Исследование и разработка конструкции автономной бесплатформенной инерциальной навигационной системы для подвижных объектов на базе МЭМС-датчиков

Abstract

Целью работы являются разработка работоспособной в заданном температурном диапазоне конструкции бесплатформенной инерциальной системы (БИНС) на базе МЭМС-датчиков и моделирование теплофизических и механических характеристик конструкции БИНС в эксплуатационных условиях. Приведены уравнения для вычисления навигационных параметров. Уравнения в кватернионах использованы для создания математической модели БИНС. Применение алгоритма на основе кватернионов при обработке информации от МЭМС-датчиков является наиболее эффективными в сравнении с другими алгоритмами. Отличительной особенностью и достоинством БИНС с кватернионами является то, что подобную систему можно использовать на высокоманевренных объектах с практически неограниченными углами наклона. Определены основные алгоритмы обработки сигналов для обеспечения эффективного функционирования БИНС. Произведен выбор алгоритма обработки сигналов и предложена структурная схема алгоритма. Проведен расчет распределения температурных полей и механических напряжений на разработанной конструкции БИНС. По результатам моделирования установлено, что в заданных температурных диапазонах и условиях механического нагружения деформации системы не являются критическими, а максимальный нагрев в контрольных точках не превышает допустимую предельную рабочую температуру элементной базы БИНС.