Dryf Inercyjny
DOWNLOAD --->>> https://byltly.com/2tD6Ja
IMU (ang. inertial measurement unit) jest jednostką do nawigacji inercyjnej wyposażoną w jeden lub wiele trójosiowych żyroskopów i trójosiowych przyspieszeniomierzy. Rozwiązanie to pozwala na dokładne śledzenie orientacji obiektu w dwóch osiach. Pomiar azymutu odbywa się metodą zliczeniową, przez co podatny jest na zjawisko dryfu.
Jest to sytuacja naturalna i nazywana dryfem żyroskopu. Dla porównania linia niebieska przedstawia kąty mierzone na podstawie wskazań akcelerometru. Zauważymy, że akcelerometr nie wykazuje efektu dryfu, jednak w porównaniu do żyroskopu jego wskazania są obarczone dużo większym szumem.
Do poprzedniej wartości kąta dodawany jest DPS (analogicznie jak w przypadku wykresu z rys. 11) oraz dokonuje się \"scalenie\" tej wartości z kątem accAngle. Powyższa funkcja filtrująca będzie zastosowana do kompensacji dryfu żyroskopowego w obu płaszczyznach:
Jedną z najskuteczniejszych metod eliminacji długoterminowego dryftu jest aktualizacja zerowej prędkości kątowej żyroskopu. Jeżeli skądinąd wiadomo, że urządzenie jest w danym momencie nieruchome, odchylenie żyroskopu w danej osi można wyzerować. Występowanie takiej okoliczności może się znacząco różnić w zależności od aplikacji. Jednak w każdej sytuacji, gdy system znajduje się w powtarzalnym stanie spoczynku, można wyzerować jego wskazania. Typowe sytuacje tego typu to np. zatrzymany samochód, stacjonarny autonomiczny robot, lub moment między krokami idącego człowieka.
Oczywiście zastosowanie wysokiej klasy IMU, który zapewnia minimalną niestabilność niezrównoważenia w danym projekcie, już na starcie może dać najbardziej bezpośredni wpływ na dryft żyroskopu. Stały błąd niezrównoważenia żyroskopu można zmierzyć, uśredniając wartość na wyjściu w długim odcinku czasu, podczas którego urządzenie się nie obraca. Wykres wariancji Allana układu IMU pokazuje dryft żyroskopu w stopniach na godzinę w funkcji czasu integracji Tau. Zazwyczaj przedstawia się go w skali logarytmicznej.
Zestawy rodziny AP są w stanie sterować automatycznym poziomowaniem układu oraz korygowaniem dryfu myszkowania platform stabilizowanych. Do sterowania poziomowaniem wykorzystywane są dane pochylenia i przechylenia w czasie rzeczywistym o częstotliwości próbkowania do 200 Hz. W korekcji myszkowania AP posługuje się rzeczywistymi wartościami aktualnego azymutu i samoczynnie ustawia platformę na średnim kursie wyznaczonym lub średnim kursie przebytej drogi. Konkurencja nie dysponuje tymi funkcjami.
Samoloty nadal korzystają z inercyjnych systemów nawigacji, ponieważ INS jest autonomiczny, nie potrzebuje żadnego zewnętrznego wsparcia do pracy, dostarcza więcej informacji i jest dokładniejszy niż GNSS w krótkim okresie. Nie ma planu, aby przestać go używać.
System Śledzenia Trału stworzony przez SkyDec ma dostarczać użytkownikowi o wiele dokładniejszych danych toru przeprowadzonego trałowania, niż to miało miejsce dotychczas. Zazwyczaj do wyznaczenia takiego toru wykorzystywana jest pozycja trałowca, lecz wskutek prądów morskich i wiatru powstaje dryf dochodzący do stu metrów. Zestaw składa się zasadniczo z dwóch pływaków w; jednego na początku holu i drugiego na jego końcu. Są one wyposażone w anteny i odbiorniki GPS oraz radiolinie przekazujące dokładną pozycję do odbiornika na statku. Dodatkowe wyliczenie podaje wektor kursu pływaków, co zapewnia nie tylko dokładniejszą pozycję, ale pozwala również udoskonalić konstrukcję pływaków i skorygować ich wyważenie. System Śledzenia Trału to:
Podstawową miarą błędu żyroskopów jest dryf czyli wielkość opisująca fałszywą zmianę ich wskazań w czasie. Niestety czujniki na pokładach telefonów należą do tej najgorszej klasy więc o choćby minimalnie zadowalającej dokładności pomiarów możemy zapomnieć.
Problem z dryftem żyroskopu i zaszumieniem akcelerometru nie jest nowy i w wielu zastosowaniach ludzie sobie z tym radzą bez używania części za grube miliony. Rozwiązaniem jest zastosowanie filtru Kalmana: -kalmana-teorii-praktyki-1-id2855
Zaszumienie akcelerometru to typ zakłócenia, z którym filtr Kalmana radzi sobie najlepiej. Wystarczy, że dobierzesz odpowiednio wariancje szumów. Aby zniwelować wpływ dryftu żyroskopu, należy go dodać jako oddzielna zmienna stanu do modelu układu i estymować tak samo jak inne zmienne stanu.
Aby skutecznie zmniejszyć prawdopodobieństwo wyzwolenia fałszywego alarmu przez dźwięki naturalne i ich harmoniczne, częstotliwość pracy czujnika dopplerowskiego winna być jak największa. Ze wzrostem częstotliwości wzrasta tłumienie atmosfery. Zazwyczaj częstotliwość pracy ustala się w przedziale 20...40kHz. Przy zabezpieczaniu większych pomieszczeń nie należy polegać tylko na jednym czujniku. Jeśli zastosujemy dwa detektory o tej samej częstotliwości nominalnej, może się okazać, że na skutek dryfu częstotliwości ich różnica jest równa częstotliwości dopplerowskiej jednego z czujników - i nastąpi wyzwolenie alarmu. Aby unikać wzajemnych interferencji pomiędzy różnymi czujkami zainstalowanymi w tym samym pokoju, powinny one pracować na ustalonych niezależnych częstotliwościach harmonicznych. Odstępy powinny być znacznie większe od maksymalnej dopuszczalnej częstotliwości dopplerowskiej. Nie jest wskazane doprowadzanie sygnałów o jednakowej częstotliwości do wszystkich nadajników, ponieważ może powstać kłopotliwy system z falą stojącą - co oznacza brak odporności na prądy powietrza.
Zanim intruz dostanie się do chronionego obiektu, będzie próbował sforsować drzwi, okna, kraty, ściany itp. używając wszelkich dostępnych narzędzi, jak np. piła, łom, wiertarka. Wszelka próba forsowania zamków lub okien czy też próba przebicia się przez ścianę, spowoduje powstanie drgań wysokiej częstotliwości. Drgania te powodują przemieszczanie się materiału, do którego przymocowany jest czujnik inercyjny. Jeśli przyspieszenie drgającego materiału osiągnie wartość 9,81m/s2 - czujnik zadziała, wysyłając sygnał elektryczny do centrali alarmowej. Jedynie drgania w określonym zakresie częstotliwości (10Hz - 5000Hz) i przyspieszeniu równym przyspieszeniu ziemskiemu będą identyfikowane przez czujkę inercyjną, jako kryterium alarmu. Jest to więc czujka \"wczesnego ostrzegania\". Umożliwia wykrycie intruza, zanim ten dokona nieodwracalnych zmian w systemie i chronionym obiekcie. Jest to również znakomity element ochrony obwodowej. Zapewnia bowiem ochronę obiektu, w którym przebywają osoby uprawnione. Korzystne jest stosowanie dodatkowo czujników magnetycznych. Jeśli bowiem drzwi lub okna będą lekko uchylone bądź niedomknięte, wówczas sam czujnik inercyjny będzie bezbronny. Drgania podłoża będą miały zbyt niską częstotliwość.
Wszelkie drgania pochodzące od naturalnych zjawisk (deszcz, wiatr, przejeżdżający samochód, przelatujący samolot, czy też sygnał dźwiękowy przejeżdżającej karetki) mają częstotliwość zbyt niską lub zbyt wysoką - nie są wykrywane przez czujnik inercyjny jako kryterium alarmu.
Czujnik inercyjny stanowi dla prądu obwód zamknięty - to zaś oznacza, że zarówno w przypadku wykrycia intruza, jak i uszkodzenia czujnika (a tym samym rozwarcia obwodu), informacja zostanie przekazana do centrali alarmowej.
Typowe oznaczenia jednostek bezwładności to akronimy pochodzące z języka angielskiego: Inertial Reference System (IRS), Inertial Navigation System (INS) lub Inertial Measurement Unit (IMU). To nazwisko określa podsystem ograniczony wyłącznie do czujników inercyjnych (żyroskopów i akcelerometrów), bez komputera.
W praktyce operacja odbiega od równań idealnych ze względu na błędy, które wpływają na pomiary obrotów i przyspieszeń (odchylenie, szum, współczynniki skali, nieliniowości itp.) I które generują dryfty w czasie estymacji płyt , prędkość i położenie. W przeciwieństwie do tego, co sugeruje uproszczony przykład, największy udział w błędzie jednostki bezwładności ma żyroskop. Dzieje się tak, ponieważ jest on zintegrowany więcej niż akcelerometr, więc błąd pomiaru prędkości kątowej powoduje większe błędy niż błąd przyspieszenia.
Zamiast stosowania bardzo wydajnych, a tym samym drogich czujników inercyjnych, innym rozwiązaniem ograniczania dryftów jednostki inercyjnej jest wdrożenie algorytmów hybrydyzacji z czujnikami innymi niż czujniki inercyjne.
Wartość ta jest znacznie bliższa niż poprzednia błędom powszechnie obserwowanym w jednostkach inercyjnych samolotów pasażerskich, których specyfikacja wynosi zazwyczaj 1 NM / h (mila morska na godzinę). Okrągłość ziemi i wynikająca z niej oscylacja Schulera są zatem w dużej mierze korzystne i ograniczają rozbieżność błędu pozycji.
Konwencjonalne układy pomiarowo-sterujące dla maszyn do utrzymania toru są zwykle zbudowane z cięciw stalowych, urządzeń napinających, czujników pomiarowych wysokości i kierunku oraz wahadeł fizycznych. Wadami tego systemu są wymagane luzy dla cięciw na maszynie, siły zewnętrzne działające na cięciwy powodują błędy położenia toru, drgania lub tłumione cięciwy powodują niedokładności, brak napięcia cięciwy lub zahaczenie cięciw zakłóca funkcję, stalowe cięciwy mogą pękać i wykazują dryf. Wahadła fizyczne są wrażliwe na wibracje i niewłaściwie reagują na przyspieszenia.
Kolejny dzień misji Apollo 11 podobnie do poprzednio upłynie na wyczekiwaniu spotkania z Księżycem. Załoga znajduje się 118700 km od Księżyca i dotrze do niego dopiero jutro. Na chwilę przed końcem wydłużonej 11-godzinnej przerwy na sen i odpoczynek, kontrola lotu ogłasza że korekta kursu numer trzy, podobnie jak pierwsza, została anulowana. Odchylenie od prędkości pożądanej wynosi jedyne 24 cm/s i korygowanie tak małego błędu można albo odsunąć w czasie albo pominąć. Buzz Aldrin jako pierwszy odpowiada na radiową pobudkę pochodzącą z Ziemi i od razu pyta o stan parametrów wysyłanych przez telemetrię statku. Wszystko jest w jak najlepszym porządku, a Houston już tradycyjnie prosi o pozbycie się nadmiaru wody zgromadzonej w zbiornikach. Na 53-godzinę misji wypada korekta dryfu platformy nawigacyjnej, którą tym razem Collins ma przeprowadzić bez zatrzymywania obrotu statku, wynikającego z rozpoczętego dz