Математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження

• Дата: 2023
• Автор: Gurynenko, Stanislav
• Формат: Стаття
• Мова: Ukrainian
• Опубліковано: V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2023
• Теми: імітаційне моделювання акселерометра; система визначення просторового положення та місцезнаходження; безплатформна інерціальна система орієнтації та навігації (БІСО; БІНС); математична модель акселерометра
• Онлайн доступ: https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/111
• Назва журналу: Problems of Control and Informatics

Розглянуто синтезування, створення і перевірка на адекватність та працездатність математичної та імітаційної моделей акселерометра. Запропоновані моделі можуть використовуватися у процесі моделювання та дослідження систем керування рухомим об’єктом, системи визначення просторового положення, місцезнаходження безплатформної інерціальної системи орієнтації та навігації (БІСО або БІНС). Наведено та проаналізовано існуючі математичні моделі акселерометра та описано їх недоліки. У результаті синтезовано та розроблено власні математичну та імітаційну моделі тривісного акселерометра, які можуть бути спрощені до моделей одновісного та двовісного акселерометра. Імітаційна модель розроблена у програмному пакеті Matlab/Simulink, для неї створено керуючу програму, в якій ініціалізуються параметри акселерометра, взяті з технічної документації, та вхідний вплив — прискорення сили тяжіння. Загалом модель містить похибку масштабного коефіцієнта, нелінійну похибку масштабного коефіцієнта, помилки неортогональності, шуми та похибки від впливу перехресних осей. Наведено результат роботи імітаційної моделі під дією сили тяжіння на території Києва із заданими параметрами акселерометра ADXL335 фірми Analog Devices. Працездатність та адекватність розроблених математичної та імітаційної моделей підтверджено порівнянням результатів комп’ютерного моделювання з реальними сигналами, отриманими від акселерометра з урахуванням як типового значення, так і максимального значення параметра чутливості (sensitivity). Розроблена математична модель з відносно великою точністю моделює вихідний сигнал акселерометра та може використовуватися для моделювання, дослідження та опису систем, в яких застосовується акселерометр.