Three-axis Accelerometer

Реализуйте акселерометр с тремя осями

Библиотека:
Aerospace Blockset / GNC / Навигация

Описание

Блок Three-Axis Accelerometer реализует акселерометр на каждой из этих трех осей. Для получения дополнительной информации об измеренных ускорениях идеала см. Алгоритмы.

Опционально, чтобы применить дискретизации к входным параметрам блока Three-Axis Accelerometer и динамике наряду с нелинеаризацией измеренных ускорений, используйте блок Saturation.

Значок блока Three-axis Accelerometer отображает модули ввода и вывода, выбранные из параметра Units.

Ограничения

Ошибка Vibropendulous и гистерезисные эффекты не составляются в этом блоке.
Этот блок не предназначается, чтобы смоделировать внутреннюю динамику различных форм инструмента.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`_Ab` — Фактические ускорения
трехэлементный вектор

Фактические ускорения в зафиксированных телом осях в виде трехэлементного вектора, в модулях заданы в параметре Units.

Типы данных: double

— Угловые уровни
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

развернуть все

`_Ameas` — Измеренные ускорения
трехэлементный вектор

Измеренные ускорения от акселерометра, возвращенного как трехэлементный вектор, в модулях, заданы в параметре Units.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

`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` (Британский империал)	Футы в секунду за секунду	Футы

Программируемое использование

Параметры блоков: units

Ввод: символьный вектор

Значения: 'Metric (MKS)' | 'English'

Значение по умолчанию: 'Metric (MKS)'

`Accelerometer location` — Местоположение акселерометра
[0 0 0] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

Местоположение группы акселерометра в виде трехэлементного вектора, измеренного 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 являются модулями, заданными в параметре Units.

Программируемое использование

Параметры блоков: acc

Ввод: символьный вектор

Значения: трехэлементный вектор

Значение по умолчанию: '[0 0 0]'

`Subtract gravity` — Вычтите силу тяжести
`on` (значение по умолчанию) | `off`

Чтобы вычесть силу тяжести из ускоряющих показаний, установите этот флажок.

Программируемое использование

Параметры блоков: gtype

Ввод: символьный вектор

Значения: 'on' | 'off'

Значение по умолчанию: 'on'

`Second order dynamics` — 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'

`Natural frequency (rad/sec)` — Собственная частота
190 (значение по умолчанию) | скаляр

Собственная частота акселерометра в виде двойного скаляра, в радианах в секунду.

Программируемое использование

Параметры блоков: w_a

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '190'

`Damping ratio` — Коэффициент затухания
0.707 (значение по умолчанию) | скаляр

Коэффициент затухания акселерометра в виде двойного скаляра, без размерностей.

Программируемое использование

Параметры блоков: z_a

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '0.707'

`Scale factors and cross-coupling` — Масштабные коэффициенты и перекрестная связь
[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1] (значение по умолчанию) | 3х3 матрица

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]'

`Measurement bias` — Смещение измерения
[0 0 0] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

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: 3х3 матрица

Значение по умолчанию: '[0 0 0]'

`Update rate (sec)` — Частота обновления
0 (значение по умолчанию) | скаляр

Частота обновления акселерометра в виде двойного скаляра, в секундах. Частота обновления 0 создает непрерывный акселерометр. 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: a_Ts

Ввод: символьный вектор

Значения: двойной скаляр

Значение по умолчанию: '0'

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

Чтобы применить белый шум к ускоряющим показаниям, установите этот флажок.

Программируемое использование

Параметры блоков: a_rand

Ввод: символьный вектор

Значения: 'on' | 'off'

Значение по умолчанию: 'on'

`Noise seeds` — Шумовые seed
[23093 23094 23095] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

Скалярные seed для Гауссова шумового генератора для каждой оси акселерометра в виде трехэлементного вектора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Noise on.

Программируемое использование

Параметры блоков: a_seeds

Ввод: символьный вектор

Значения: трехэлементный вектор

Значение по умолчанию: '[23093 23094 23095]'

`Noise power` — Шумовая мощность
[0.001 0.001 0.001] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

Высота спектральной плотности мощности (PSD) белого шума для каждой оси акселерометра в виде трехэлементного вектора, 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: a_pow

Ввод: символьный вектор

Значения: трехэлементный вектор

Значение по умолчанию: '[0.001 0.001 0.001]'

`Lower and upper output 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]'

Алгоритмы

Идеал измерил ускорения ( ${\bar{A}}_{i m e a s}$ ) включайте ускорение в оси тела в центре тяжести ( ${\bar{A}}_{b}$ ) и эффекты руки рычага из-за акселерометра, не находящегося в центре силы тяжести. Опционально, сила тяжести в осях тела может быть удалена. Это представлено уравнением:

${\bar{A}}_{i m e a s} = {\bar{A}}_{b} + {\bar{ω}}_{b} \times ({\bar{ω}}_{b} \times \bar{d}) + {\dot{\bar{ω}}}_{b} \times \bar{d} - \bar{g}$

где ${\bar{ω}}_{b}$ зафиксированы телом угловые уровни, ${\dot{\bar{ω}}}_{b}$ зафиксированы телом угловые ускорения, и $\bar{d}$ рука рычага. Рука рычага ( $\bar{d}$ ) задан как расстояния, что группа акселерометра вперед, право, и ниже центра тяжести:

$\bar{d} = [\begin{array}{l} d_{x} \\ d_{y} \\ d_{z} \end{array}] = [\begin{matrix} - (x_{a c c} - x_{C G}) \\ y_{a c c} - y_{C G} \\ - (z_{a c c} - z_{C G}) \end{matrix}]$

Ориентация осей раньше определяла местоположение группы акселерометра (_xacc, _yacc, _zacc), и центр тяжести (_xCG, _yCG, _zCG) из нулевой данной величины (обычно нос) к в кормовой части, справа от вертикальной средней линии и выше горизонтальной средней линии. Ось X и ось z этих осей измерения напротив зафиксированных телом осей, которые производят знаки минус в руках рычага для оси X и оси z.

Измеренные ускорения ( ${\bar{A}}_{m e a s}$ ) выведите этим блоком, содержат ошибочные источники и заданы как

${\bar{A}}_{m e a s} = {\bar{A}}_{i m e a s} \times {\bar{A}}_{S F C C} + {\bar{A}}_{b i a s} + n o i s e,$

где ${\bar{A}}_{S F C C}$ 3х3 матрица масштабных коэффициентов на диагонали и терминах неточного совмещения в недиагональном, и ${\bar{A}}_{b i a s}$ смещения.

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™.

Представлено до R2006a

Документация

Three-axis Accelerometer

Описание

Ограничения

Порты

Входной параметр

Ab — Фактические ускорения трехэлементный вектор

— Угловые уровни трехэлементный вектор

dω/dt — Угловые ускорения трехэлементный вектор

CG — Местоположение центра тяжести трехэлементный вектор

g — Сила тяжести трехэлементный вектор

Вывод

Ameas — Измеренные ускорения трехэлементный вектор

Параметры

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

Программируемое использование

Accelerometer location — Местоположение акселерометра[0 0 0] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

Программируемое использование

Subtract gravity — Вычтите силу тяжести on (значение по умолчанию) | off

Программируемое использование

Second order dynamics — Динамика второго порядка on (значение по умолчанию) | off

Программируемое использование

Natural frequency (rad/sec) — Собственная частота190 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Damping ratio — Коэффициент затухания0.707 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Scale factors and cross-coupling — Масштабные коэффициенты и перекрестная связь[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1] (значение по умолчанию) | 3х3 матрица

Программируемое использование

Measurement bias — Смещение измерения[0 0 0] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

Программируемое использование

Update rate (sec) — Частота обновления0 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Noise on — Белый шум on (значение по умолчанию) | off

Программируемое использование

Noise seeds — Шумовые seed[23093 23094 23095] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

Зависимости

Программируемое использование

Noise power — Шумовая мощность[0.001 0.001 0.001] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

Зависимости

Программируемое использование

Lower and upper output limits — Минимальные и максимальные значения ускорения [-inf -inf -inf inf inf inf] (значение по умолчанию) | вектор с шестью элементами

Программируемое использование

Алгоритмы

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Aerospace Blockset

Поддержка

`_Ab` — Фактические ускорения
трехэлементный вектор

— Угловые уровни
трехэлементный вектор

`dω/dt` — Угловые ускорения
трехэлементный вектор

`CG` — Местоположение центра тяжести
трехэлементный вектор

`g` — Сила тяжести
трехэлементный вектор

`_Ameas` — Измеренные ускорения
трехэлементный вектор

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

`Accelerometer location` — Местоположение акселерометра
[0 0 0] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

`Subtract gravity` — Вычтите силу тяжести
`on` (значение по умолчанию) | `off`

`Second order dynamics` — Динамика второго порядка
`on` (значение по умолчанию) | `off`

`Natural frequency (rad/sec)` — Собственная частота
190 (значение по умолчанию) | скаляр

`Damping ratio` — Коэффициент затухания
0.707 (значение по умолчанию) | скаляр

`Scale factors and cross-coupling` — Масштабные коэффициенты и перекрестная связь
[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1] (значение по умолчанию) | 3х3 матрица

`Measurement bias` — Смещение измерения
[0 0 0] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

`Update rate (sec)` — Частота обновления
0 (значение по умолчанию) | скаляр

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

`Noise seeds` — Шумовые seed
[23093 23094 23095] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

`Noise power` — Шумовая мощность
[0.001 0.001 0.001] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

`Lower and upper output limits` — Минимальные и максимальные значения ускорения
`[-inf -inf -inf inf inf inf]` (значение по умолчанию) | вектор с шестью элементами

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