СРАВНЕНИЕ ПОДХОДОВ К ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕИЗВЕСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ УХОДА ГИРОСКОПА

Иванов Д.П., Литвиненко Ю.А., Тупысев В.А. Сравнение подходов к идентификации неизвестных параметров модели ухода гироскопа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 5. С. 887–893. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-5-887-893

Предложена модель ухода поплавкового гироскопа, используемого в инерциальной навигационной системе платформенного типа, учитывающая влияние температуры. Рассмотрена задача идентификации неизвестных параметров предложенной модели ухода гироскопа. Предполагается наличие нелинейностей в уравнениях динамики. Предложено решение поставленной задачи идентификации на основе использования фильтра калмановского типа. Отличительной особенностью предлагаемого фильтра является изменение точки линеаризации в процессе решения задачи. Проведено сравнение результатов идентификации неизвестных параметров модели ухода гироскопа, учитывающей изменение температуры, при использовании двух алгоритмов. Первый предлагаемый в работе алгоритм основан на линеаризованном фильтре калмановского типа. Второй алгоритм основан на методе наименьших квадратов. Анализ результатов моделирования показал, что идентификация неизвестных параметров с помощью алгоритма на основе линеаризованного фильтра Калмана сопоставима по точности с алгоритмом на основе метода наименьших квадратов. Однако линеаризованный фильтр Калмана более эффективен для решения задачи идентификации модели погрешности гироскопа, являющейся комбинацией нескольких случайных процессов.

1. Вайсгант И.Б., Литвиненко Ю.А. Погрешности выработки навигационных параметров платформенными инерциальными системами среднего класса точности в зависимости от широты места // Известия вузов. Приборостроение. 2002. № 9.

2. Степанов О.А., Кошаев Д.А. Универсальные Matlab программы анализа потенциальной точности и чувствительности алгоритмов линейной нестационарной фильтрации // Гироскопия и навигация. 2004. № 2(45).С. 81–93.

3. Stepanov O.A. Optimal and sub-optimal filtering in integrated navigation systems / In: Aerospace Navigation Systems. NY: John Wiley & Sons, 2016. P. 244–298.doi: 10.1002/9781119163060.ch8

4. Markley F.L., Crassidis J.L. Fundamentals of Spacecraft Attitude Determination and Control. NY: Springer, 2014. 486 p.

5. Grewal M.S., Andrews A.P., Bartone C.G. Global Navigation Satellite Systems, Inertial Navigation, and Integration. 3^rd ed. NY: John Wiley & Sons, Inc., 2013. 608 p.

6. Степанов О.А. Применение теории нелинейной фильтрации в задачах обработки навигационной информации. Изд. 3-е. СПб.: ЦНИИ«Электроприбор», 2003. 370 с.

7. Tupysev V.A., Stepanov O.A., Loparev A.V., Litvinenko Y.A. Guaranteed estimation in the problems of navigation information processing // Proc. IEEE Int. Conf. on Control Applications. St. Petersburg, Russia, 2009. P. 1672–1677. doi: 10.1109/CCA.2009.5281081

8. Polushkin A.V., Nazarov I.A., Slistin I.V., Chernov S.A., Borchaninov D.G., Nakhov S.F., Kazakov A.S., Vinogradov I.E., Plotnikov P.K., Zakharov Yu. A. Automatic rotary device for verification of the accuracy characteristics of platformless inertial navigation system // Proc. 25^th St. Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation System. St. Petersburg, Russia, 2018. P. 432–437. doi: 10.23919/icins.2018.8405922

9. Громов Д.С. Тепловой режим двухстепенного поплавкового гироскопа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 3 (79). С. 119–123.

10. Драницына Е.В. Калибровка измерительного модуля прецизионной БИНС на волоконно-оптических гироскопах: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2016. 89 c.

11. Есипенко И.А., Лыков Д.А. Математическая модель теплового дрейфа волоконно-оптического гироскопа и ее экспериментальная верификация // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 5. C. 31–46. doi: 10.18698/0236-3933-2017-5-31-46

12. Степанов О.А., Долнакова А.С., Соколов А.И. Анализ потенциальной точности оценивания параметров случайных процессов в задачах обработки навигационной информации // Материалы XII Всероссийского совещания по проблемам управления. М.: ИПУ им. В.А Трапезникова РАН,2014. C. 3730–3740.

13. Степанов О.А., Моторин А.В. Сравнение методов идентификации моделей ошибок датчиков, основанных на вариациях Аллана и алгоритмах нелинейной фильтрации // Материалы XXI Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2014. C. 98–103.

14. Тупысев В.А., Круглова Н.Д., Моторин А.В. Субоптимальные алгоритмы идентификации погрешностей навигационных датчиков, описываемых марковским процессом // Гироскопия и навигация. 2016. Т. 24. № 3(94). С. 55–62. doi: 10.10.17285/0869-7035.2016.24.3.055-062 

15. Hernandez-Gonzalez M., Basin M., Stepanov O. Discrete-time state estimation for stochastic polynomial systems over polynomial observations // International Journal of General Systems. 2018. V. 47.N 5. P. 512–528. doi: 10.1080/03081079.2018.1461098

16. Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации. СПб.: Концерн«ЦНИИ«Электроприбор»,2016. 394 с.

17. Sarkka S. Bayesian Filtering and Smoothing. CambridgeUniversityPress,2013. 252 p.

Иванов Д.П. Литвиненко Ю.А. Сравнение субоптимальных алгоритмов определения неизвестных параметров модели ухода гироскопа // Материалы юбилейной XX конференции молодых ученых «Навигация и управление движением». СПб.: Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2018. 394 p.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License