Three-axis Inertial Measurement Unit

Реализуйте трехосевой инерциальный измерительный блок (IMU)

Библиотека:
Aerospace Blockset/GNC/Навигация

Описание

Блок Three-Axis Inertial Measurement Unit реализует инерциальный измерительный блок (IMU), содержащий трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп.

Описание уравнений и применение ошибок смотрите в Трехосевом Акселерометре и Трехосевом гироскопе.

Значок Three-axis Inertial Measurement Unit блока отображает входные и выходные модули, выбранные из параметра Units.

Ограничения

Вибропендульная ошибка, гистерезис влияет, анизоупругое смещение и анизоинерционное смещение не учитываются в этом блоке.
Этот блок не предназначен для моделирования внутренней динамики различных форм инструмента.

Порты

Вход

расширить все

`_Ab` - Фактические ускорения
трехэлементный вектор

Фактические ускорения в фиксированных по телу осях, заданные как трехэлементный вектор, в модулях, заданных в параметре Units.

Типы данных: double

`ω` - Угловые скорости
трехэлементный вектор

Угловые скорости в фиксированных осях тела, заданные как трехэлементный вектор, в радианах в секунду.

Типы данных: double

`dω/dt` - Угловое ускорение
трехэлементный вектор

Угловые ускорения в фиксированных по телу осях, заданные как трехэлементный вектор, в радианах в секунду за секунду.

Типы данных: double

`CG` - Расположение центра тяжести
трехэлементный вектор

Расположение центра тяжести, заданное как трехэлементный вектор, в модулях, заданных в параметре Units.

Типы данных: double

`g` - Сила тяжести
трехэлементный вектор

Сила тяжести в оси тела, заданная как трехэлементный вектор, в модулях, заданных в параметре Units.

Типы данных: double

Выход

расширить все

`_Ameas` - Измеренные ускорения
трехэлементный вектор

Измеренные ускорения от акселерометра, возвращенные как трехэлементный вектор, в модулях, заданных в параметре Units.

Типы данных: double

`_ωmeas` - Измеренные угловые скорости
трехэлементный вектор

Измеренные угловые скорости от гироскопа, возвращенные как трехэлементный вектор, в радианах в секунду.

Типы данных: double

Параметры

расширить все

`Units` - Модули
`Metric (MKS)` (по умолчанию) | `English`

Входной и выходной модули, заданные как:

Модули	Ускорение	Длина
`Metric (MKS)`	Метры в секунду за секунду	Метры
`English`	Футы в секунду за секунду	Ноги

Программное использование

Параметры блоков: units

Тип: Вектор символов

Значения: 'Metric (MKS)' | 'English'

По умолчанию: 'Metric (MKS)'

`IMU location` - расположение БИНС
`[0 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор

Местоположение БИНС, который также является расположением группы акселерометров, измеряется от нулевой данной величины (обычно носового) до заднего, справа от вертикальной осевой линии и выше горизонтальной осевой линии. Эта ссылка измерения является той же самой для входного параметра центра тяжести. Модули указаны в модулях, заданных в параметре Units.

Программное использование

Параметры блоков: imu

Тип: Вектор символов

Значения: трехэлементный вектор

По умолчанию: '[0 0 0]'

`Update rate (sec)` - Частота обновления
`0` (по умолчанию) | скаляром

Частота обновления акселерометра и гироскопа, заданная как двойной скаляр, в секундах. Частота обновления 0 создает непрерывный акселерометр и непрерывный гироскоп. Если установлен флажок Noise on, а частота обновления равна 0, блок обновляет шум со скоростью 0,1.

Совет

Если вы:

Обновите это значение параметров до 0 (непрерывно)
Сконфигурируйте решатель с фиксированным шагом для модели

необходимо также установить флажок Automatically handle rate transition for data transfer на панели Solver. Этот флажок позволяет программному обеспечению правильно обрабатывать переходы скорости.

Программное использование

Параметры блоков: i_Ts

Тип: Вектор символов

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '0'

`Second order dynamics for accelerometer` - Динамика второго порядка
`on` (по умолчанию) | `off`

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

Программное использование

Параметры блоков: dtype_a

Тип: Вектор символов

Значения: 'on' | 'off'

По умолчанию: 'on'

`Accelerometer natural frequency (rad/sec)` - Естественная частота акселерометра
`190` (по умолчанию) | скаляром

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Second order dynamics for accelerometer.

Программное использование

Параметры блоков: w_a

Тип: Вектор символов

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '190'

`Accelerometer damping ratio` - коэффициент затухания акселерометра
`0.707` (по умолчанию) | скаляром

Коэффициент затухания акселерометра, заданная как двойной скаляр, без размерностей.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Second order dynamics for accelerometer.

Программное использование

Параметры блоков: z_a

Тип: Вектор символов

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '0.707'

`Accelerometer scale factor and cross-coupling` - Масштабные коэффициенты и поперечные связи
`[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]` (по умолчанию) | матрицу 3 на 3

Масштабные коэффициенты и перекрестные связи, заданные как матрица 3 на 3, для смещения акселерометра от осей тела и для масштабирования ускорений вдоль осей тела.

Программное использование

Параметры блоков: a_sf_cc

Тип: Вектор символов

Значения: матрица 3 на 3

По умолчанию: '[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]'

`Accelerometer measurement bias` - Смещение измерения акселерометра
`[0 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор

Долгосрочные смещения вдоль осей акселерометра, заданные как трехэлементный вектор, в модулях, заданных в параметре Units.

Программное использование

Параметры блоков: a_bias

Тип: Вектор символов

Значения: трехэлементный вектор

По умолчанию: '[0 0 0]'

`Accelerometer upper and lower limits` - Минимальные и максимальные значения ускорения
`[-inf -inf -inf inf inf inf]` (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Три минимальных значения и три максимальных значения ускорения в каждой из осей акселерометра, заданные как вектор с шестью элементами, в модулях, заданных в параметре Units.

Программное использование

Параметры блоков: a_sat

Тип: Вектор символов

Значения: вектор с шестью элементами

По умолчанию: '[-inf -inf -inf inf inf inf]'

`Second-order dynamics for gyro` - Динамика гироскопа второго порядка
`on` (по умолчанию) | `off`

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

Программное использование

Параметры блоков: dtype_g

Тип: Вектор символов

Значения: 'on' | 'off'

По умолчанию: 'on'

`Gyro natural frequency (rad/sec)` - Естественная частота гироскопа
`190` (по умолчанию) | скаляром

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Second-order dynamics for gyro.

Программное использование

Параметры блоков: w_g

Тип: Вектор символов

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '190'

`Gyro damping ratio` - коэффициент затухания гироскопа
`0.707` (по умолчанию) | скаляром

Коэффициент затухания гироскопа, заданная как двойной скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Second-order dynamics for gyro.

Программное использование

Параметры блоков: z_g

Тип: Вектор символов

Значения: двойной скаляр

По умолчанию: '0.707'

`Gyro scale factors and cross-coupling` - Масштабные коэффициенты гироскопа и поперечные связи
`[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]` (по умолчанию) | матрицу 3 на 3

Гироскоп шкалы коэффициенты и перекрестные связи, заданные как матрица 3 на 3, для смещения гироскопа от осей тела и для масштабирования угловых скоростей вдоль осей тела.

Программное использование

Параметры блоков: g_sf_cc

Тип: Вектор символов

Значения: матрица 3 на 3

По умолчанию: '[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]'

`Gyro measurement bias` - Смещение измерения гироскопа
`[0 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор

Долгосрочные смещения вдоль осей гироскопа, заданные трехэлементным вектором, в радианах в секунду.

Программное использование

Параметры блоков: g_bias

Тип: Вектор символов

Значения: трехэлементный вектор

По умолчанию: '[0 0 0]'

`G-sensitive bias` - Максимальное изменение ставок
`[0 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор

Максимальное изменение скоростей из-за линейного ускорения, заданное как трехэлементный вектор, в радианах в секунду на g-единицу.

Программное использование

Параметры блоков: g_sens

Тип: Вектор символов

Значения: трехэлементный вектор

По умолчанию: '[0 0 0]'

`Gyro upper and lower limits` - Минимальное и максимальное значения угловых скоростей
`[-inf -inf -inf inf inf inf]` (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Три минимальных значения и три максимальных значения угловых скоростей в каждой из осей гироскопа, заданные как вектор с шестью элементами, в радианах в секунду.

Программное использование

Параметры блоков: g_sat

Тип: Вектор символов

Значения: вектор с шестью элементами

По умолчанию: '[-inf -inf -inf inf inf inf]'

`Noise on` Белый шум
`on` (по умолчанию) | `off`

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

Программное использование

Параметры блоков: i_rand

Тип: Вектор символов

Значения: 'on' | 'off'

По умолчанию: 'on'

`Noise seeds` - Семена шума
`[23093 23094 23095 23096 23097 23098]` (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Скалярные семена для генератора Гауссова шума для каждой оси акселерометра и гироскопа, заданные как вектор с шестью элементами.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Noise on.

Программное использование

Параметры блоков: i_seeds

Тип: Вектор символов

Значения: вектор с шестью элементами

По умолчанию: '[23093 23094 23095 23096 23097 23098]'

`Noise power` - Мощность шума
`[0.001 0.001 0.001 0.0001 0.0001 0.0001]` (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Высота спектральной плотности степени (PSD) белого шума для каждой оси акселерометра и гироскопа, заданная в виде вектора с шестью элементами, в:

(м/с²)/Гц, когда Units установлено в Metric (MKS)
(футы/с²)/Гц, когда Units установлено в English

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Noise on.

Программное использование

Параметры блоков: i_pow

Тип: Вектор символов

Значения: вектор с шестью элементами

По умолчанию: '[0.001 0.001 0.001 0.0001 0.0001 0.0001]'

Примеры моделей

Легкий самолет Проекта

Как использовать продукты MathWorks ® для решения технических и технологических проблем, связанных с проектом самолетов, используя проект легкого самолета.

Откройте модель

Ссылки

[1] Rogers, R. M., Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems, AIAA Education Series, 2000.

Документация

Three-axis Inertial Measurement Unit

Описание

Ограничения

Порты

Вход

Ab - Фактические ускорения трехэлементный вектор

ω - Угловые скорости трехэлементный вектор

dω/dt - Угловое ускорение трехэлементный вектор

CG - Расположение центра тяжести трехэлементный вектор

g - Сила тяжести трехэлементный вектор

Выход

Ameas - Измеренные ускорения трехэлементный вектор

ωmeas - Измеренные угловые скорости трехэлементный вектор

Параметры

Units - Модули Metric (MKS) (по умолчанию) | English

Программное использование

IMU location - расположение БИНС [0 0 0] (по умолчанию) | трехэлементный вектор

Программное использование

Update rate (sec) - Частота обновления 0 (по умолчанию) | скаляром

Программное использование

Second order dynamics for accelerometer - Динамика второго порядка on (по умолчанию) | off

Программное использование

Accelerometer natural frequency (rad/sec) - Естественная частота акселерометра 190 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Программное использование

Accelerometer damping ratio - коэффициент затухания акселерометра 0.707 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Программное использование

Accelerometer scale factor and cross-coupling - Масштабные коэффициенты и поперечные связи [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1] (по умолчанию) | матрицу 3 на 3

Программное использование

Accelerometer measurement bias - Смещение измерения акселерометра [0 0 0] (по умолчанию) | трехэлементный вектор

Программное использование

Accelerometer upper and lower limits - Минимальные и максимальные значения ускорения [-inf -inf -inf inf inf inf] (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Программное использование

Second-order dynamics for gyro - Динамика гироскопа второго порядка on (по умолчанию) | off

Программное использование

Gyro natural frequency (rad/sec) - Естественная частота гироскопа 190 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Программное использование

Gyro damping ratio - коэффициент затухания гироскопа 0.707 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Программное использование

Gyro scale factors and cross-coupling - Масштабные коэффициенты гироскопа и поперечные связи [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1] (по умолчанию) | матрицу 3 на 3

Программное использование

Gyro measurement bias - Смещение измерения гироскопа [0 0 0] (по умолчанию) | трехэлементный вектор

Программное использование

G-sensitive bias - Максимальное изменение ставок [0 0 0] (по умолчанию) | трехэлементный вектор

Программное использование

Gyro upper and lower limits - Минимальное и максимальное значения угловых скоростей [-inf -inf -inf inf inf inf] (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Программное использование

Noise on Белый шум on (по умолчанию) | off

Программное использование

Noise seeds - Семена шума [23093 23094 23095 23096 23097 23098] (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Зависимости

Программное использование

Noise power - Мощность шума [0.001 0.001 0.001 0.0001 0.0001 0.0001] (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Зависимости

Программное использование

Примеры моделей

Легкий самолет Проекта

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

`_Ab` - Фактические ускорения
трехэлементный вектор

`ω` - Угловые скорости
трехэлементный вектор

`dω/dt` - Угловое ускорение
трехэлементный вектор

`CG` - Расположение центра тяжести
трехэлементный вектор

`g` - Сила тяжести
трехэлементный вектор

`_Ameas` - Измеренные ускорения
трехэлементный вектор

`_ωmeas` - Измеренные угловые скорости
трехэлементный вектор

`Units` - Модули
`Metric (MKS)` (по умолчанию) | `English`

`IMU location` - расположение БИНС
`[0 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор

`Update rate (sec)` - Частота обновления
`0` (по умолчанию) | скаляром

`Second order dynamics for accelerometer` - Динамика второго порядка
`on` (по умолчанию) | `off`

`Accelerometer natural frequency (rad/sec)` - Естественная частота акселерометра
`190` (по умолчанию) | скаляром

`Accelerometer damping ratio` - коэффициент затухания акселерометра
`0.707` (по умолчанию) | скаляром

`Accelerometer scale factor and cross-coupling` - Масштабные коэффициенты и поперечные связи
`[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]` (по умолчанию) | матрицу 3 на 3

`Accelerometer measurement bias` - Смещение измерения акселерометра
`[0 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор

`Accelerometer upper and lower limits` - Минимальные и максимальные значения ускорения
`[-inf -inf -inf inf inf inf]` (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

`Second-order dynamics for gyro` - Динамика гироскопа второго порядка
`on` (по умолчанию) | `off`

`Gyro natural frequency (rad/sec)` - Естественная частота гироскопа
`190` (по умолчанию) | скаляром

`Gyro damping ratio` - коэффициент затухания гироскопа
`0.707` (по умолчанию) | скаляром

`Gyro scale factors and cross-coupling` - Масштабные коэффициенты гироскопа и поперечные связи
`[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]` (по умолчанию) | матрицу 3 на 3

`Gyro measurement bias` - Смещение измерения гироскопа
`[0 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор

`G-sensitive bias` - Максимальное изменение ставок
`[0 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор

`Gyro upper and lower limits` - Минимальное и максимальное значения угловых скоростей
`[-inf -inf -inf inf inf inf]` (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

`Noise on` Белый шум
`on` (по умолчанию) | `off`

`Noise seeds` - Семена шума
`[23093 23094 23095 23096 23097 23098]` (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

`Noise power` - Мощность шума
`[0.001 0.001 0.001 0.0001 0.0001 0.0001]` (по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®