Математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження
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, місцезн...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/111 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Problems of Control and Informatics |
Institution
Problems of Control and Informatics| id |
oai:ojs2.jais.net.ua:article-111 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Problems of Control and Informatics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-03-14T09:54:12Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
імітаційне моделювання акселерометра система визначення просторового положення та місцезнаходження безплатформна інерціальна система орієнтації та навігації (БІСО БІНС) математична модель акселерометра |
| spellingShingle |
імітаційне моделювання акселерометра система визначення просторового положення та місцезнаходження безплатформна інерціальна система орієнтації та навігації (БІСО БІНС) математична модель акселерометра Gurynenko, Stanislav Математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження |
| topic_facet |
имитационное моделирование акселерометра математическая модель акселерометра система определения пространственного положения и местоположения безплатформенная инерциальная система ориентации и навигации (БИСО БИНС) accelerometer simulation accelerometer mathematical model spatial position and location determination system strap-down inertial orientation and navigation system (SIOS SINS) імітаційне моделювання акселерометра система визначення просторового положення та місцезнаходження безплатформна інерціальна система орієнтації та навігації (БІСО БІНС) математична модель акселерометра |
| format |
Article |
| author |
Gurynenko, Stanislav |
| author_facet |
Gurynenko, Stanislav |
| author_sort |
Gurynenko, Stanislav |
| title |
Математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження |
| title_short |
Математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження |
| title_full |
Математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження |
| title_fullStr |
Математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження |
| title_full_unstemmed |
Математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження |
| title_sort |
математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження |
| title_alt |
Mathematical and simulation models of the microelectromechanical accelerometer of the autonomous inertial system for determining spatial position and location Математическая и имитационная модели микроэлектромеханического акселерометра автономной инерциальной системы определение пространственного положения и местонахождение |
| description |
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. |
| publisher |
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/111 |
| work_keys_str_mv |
AT gurynenkostanislav matematičnataímítacíjnamodelímíkroelektromehaníčnogoakselerometraavtonomnoíínercíalʹnoísistemiviznačennâprostorovogopoložennâtamísceznahodžennâ AT gurynenkostanislav mathematicalandsimulationmodelsofthemicroelectromechanicalaccelerometeroftheautonomousinertialsystemfordeterminingspatialpositionandlocation AT gurynenkostanislav matematičeskaâiimitacionnaâmodelimikroélektromehaničeskogoakselerometraavtonomnojinercialʹnojsistemyopredelenieprostranstvennogopoloženiâimestonahoždenie |
| first_indexed |
2025-10-30T02:48:39Z |
| last_indexed |
2025-10-30T02:48:39Z |
| _version_ |
1847373352473198592 |
| spelling |
oai:ojs2.jais.net.ua:article-1112024-03-14T09:54:12Z Математична та імітаційна моделі мікроелектромеханічного акселерометра автономної інерціальної системи визначення просторового положення та місцезнаходження Mathematical and simulation models of the microelectromechanical accelerometer of the autonomous inertial system for determining spatial position and location Математическая и имитационная модели микроэлектромеханического акселерометра автономной инерциальной системы определение пространственного положения и местонахождение Gurynenko, Stanislav имитационное моделирование акселерометра математическая модель акселерометра система определения пространственного положения и местоположения безплатформенная инерциальная система ориентации и навигации (БИСО, БИНС) accelerometer simulation accelerometer mathematical model spatial position and location determination system strap-down inertial orientation and navigation system (SIOS, SINS) імітаційне моделювання акселерометра система визначення просторового положення та місцезнаходження безплатформна інерціальна система орієнтації та навігації (БІСО, БІНС) математична модель акселерометра 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. The proposed study considers the synthesis, creation and verification of the adequacy and operability of the mathematical and simulation models of the accelerometer. The proposed models can be used in the process of simulation and research of moving object control systems and systems for determining spatial position and location (SOIS or SINS). The article presents and analyzes the existing mathematical and simulation models of the accelerometer and describes their shortcomings. Based on the analysis of existing models and their shortcomings, an own mathematical and simulation model of a three axis accelerometer was synthesized and developed, which can be simplified to a uniaxial and biaxial accelerometer model. The simulation model was developed in the Matlab/Simulink software package, to which a control program was created, in which the accelerometer parameters taken from the technical documentation and the input action — acceleration of gravity are initialized. In general, the model contains scale factor error, nonlinear scale factor error, non-orthogonality errors, noise, and cross-axis errors. The result of the operation of the simulation model under the influence of the input action of gravity on the territory of Kyiv with the specified parameters of the analog devices ADXL335 accelerometer is presented. The efficiency and adequacy of the developed mathematical and simulation models is confirmed by comparing the results of computer modeling with real signals received from the accelerometer, taking into account both the typical value and the maximum value of the sensitivity parameter. The proposed developed mathematical model simulates the output signal of the accelerometer with relatively high accuracy and can be used for simulation, research and description of systems in which the accelerometer is used. Рассмотрены синтезирование, создание и проверка адекватности и работоспособности математической и имитационной моделей акселерометра. Предлагаемые модели могут использоваться в процессе моделирования и исследования систем управления движущимся объектом, системы определения пространственного положения, местоположения безплатформенной инерциальной системы ориентации и навигации (БИСО или БИНС). Приведены и проанализированы существующие математические модели акселерометра и описаны их недостатки. В результате синтезированы и разработаны собственные математические и имитационные модели трехосного акселерометра, которые могут быть упрощены к моделям одноосного и двухосного акселерометра. Имитационная модель разработана в программном пакете Matlab/Simulink, для нее создана управляющая программа, в которой инициализируются параметры акселерометра, взятые из технической документации, и входное воздействие – ускорение силы тяжести. В общем, модель содержит погрешность масштабного коэффициента, нелинейную погрешность масштабного коэффициента, ошибки неортогональности, шумы и погрешности от воздействия перекрестных осей. Представлен результат работы имитационной модели под действием силы тяжести на территории Киева с заданными параметрами акселерометра ADXL335 фирмы Analog Devices. Работоспособность и адекватность разработанных математических и имитационных моделей подтверждены сравнением результатов компьютерного моделирования с реальными сигналами, полученными от акселерометра с учетом как типового значения, так и максимального значения параметра чувствительности (sensitivity). Разработанная математическая модель с относительно большой точностью моделирует выходной сигнал акселерометра и может использоваться для моделирования, исследования и описания систем, в которых применяется акселерометр. V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2023-06-01 Article Article application/pdf https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/111 10.34229/1028-0979-2023-4-3 Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; Том 68 № 4 (2023): Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; 38-50 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics; Том 68 № 4 (2023): International Scientific Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 38-50 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics"; Vol. 68 No. 4 (2023): International Scientific Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 38-50 2786-6505 2786-6491 10.34229/1028-0979-2023-4 uk https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/111/204 Copyright (c) 2023 Stanislav Gurynenko https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |