Научная визуализация

Scientific Visualization

Электронный журнал открытого доступа

Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ"

      ISSN 2079-3537      

 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

Научная визуализация, 2020, том 12, номер 5, страницы 25 - 36, DOI: 10.26583/sv.12.5.03

Улучшение обусловленности задачи скалярной калибровки тройки акселерометров с помощью визуализации функции эффективности калибровочных измерений

Автор: М.Д. Гребенкин1,A,B

A ФГУП «НПЦАП им. акад. Н.А. Пилюгина»

B Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

1 ORCID: 0000-0002-3644-5912, grebenkinmd@gmail.com

 

Аннотация

Предложен способ оптимизации набора угловых ориентаций блока акселерометров с применением метода визуализации функционала эффективности при проведении стендовой калибровки. Проведен анализ математической модели формирования измерительных ошибок блока из трех акселерометров. Приведенный метод повышает точность оценки параметров рассмотренной модели ошибок, которая в свою очередь, включает в себя параметры угловых погрешностей выставки акселерометров в приборной системе координат, а также отклонения их масштабных коэффициентов и нулей. Функционал эффективности измерений описывает влияние очередного получаемого измерения на обусловленность задачи в целом и зависит от углов ориентирования измерительного блока относительно опорной величины калибровки. Нахождение точек минимума приведенного функционала позволяет определять набор ориентаций для формирования задачи оценки с наилучшей обусловленностью. Нахождение таких точек выполняется с помощью методов оптимизации и требует визуализации функционала для определения начальной точки алгоритма, ввиду его сложного вида. Приведенный способ проверен с помощью компьютерного моделирования, которое показало, что применение набора калибровочных ориентаций, полученных с помощью представленного метода, увеличивает точность оценки параметров рассматриваемой модели ошибок на фоне возмущений в ориентации блока в пространстве в сравнении с неоптимальным набором ориентаций.

 

Ключевые слова: Акселерометр, скалярная калибровка, визуализация функционала, метод наименьших квадратов, фильтр Калмана.