Three-axis Inertial Measurement Unit
Реализуйте инерциальный измерительный блок (IMU) с тремя осями
- Библиотека:
Aerospace Blockset / GNC / Навигация
Описание
Блок Three-Axis Inertial Measurement Unit реализует инерциальный измерительный блок (IMU), содержащий акселерометр с тремя осями и гироскоп с тремя осями.
Для описания уравнений и приложения ошибок, смотрите Акселерометр С тремя осями и Гироскоп С тремя осями.
Значок блока Three-axis Inertial Measurement Unit отображает модули ввода и вывода, выбранные из параметра Units.
Ограничения
Ошибка Vibropendulous, гистерезис влияет, anisoelastic смещение, и смещение anisoinertial не составляется в этом блоке.
Этот блок не предназначается, чтобы смоделировать внутреннюю динамику различных форм инструмента.
Порты
Входной параметр
Ab — Фактические ускорения
трехэлементный вектор
Фактические ускорения в зафиксированных телом осях в виде трехэлементного вектора, в модулях заданы в параметре Units.
Типы данных: double
трехэлементный вектор
Угловые уровни в зафиксированных телом осях в виде трехэлементного вектора, в радианах в секунду.
Типы данных: double
dω/dt — Угловые ускорения
трехэлементный вектор
Угловые ускорения в зафиксированных телом осях в виде трехэлементного вектора, в радианах в секунду придали квадратную форму.
Типы данных: double
CG — Местоположение центра тяжести
трехэлементный вектор
Местоположение центра тяжести в виде трехэлементного вектора, в модулях задано в параметре Units.
Типы данных: double
g — Сила тяжести
трехэлементный вектор
Сила тяжести в связанной оси в виде трехэлементного вектора, в модулях задана в параметре Units.
Типы данных: double
Вывод
Ameas — Измеренные ускорения
трехэлементный вектор
Измеренные ускорения от акселерометра, возвращенного как трехэлементный вектор, в модулях, заданы в параметре Units.
Типы данных: double
ωmeas — Измеренные угловые уровни
трехэлементный вектор
Измеренные угловые уровни от гироскопа, возвращенного как трехэлементный вектор, в радианах в секунду.
Типы данных: double
Параметры
Units Модули
Metric (MKS) (значение по умолчанию) | English
Модули ввода и вывода в виде:
| Модули | Ускорение | Длина |
|---|---|---|
Metric (MKS)
| Метры в секунду придали квадратную форму | Метры |
English
| Футы в секунду за секунду | Футы |
Программируемое использование
Параметры блоков: units |
| Ввод: символьный вектор |
Значения: 'Metric (MKS)' | 'English' |
Значение по умолчанию: 'Metric (MKS)' |
IMU location — Местоположение IMU
[0 0 0]
Местоположение IMU, который является также местоположением группы акселерометра, измеряется из нулевой данной величины (обычно нос) к в кормовой части, справа от вертикальной средней линии, и выше горизонтальной средней линии. Эта ссылка измерений является тем же самым для входа центра тяжести. Модули находятся в модулях, заданных в параметре Units.
Программируемое использование
Параметры блоков: imu |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: трехэлементный вектор |
Значение по умолчанию: '[0 0 0]' |
Update rate (sec) — Частота обновления
0
Частота обновления акселерометра и гироскопа в виде двойного скаляра, в секундах. Частота обновления 0 создает непрерывный акселерометр и непрерывный гироскоп. Если флажок Noise on устанавливается, и частота обновления 0, блок обновляет шум на уровне 0,1.
Совет
Если вы:
Обновите это значение параметров к 0 (непрерывный)
Сконфигурируйте решатель фиксированного шага для модели
необходимо также установить флажок Automatically handle rate transition for data transfer в панели Solver. Этот флажок позволяет программному обеспечению обработать переходы уровня правильно.
Программируемое использование
Параметры блоков: i_Ts |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: двойной скаляр |
Значение по умолчанию: '0' |
Second order dynamics for accelerometer — Динамика второго порядка
on (значение по умолчанию) | off
Чтобы применить динамику второго порядка к ускоряющим показаниям, установите этот флажок.
Программируемое использование
Параметры блоков: dtype_a |
| Ввод: символьный вектор |
Значения: 'on' | 'off' |
Значение по умолчанию: 'on' |
Accelerometer natural frequency (rad/sec) — Собственная частота акселерометра
190
Собственная частота акселерометра в виде двойного скаляра, в радианах в секунду.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите Second order dynamics for accelerometer.
Программируемое использование
Параметры блоков: w_a |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: двойной скаляр |
Значение по умолчанию: '190' |
Accelerometer damping ratio — Коэффициент затухания акселерометра
0.707
Коэффициент затухания акселерометра в виде двойного скаляра, без размерностей.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите Second order dynamics for accelerometer.
Программируемое использование
Параметры блоков: z_a |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: двойной скаляр |
Значение по умолчанию: '0.707' |
Accelerometer scale factor and cross-coupling — Масштабные коэффициенты и перекрестная связь
[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]
Масштабные коэффициенты и перекрестная связь в виде 3х3 матрицы, чтобы скосить акселерометр от осей тела и масштабировать ускорения вдоль осей тела.
Программируемое использование
Параметры блоков: a_sf_cc |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: 3х3 матрица |
Значение по умолчанию: '[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]' |
Accelerometer measurement bias — Смещение измерения акселерометра
[0 0 0]
Долгосрочные смещения вдоль осей акселерометра в виде трехэлементного вектора, в модулях заданы в параметре Units.
Программируемое использование
Параметры блоков: a_bias |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: трехэлементный вектор |
Значение по умолчанию: '[0 0 0]' |
Accelerometer upper and lower limits — Минимальные и максимальные значения ускорения
[-inf -inf -inf inf inf inf] (значение по умолчанию) | вектор с шестью элементами
Три минимальных значения и три максимальных значения ускорения в каждой из осей акселерометра в виде вектора с шестью элементами, в модулях заданы в параметре Units.
Программируемое использование
Параметры блоков: a_sat |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: вектор с шестью элементами |
Значение по умолчанию: '[-inf -inf -inf inf inf inf]' |
Second-order dynamics for gyro — Гироскоп динамика второго порядка
on (значение по умолчанию) | off
Чтобы применить динамику второго порядка к показаниям гироскопа, установите этот флажок.
Программируемое использование
Параметры блоков: dtype_g |
| Ввод: символьный вектор |
Значения: 'on' | 'off' |
Значение по умолчанию: 'on' |
Gyro natural frequency (rad/sec) — Собственная частота гироскопа
190
Собственная частота гироскопа в виде двойного скаляра, в радианах в секунду.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите Second-order dynamics for gyro.
Программируемое использование
Параметры блоков: w_g |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: двойной скаляр |
Значение по умолчанию: '190' |
Gyro damping ratio — Коэффициент затухания гироскопа
0.707
Коэффициент затухания гироскопа в виде двойного скаляра.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите Second-order dynamics for gyro.
Программируемое использование
Параметры блоков: z_g |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: двойной скаляр |
Значение по умолчанию: '0.707' |
Gyro scale factors and cross-coupling — Масштабные коэффициенты гироскопа и перекрестная связь
[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]
Масштабные коэффициенты гироскопа и перекрестная связь в виде 3х3 матрицы, чтобы скосить гироскоп от осей тела и масштабировать угловые уровни вдоль осей тела.
Программируемое использование
Параметры блоков: g_sf_cc |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: 3х3 матрица |
Значение по умолчанию: '[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]' |
Gyro measurement bias — Смещение измерения гироскопа
[0 0 0]
Долгосрочные смещения вдоль осей гироскопа, заданных трехэлементный вектор, в радианах в секунду.
Программируемое использование
Параметры блоков: g_bias |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: трехэлементный вектор |
Значение по умолчанию: '[0 0 0]' |
G-sensitive bias — Максимальное изменение в уровнях
[0 0 0]
Максимальное изменение в уровнях из-за линейного ускорения в виде трехэлементного вектора, в радианах в секунду на g-модуль.
Программируемое использование
Параметры блоков: g_sens |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: трехэлементный вектор |
Значение по умолчанию: '[0 0 0]' |
Gyro upper and lower limits — Минимальные и максимальные значения угловых уровней
[-inf -inf -inf inf inf inf] (значение по умолчанию) | вектор с шестью элементами
Три минимальных значения и три максимальных значения угловых уровней в каждой из осей гироскопа в виде вектора с шестью элементами, в радианах в секунду.
Программируемое использование
Параметры блоков: g_sat |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: вектор с шестью элементами |
Значение по умолчанию: '[-inf -inf -inf inf inf inf]' |
Noise on — Белый шум
on (значение по умолчанию) | off
Чтобы применить белый шум к ускорению и показаниям гироскопа, установите этот флажок.
Программируемое использование
Параметры блоков: i_rand |
| Ввод: символьный вектор |
Значения: 'on' | 'off' |
Значение по умолчанию: 'on' |
Noise seeds — Шумовые seed
[23093 23094 23095 23096 23097 23098]
Скалярные seed для Гауссова шумового генератора для каждой оси акселерометра и гироскопа в виде вектора с шестью элементами.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите Noise on.
Программируемое использование
Параметры блоков: i_seeds |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: вектор с шестью элементами |
Значение по умолчанию: '[23093 23094 23095 23096 23097 23098]' |
Noise power — Шумовая степень
[0.001 0.001 0.001 0.0001 0.0001 0.0001]
Высота степени спектральной плотности (PSD) белого шума для каждой оси акселерометра и гироскопа в виде вектора с шестью элементами, в:
(m/s2) / Гц, когда Units установлен в
Metric (MKS)(ft/s2) / Гц, когда Units установлен в
English
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите Noise on.
Программируемое использование
Параметры блоков: i_pow |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: вектор с шестью элементами |
Значение по умолчанию: '[0.001 0.001 0.001 0.0001 0.0001 0.0001]' |
Примеры модели
Ссылки
[1] Роджерс, R. M. прикладная математика в интегрированных системах навигации, образовательном ряду AIAA, 2000.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.
Смотрите также
Calculate Range | Three-axis Accelerometer | Three-axis Gyroscope