev, A. (2014), «MEMS-giroskopy i akselerometry Silicon Sensing: angliyskie traditsii, yaponskie tekhnologii», Komponenty i tekhnologii, vol. 4, pp. 18–26.

Bukingem, M. (1986), Shumy v elektronnykh priborakh i sistemakh, Mir, Moscow, 399 p.

Matveev, V.V. (2012), Inertsial'nye navigatsionnye sistemy, Izdatel'stvo TulGU, Tula, 199 p.

Rudyk, A.V. (2016), «Bagatofunkcional'ni sensory dlja mobil'noi' robototehniky», Visnyk Inzhenernoi' akademii' Ukrai'ny, vol. 1, pp. 30–36.

Rudyk, A.V. (2016), «Metody ocinky prostorovogo polozhennja ob’jektiv», Materialy 9-oi' mizhnarodnoi' NPK “Integrovani intelektual'ni robototehnichni kompleksy” (IIRTK-2016), Kyi'v: NAU, pp. 31–33, Ukraine.

Groves, P.D. (2008), Principles of GNSS, Inertial and Multisensor Integrated Navigation Systems, Artech House, 505 p.

IEEE Std 1431-2004 Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Coriolis Vibratory Gyros, 2004.

IEEE Std 952-1997 Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Single Axis Interferometric Fiber Optic Gyros, 1997.

Oliver J. Woodman (2007), An introduction to inertial navigation, Technical reports published by the University of Cambridge, vol. 696, 37 р.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Измерительный модуль микросистемной бесплатформенной инерциальной навигационной системы / Р.В. Алалуев, Ю.В. Иванов, В.В. Матвеев, В.А. Орлов, В.Я. Распопов // Нано- и микросистемная техника. – 2007. – № 9. – С. 61–64.
  2. Бекмачев А. МЭМС-гироскопы и акселерометры Silicon Sensing: английские традиции, японские технологии / А.Бекмачев // Компоненты и технологии. – 2014. – №4. – С. 18–26.
  3. Букингем М. Шумы в электронных приборах и системах / М.Букингем. – М.: Мир, 1986. – 399 с.
  4. Матвеев В.В. Инерциальные навигационные системы / В.В. Матвеев. – Тула : Издательство ТулГУ, 2012. – 199 с.
  5. Рудик А.В. Багатофункціональні сенсори для мобільної робототехніки / А.В. Рудик // Вісник Інженерної академії України. – 2016. – № 1. – С. 30–36.
  6. Рудик А.В. Методи оцінки просторового положення об’єктів / А.В. Рудик // Інтегровані інтелектуальні робототехнічні комплекси (ІІРТК-2016). Матеріали 9-ої міжнародної НПК. – К. : НАУ, 2016. – С. 31–33.
  7. Groves P.D. Principles of GNSS, Inertial and Multisensor Integrated Navigation Systems. – Artech House, 2008. – 505 p.
  8. IEEE Std 1431-2004 Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Coriolis Vibratory Gyros. –2004.
  9. IEEE Std 952-1997 Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Single Axis Interferometric Fiber Optic Gyros. – 1997.
  10. 10. Oliver J. Woodman. An introduction to inertial navigation / J.Oliver. – Technical reports published by the University of Cambridge. – № 696. – 2007. – 37 р.




DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2017-1(79)-100-109

Copyright (c) 2017 Andrii Viktorovych Rudyk

Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.