WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

1) Модель магнитных помех (на основе существующей Leliak model):

dBB B0 B, B Bm Bi K LB0 M, dt Bm K LBгде – помехи, создаваемые магнитными массами;

dBBi M – помехи, создаваемые полем вихревых токов;

dt B – измеренное магнитное поле;

B0 – истинное внешнее магнитное поле;

B – магнитная помеха, K – вектор жесткой составляющей, L, M – матрицы мягкой и вихревой составляющей.

2) Стохастическая модель аномального МПЗ:

B0(x, z) Bh(x, z0) Bz (x, z0) z, dBh vBx dt dBz vBzx dBh x dt vBxx dt dBzx, vq2, dBh xx dt vqdt Bh (x, z0) – поле в плоскости z = z0, моделируемое 3 интегралом от белого где шума q1;

Bz (x, z0) – вертикальный градиент, моделируемый 2 интегралом от белого шума q2;

z z zv – скорость; ; x – параметр маршрута.

В разделе 8 производится нормализация моделей задачи для случаев калибровочной (h 1000 м) и рабочей (h 100 м) высот и вводится малый безразмерный параметр.

Опираясь на полученные нормализованные модели, в разделе 9 приводится вывод линейной скалярной модели измерений МПЗ требуемого порядка аппроксимации для случая калибровочной высоты:

deF T 3 T T b b0 3eF k bF lSeF 4bF m, d где K L l lT M BF BF B0 B t L* k, l, lS, m, bF, eF, b0, b,,, K* L* 2 M* B* BF B* B* T* B* B*, T* – характерные значения модуля МПЗ и времени эволюции летательного аппарата вокруг центра масс, K*, L*, M* – характерные значения модели магнитных помех, BF, BF – вектор МПЗ, измеренный векторным магнитометром и его модуль.

Так же показывается, что для рабочей высоты в скалярной модели измерений появляется дополнительный член порядка, связанный с производной по времени модуля внешнего поля dB0 / dt. Это обусловлено сравнительно большими по сравнению с калибровочной высотой горизонтальным градиентами аномального МПЗ. Влияние этого члена невозможно учесть, в силу малости, при калибровочном полете, но на рабочих высотах оно становится существенно.

Таким образом, в отдельных случаях для повышения точности компенсации при рабочей съемке необходимо произвести оценку дополнительного члена в модели. Для этого следует использовать известный в геофизике метод переуравнивания.

В разделе 10 проводится детерминированный анализ наблюдаемости параметров модели, на основании которого определяется набор наблюдаемых параметров в модели магнитных помех.

В разделе 11 рассматривается сведение формализованной ранее задачи компенсации девиации к задаче оптимального оценивания и предложен алгоритм ее численного решения.

Показывается, что задача оптимального оценивания имеет следующую структурную особенность:

X1 A1 O X1 q O A2 2 qX X, Xz (H1 H2) r X A21 O qXX2 Aq, O A22, q22.

XЗдесь фазовый вектор X состоит из 2 частей:

X1 – 16 наблюдаемых параметров модели помех, X2 – 9 параметров модели аномального поля.

Предполагая калибровочные параметры постоянными, имеем:

A11 0, q1.

H1 – определяется по показаниям векторного магнитометра на основе скалярной модели измерений.

Параметры X21, X22, A1, A2, q21, q22, H2 определяются из стохастической модели аномального МПЗ:

Bh 0 v 0 Bz 0 v X Bh, X, A1 0 0 v, A2, q21 0, qx 21, Bzx 0 0 qBh 0 0 0 qxx H2 (1,0,0, z,0), z,v где – определяются из показаний спутниковой навигационной системы.

В такой постановке задача оптимального оценивания принимает замкнутый вид и может быть решена с использованием алгоритмов калмановского типа:

фильтрации или сглаживания.

В разделе 12 рассматриваются численные результаты работы с экспериментальными данными, на примере которых показана работоспособность предложенных алгоритмов.

На примере построенной сравнительной таблицы оценок калибровочных параметров для разных мест (Элисты, Бразилии и Якутии) показывается вклад жесткой, мягкой и вихревой составляющей.

Строятся графики отражающие результаты обработки данных для калибровочного полета и площадной съемки. Показываются преимущества использования алгоритмов компенсации.

Проводится стохастический анализ наблюдаемости моделей задачи с привлечением понятия мер оцениваемости.

Рис. 2 Маршруты для полного (а) и «усеченного»(б) калибровочных полетов.

Опираясь на результаты детерминированного и стохастического анализа наблюдаемости в задаче оптимального оценивания, был проведен сравнительный анализ результатов компенсации данных, полученных на полном (обычно используемом) и неполном («усеченном») калибровочных вылетах (рис. 2).

По результатам проделанного эксперимента можно сделать вывод: результат компенсации для «усеченного» вылета несущественно отличается от полного вылета и является приемлемым для использования. Это подтверждается сравнением мер оцениваемости, показывающим их несущественное отличие.

Таким образом, при проведении компенсации достаточно производить вылет по упрощенной схеме, позволяющей сэкономить до четверти летного времени.

В заключительном разделе (раздел 13) приводятся основные выводы к главе.

Третья глава посвящена некоторым аспектам задачи компенсации девиации для вертолета и состоит из четырех разделов. Во введении (раздел 14) приводится краткое описание задачи и существующих методов компенсации для вертолета.

В следующем разделе (раздел 15) описывается получение детерминированной магнитной модели несущего винта вертолета. При выводе модели помех учитываются следующие достаточно общие предположения:

1) лопасть считается цилиндрической, а ее поперечные размеры малыми относительно длины;

2) модуль МПЗ считается постоянным в зоне винта;

3) мягкая составляющая помехи считается направленной вдоль лопасти.

По аналогии с моделью Лелиака помехи, создаваемые несущим винтом Bm можно разделить на помехи, создаваемые магнитными массами; помехи Bi, создаваемые полем вихревых токов.

dB Bi DI B DI B Bm DI (QK Br E)rP,, dt где, – магнитные параметры лопасти;

QK – ортогональная матрица;

E – единичная матрица;

rP – единичный вектор лопасти;

T Br rP B coax,, – угловая скорость вращения лопасти;

DI – дипольный интеграл вдоль лопасти.

При анализе полученной модели показывается е зависимость от геометрических и магнитных характеристик лопасти.

В разделе 16 исследуется модель помех, создаваемой несущим винтом, и производится анализ потенциальной точности существующих методов компенсации для вертолета.

При оценке параметров намагничения лопасти проводится упрощение полученной модели помех с учетом следующих предположений:

1) предполагается, что в системе координат, связанной с фюзеляжем вертолета лопасть винта вращается равномерно в одной плоскости;

QK k0E 2) жесткая составляющая помехи направлена вдоль лопасти.

С учетом данных предположений полученная магнитная модель несущего винта принимает линейный вид, и е параметры могут быть определены с использованием метода наименьших квадратов на основе обработки экспериментальных данных.

Далее в разделе проводится анализ модельных данных для вертолета на примерах сравнения графиков для экспериментальных и приближенных по МНК данных. На основании полученных параметров намагничения лопасти строятся модельные данные калибровочного полета, и на их основе определяется потенциальная точность существующих методов компенсации.

В заключительном разделе (раздел 17) приводятся основные выводы к главе.

Заключение содержит основные результаты диссертационной работы.

В приложениях для целостности работы описаны:

необходимые физические понятия (раздел 18);

обзор основных видов магнитометров (раздел 19);

основы наблюдаемости линейных систем (раздел 20);

основы теории оптимального оценивания: фильтр Калмана (раздел 21) и задача сглаживания (раздел 22).

По теме диссертации опубликованы в следующие работы:

1. Каршаков Е.В. Стохастическая задача оценивания при компенсации девиации аэромагнитометра / Е.В. Каршаков, М.В. Харичкин // Автоматика и телемеханика. – 2008. – N. 7. – С. 68 - 77.

2. Волковицкий А.К. Система аэромагнитной съемки аномалий магнитного поля / А.К. Волковицкий, Е.В. Каршаков, М.В. Харичкин // Датчики и системы. – 2007. – N. 8. – С. 17 - 21.

3. Харичкин М.В. Компенсация магнитных свойств летательного аппарата / М.В. Харичкин // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. – 2008. – N. 2. – Вып. 10. – С. 134 - 137.

4. Каршаков Е.В. Задача компенсации девиации аэромагнитометра / Е.В.

Каршаков, М.В. Харичкин // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: труды XIV Международного научно-технического семинара. Сентябрь 2005 г., Алушта – Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет, 2005. – С. 292.

5. Каршаков Е.В. Компенсация магнитной помехи при аэрогеофизической съемке / Е.В. Каршаков, М.В. Харичкин // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: труды XV Международного научно-технического семинара. Сентябрь 2006 г., Алушта – М: МИФИ, 2006. – С. 307.

6. Каршаков Е.В. Компенсация магнитной помехи при аэрогеофизической съемке / Е.В. Каршаков, М.В. Харичкин // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: труды XVI Международного научно-технического семинара. Сентябрь 2007 г., Алушта – Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. – С. 261.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»