exponenta event banner

Трехосный инерционный измерительный блок

Реализовать трехосный инерциальный измерительный блок (IMU)

  • Библиотека:
  • Аэрокосмический блок/GNC/Навигация

  • Three-axis Inertial Measurement Unit block

Описание

Блок «Трехосный инерционный измерительный блок» реализует инерционный измерительный блок (IMU), содержащий трехосный акселерометр и трехосный гироскоп.

Описание уравнений и применение ошибок см. в разделах Трехосный акселерометр и Трехосный гироскоп.

На значке блока «Трехосные инерционные единицы измерения» (Three-axis Inertial Measurement Unit) отображаются единицы измерения ввода и вывода, выбранные из параметра «Единицы» (Units).

Ограничения

  • Вибропендозная ошибка, влияние гистерезиса, анизоэластичное смещение и анисоинерциальное смещение не учитываются в этом блоке.

  • Этот блок не предназначен для моделирования внутренней динамики различных форм инструмента.

Порты

Вход

развернуть все

Фактические ускорения в фиксированных по телу осях, заданных как трехэлементный вектор, в единицах измерения, указанных в параметре Единицы измерения.

Типы данных: double

Угловые скорости в фиксированных по телу осях, определяемые как трехэлементный вектор, в радианах в секунду.

Типы данных: double

Угловые ускорения в фиксированных по телу осях, определяемые как трехэлементный вектор, в радианах в секунду в квадрате.

Типы данных: double

Расположение центра тяжести, заданного как трехэлементный вектор, в единицах измерения, указанных в параметре Единицы измерения.

Типы данных: double

Сила тяжести по оси тела, заданная как трехэлементный вектор в единицах измерения, указанных в параметре Единицы измерения.

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

Измеренные ускорения акселерометра, возвращаемые в виде трехэлементного вектора, в единицах измерения, указанных в параметре Единицы измерения.

Типы данных: double

Измеренные угловые скорости от гироскопа, возвращаемые как трёхэлементный вектор, в радианах в секунду.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

Единицы ввода и вывода, указанные как:

ЕдиницыУскорениеДлина
Metric (MKS) Метров в секунду в квадратеМетры
English Футов в секунду в квадратеНоги

Программное использование

Параметр блока: units
Текст: символьный вектор
Значения: 'Metric (MKS)' | 'English'
По умолчанию: 'Metric (MKS)'

Местоположение IMU, которое также является расположением группы акселерометров, измеряется от нулевой опорной точки (обычно носовой) до задней части, справа от вертикальной осевой линии и выше горизонтальной осевой линии. Эта привязка измерения одинакова для входного значения центра тяжести. Единицы измерения находятся в единицах измерения, указанных в параметре Units.

Программное использование

Параметр блока: imu
Текст: символьный вектор
Значения: трехэлементный вектор
По умолчанию: '[0 0 0]'

Частота обновления акселерометра и гироскопа, заданная как двойной скаляр, в секундах. Скорость обновления 0 создает непрерывный акселерометр и непрерывный гироскоп. Если установлен флажок Шум включен (Noise on) и скорость обновления равна 0, блок обновляет шум со скоростью 0,1.

Совет

Если вы:

  • Обновить значение этого параметра на 0 (непрерывно)

  • Настройка решателя с фиксированным шагом для модели

также необходимо установить флажок Автоматически обрабатывать переход скорости для передачи данных (Automatically handle rate transfer for data transfer) на панели Решатель (Solver). Этот флажок позволяет программному обеспечению правильно обрабатывать переходы скорости.

Программное использование

Параметр блока: i_Ts
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: '0'

Чтобы применить динамику второго порядка к показаниям ускорения, установите этот флажок.

Программное использование

Параметр блока: dtype_a
Текст: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
По умолчанию: 'on'

Собственная частота акселерометра, заданная как двойной скаляр, в радианах в секунду.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите «Динамика второго порядка» для акселерометра.

Программное использование

Параметр блока: w_a
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: '190'

Коэффициент демпфирования акселерометра, заданный как двойной скаляр, без размеров.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите «Динамика второго порядка» для акселерометра.

Программное использование

Параметр блока: z_a
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: '0.707'

Масштабные коэффициенты и перекрестная связь, заданные как матрица 3 на 3, для смещения акселерометра от осей корпуса и для масштабирования ускорений вдоль осей корпуса.

Программное использование

Параметр блока: a_sf_cc
Текст: символьный вектор
Значения: матрица 3 на 3
По умолчанию: '[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]'

Долгосрочные смещения по осям акселерометра, заданные как трехэлементный вектор, в единицах измерения, указанных в параметре Единицы измерения.

Программное использование

Параметр блока: a_bias
Текст: символьный вектор
Значения: трехэлементный вектор
По умолчанию: '[0 0 0]'

Три минимальных значения и три максимальных значения ускорения в каждой из осей акселерометра, заданных как шестиэлементный вектор, в единицах, указанных в параметре Единицы.

Программное использование

Параметр блока: a_sat
Текст: символьный вектор
Значения: шестиэлементный вектор
По умолчанию: '[-inf -inf -inf inf inf inf]'

Чтобы применить динамику второго порядка к показаниям гироскопа, установите этот флажок.

Программное использование

Параметр блока: dtype_g
Текст: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
По умолчанию: 'on'

Собственная частота гироскопа, заданная как двойной скаляр, в радианах в секунду.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Динамика второго порядка для гироскопа.

Программное использование

Параметр блока: w_g
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: '190'

Коэффициент демпфирования гироскопа, определяемый как двойной скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Динамика второго порядка для гироскопа.

Программное использование

Параметр блока: z_g
Текст: символьный вектор
Значения: двойной скаляр
По умолчанию: '0.707'

Масштабные коэффициенты гироскопа и перекрестная связь, определенные как матрица 3 на 3, для перекоса гироскопа от осей тела и для масштабирования угловых скоростей вдоль осей тела.

Программное использование

Параметр блока: g_sf_cc
Текст: символьный вектор
Значения: матрица 3 на 3
По умолчанию: '[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]'

Долгосрочные смещения по осям гироскопа, задаваемые трехэлементным вектором, в радианах в секунду.

Программное использование

Параметр блока: g_bias
Текст: символьный вектор
Значения: трехэлементный вектор
По умолчанию: '[0 0 0]'

Максимальное изменение скоростей вследствие линейного ускорения, определяемого как трехэлементный вектор, в радианах в секунду на g-единицу.

Программное использование

Параметр блока: g_sens
Текст: символьный вектор
Значения: трехэлементный вектор
По умолчанию: '[0 0 0]'

Три минимальных значения и три максимальных значения угловых скоростей в каждой из осей гироскопа, заданных как шестиэлементный вектор, в радианах в секунду.

Программное использование

Параметр блока: g_sat
Текст: символьный вектор
Значения: шестиэлементный вектор
По умолчанию: '[-inf -inf -inf inf inf inf]'

Чтобы применить белый шум к показаниям ускорения и гироскопа, установите этот флажок.

Программное использование

Параметр блока: i_rand
Текст: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
По умолчанию: 'on'

Скалярные начальные числа для гауссова генератора шума для каждой оси акселерометра и гироскопа, заданные как шестиэлементный вектор.

Зависимости

Для включения этого параметра выберите «Шум включен».

Программное использование

Параметр блока: i_seeds
Текст: символьный вектор
Значения: шестиэлементный вектор
По умолчанию: '[23093 23094 23095 23096 23097 23098]'

Высота спектральной плотности мощности (PSD) белого шума для каждой оси акселерометра и гироскопа, определяемая как шестиэлементный вектор, в:

  • (m/s2 )/Гц, если для параметра Units установлено значение Metric (MKS)

  • (ft/s2 )/Гц, если для параметра Units установлено значение English

Зависимости

Для включения этого параметра выберите «Шум включен».

Программное использование

Параметр блока: i_pow
Текст: символьный вектор
Значения: шестиэлементный вектор
По умолчанию: '[0.001 0.001 0.001 0.0001 0.0001 0.0001]'

Ссылки

[1] Роджерс, Р. М., Прикладная математика в интегрированных навигационных системах, AIAA Education Series, 2000.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен до R2006a