ناوبری اینرسی بر اساس سرعت زاویه ای ثابت صفحه(POVAF)
Inertial navigation based on fixed angular velocity of Plate )FAVOP(
تهران
جعفر حیرانی نوبری
کارشناسی ارشد
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
۱۴۰۱
کنترل
از میان روش های ناوبری همچنان ناوبری اینرسی باتوجه به اینکه تمام فرایند ناوبری بدون هیچ مرجع خارجی صورت می گیرد، حائز اهمیت است. از میان روش های ناوبری اینرسی بندشده و صفحه پایدار ، روش صفحه پایدار با توجه به دستیابی به دقت های بالاتر کماکان در هواپیماهای جنگنده و پرنده های دوربرد مورد استفاده است. با توجه به کنترل صفحه پایدار در دستگاه های مختصات مرجع مختلف، الگوریتم های ناوبری متعددی قابل استخراج است. در اغلب الگوریتم های ناوبری اینرسی صفحه پایدار، تلاش می شود که دستگاه صفحه همتراز با افق محلی گردد. تراز نگه داشتن صفحه با فرماندهی مداومی به گشتاورساز ژیروسکوپ های صفحه انجام میصشود. فرماندهی مداوم به گشتاورساز ها ، باعث اثرگزاری خطای ضریب مقیاس و خطای بایاس ژیروسکوپ ها در خطای ناوبری خواهد شد. دراین پایان نامه، الگوریتمی ارائه گردیده است که درطول ناوبری دیگر نیازی به تراز نگه داشتن صفحه نیست و دستگاه صفحه با سرعت زاویه ای ثابتی نسبت به دستگاه اینرسی زمینی تغییر وضعیت می دهد. روشی برای شبیه سازی خروجی شتاب سنج ها بعنوان ورودی الگوریتم ناوبری بیان و از آن برای اعتبارسنجی محاسبات الگوریتم ناوبری استفاده شده است. شبیه سازی الگوریتم ناوبری و فرایند تولید خروجی شتاب سنج ها در محیط سیمولینک نرم افزار متلب ارائه گشته است. خروجی های الگوریتم ناوبری با مسیر پروازی فرضی مقایسه گردیده و نتایج مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته است. در روش معرفی شده خطای ضریب مقیاس ژیروسکوپ بی تٲثیر است. به کمک شبیه سازی و آنالیز نموداری تٲثیر افزایش خطای بایاس بر خطای ناوبری ارائه شده و مورد بررسی قرار گرفته است.
Among the navigation methods, inertial navigation is important considering that the entire navigation process takes place without any external reference. Among the Strapdown and stable-platform navigation methods, the stable-platform method is still used in fighter planes due to achieving higher accuracy. According to the control of the stable-platform in different reference coordinate frames, several navigation algorithms can be drived. In most of the inertial navigation algorithms of the stable-platform, during navigation, it is tried to make the stable-platform level with the local horizon. Stable-platform leveling is done by continuous control to the torquer of the plane gyroscopes. The continuous control of the torquers will affect the scale factor error and the gyroscope bias error in the navigation error. In this thesis, an algorithm has been presented that during navigation, there is no need to level the stable-platform anymore, and the stable-platform changes position with a constant angular velocity relative to the inertial frame. This algorithm is presented as the inertial navigation algorithm based on the fixed angular velocity of the stable-platform relative to the inertial frame. To verify the correctness of the algorithm, a method for simulating the output of accelerometers as the input of the navigation algorithm is described.This method has been used to validate navigation algorithm calculations. The simulation of the navigation algorithm and the output production process of accelerometers in the Simulink environment of MATLAB software has been presented. The outputs of the navigation algorithm have been compared with the hypothetical flight path and the results have been analyzed. Due to the fact that in this algorithm the error of the scale factor has no effect, only the graphical analysis of the effect of increasing the bias error on the navigation error has been presented and analyzed. In the introduced method, the gyroscope scale factor error is unaffected. With the help of simulation and graphical analysis, the effect of increasing gyroscope bias error on navigation error has been presented and investigated.