gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0062gyroscopy-169Research ArticleСтатьиСинтез субоптимальных программ калибровки блока акселерометров численными методамиNumerical Methods of Suboptimal Programs Synthesis for Accelerometer UnitЕгоровЮ. Г.EgorovYu. G.

Егоров Юрий Григорьевич. Доктор технических наук, профессор. Действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением». 

Egorov, Yu.G. 

КиряченкоГ. Ю.KiryachenkoG. Yu.

Киряченко Григорий Юрьевич. Инженер

Kiryachenko, G. Yu.

ПоповЕ. А.PopovE. A.

Попов Евгений Александрович. Кандидат технических наук, начальник лаборатории. Член секции молодых ученых международной общественной организации «Академия навигации и управления движением».

Popov, E.A. 

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва)РоссияBauman Moscow State Technical University, Moscow, RussiaRussian FederationАО «Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики» (Москва)РоссияCentral Research Institute of Automation and Hydraulics, Moscow, RussiaRussian Federation2021260920252924758Copyright © Егоров Ю.Г., Киряченко Г.Ю., Попов Е.А., 20252025Егоров Ю.Г., Киряченко Г.Ю., Попов Е.А.Egorov Y.G., Kiryachenko G.Y., Popov E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/169

В статье приводятся результаты синтеза программ калибровки, состоящих из 9 и 18 измерительных положений, численными методами для скалярной (инвариантной) методики калибровки блока акселерометров. Осуществляется сравнение с существующими программами калибровки, полученными аналитически. Результаты математического моделирования и натурного эксперимента подтверждают теоретические расчеты и эффективность применения полученных программ калибровки.

The paper presents the results of synthesis of calibration programs consisting of 9 and 18 measurement positions. The synthesis was performed by numerical methods for scalar (invariant) technique of accelerometer unit calibration. The resulting programs are compared to the existing calibration programs which have been obtained analytically. The results of mathematical simulation and field experiment confirm the theoretical calculations, as well as the effective application of the obtained calibration programs.

Калибровкачисленная оптимизациягенетический алгоритмблок акселерометров.Calibrationnumerical optimizationgenetic algorithmaccelerometer unit.ReferencesИзмайлов Е.И. и др. Скалярный способ калибровки и балансировки бесплатформенных инерциальных навигационных систем // Материалы XV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2008. С. 145–155.Измайлов Е.И. и др. Скалярный способ калибровки и балансировки бесплатформенных инерциальных навигационных систем // Материалы XV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2008. С. 145–155.Тарановский Д.О. Стендовая калибровка блока маятниковых поплавковых акселерометров корабельной инерциальной навигационной системы // Гироскопия и навигация. 2008. № 4 (63). C. 65.Тарановский Д.О. Стендовая калибровка блока маятниковых поплавковых акселерометров корабельной инерциальной навигационной системы // Гироскопия и навигация. 2008. № 4 (63). C. 65.Аврутов В.В., Головач С.В., Мазепа Т.Ю. О скалярной калибровке инерциального измерительного модуля // Материалы XIX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным системам. 2012. С. 113–118.Аврутов В.В., Головач С.В., Мазепа Т.Ю. О скалярной калибровке инерциального измерительного модуля // Материалы XIX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным системам. 2012. С. 113–118.Акимов П.А., Деревянкин А.В., Матасов А.И. Гарантирующий подход и l1-аппроксимация в задачах оценивания параметров БИНС при стендовых испытаниях. М.: Издательство Московского университета, 2012. 296 с.Акимов П.А., Деревянкин А.В., Матасов А.И. Гарантирующий подход и l1-аппроксимация в задачах оценивания параметров БИНС при стендовых испытаниях. М.: Издательство Московского университета, 2012. 296 с.Водичева Л.В., Парышева Ю.В. Оценка точностных параметров датчиков бесплатформенного инерциального измерительного блока с помощью относительно грубого поворотного стола // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. № 2 (105). С. 162–178.Водичева Л.В., Парышева Ю.В. Оценка точностных параметров датчиков бесплатформенного инерциального измерительного блока с помощью относительно грубого поворотного стола // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. № 2 (105). С. 162–178.Егоров Ю.Г, Дзуев А.А., Попов Е.А. Синтез программ калибровки блока акселерометров БИНС при инвариантном подходе // Гироскопия и навигация. 2019. №1 (104). С. 61–69.Егоров Ю.Г, Дзуев А.А., Попов Е.А. Синтез программ калибровки блока акселерометров БИНС при инвариантном подходе // Гироскопия и навигация. 2019. №1 (104). С. 61–69.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Исследование минимально избыточных программ калибровки триады акселерометров // Авиакосмическое приборостроение. 2016. №6. С. 3–8.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Исследование минимально избыточных программ калибровки триады акселерометров // Авиакосмическое приборостроение. 2016. №6. С. 3–8.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Выбор измерительных положений в задаче калибровки блока акселерометров ИНС // Материалы XXXI конференции памяти выдающегося конструктора гироскопических приборов Н.Н. Острякова. СПб., 2018. С. 8–16.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Выбор измерительных положений в задаче калибровки блока акселерометров ИНС // Материалы XXXI конференции памяти выдающегося конструктора гироскопических приборов Н.Н. Острякова. СПб., 2018. С. 8–16.Егоров Ю.Г. Попов Е.А. Анализ погрешностей скалярной калибровки векторного измерителя // Гироскопия и навигация. 2020. №4 (111). С. 37–52.Егоров Ю.Г. Попов Е.А. Анализ погрешностей скалярной калибровки векторного измерителя // Гироскопия и навигация. 2020. №4 (111). С. 37–52.Деревянкин А.В. Алгоритмы калибровки блока МЭМС-акселерометров с использованием стенда-икосаэдра из конструктора «MOLI» // XXIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. С. 294–298.Деревянкин А.В. Алгоритмы калибровки блока МЭМС-акселерометров с использованием стенда-икосаэдра из конструктора «MOLI» // XXIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. С. 294–298.Pieniazek, J., Ellipsoid multi-axial sensor calibration with temperature compensation, IEEE 5th international workshop on metrology for AeroSpace, 2019, pp. 70–75.Pieniazek, J., Ellipsoid multi-axial sensor calibration with temperature compensation, IEEE 5th international workshop on metrology for AeroSpace, 2019, pp. 70–75.Голован А.А. Матасов А.И. Применение гарантирующего подхода к задаче калибровки блока ньютонометров // Автоматика и телемеханика. 2020. №4. С. 140–161.Голован А.А. Матасов А.И. Применение гарантирующего подхода к задаче калибровки блока ньютонометров // Автоматика и телемеханика. 2020. №4. С. 140–161.Mingjie Dong, Guodong Yao, Jianfeng Li, Leiyu Zhang, Calibration of low cost IMU’s inertial sensors for improved attitude estimation, Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2020, pp. 1015–1029.Mingjie Dong, Guodong Yao, Jianfeng Li, Leiyu Zhang, Calibration of low cost IMU’s inertial sensors for improved attitude estimation, Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2020, pp. 1015–1029.Hossein Rahimi, Amir Ali Nikkhah, Improving the calibration process of inertial measurement unit for marine applications, Navigation, 2020, 67, pp. 763–774. DOI: 10.1002/navi.400.Hossein Rahimi, Amir Ali Nikkhah, Improving the calibration process of inertial measurement unit for marine applications, Navigation, 2020, 67, pp. 763–774. DOI: 10.1002/navi.400.Tongxu Xu, Xiang Xu, Dacheng Xu, Heming Zhao, A novel calibration method using six positions for MEMS tiaxial accelerometer, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2020, vol. 70.Tongxu Xu, Xiang Xu, Dacheng Xu, Heming Zhao, A novel calibration method using six positions for MEMS tiaxial accelerometer, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2020, vol. 70.Wu, Q., Wu, R., Han, F., Zhang, R., Three-Stage Accelerometer Self-Calibration Technique for SpaceStable Inertial Navigation Systems, Sensors, 2018, 18, 2888.Wu, Q., Wu, R., Han, F., Zhang, R., Three-Stage Accelerometer Self-Calibration Technique for SpaceStable Inertial Navigation Systems, Sensors, 2018, 18, 2888.Sipos, M., Paces, P., Rohác, J., Novácek, P., Analyses of Triaxial Accelerometer Calibration Algorithms, IEEE Sensors Journal, 2012, vol. 12, no. 5, pp. 1157–1165.Sipos, M., Paces, P., Rohác, J., Novácek, P., Analyses of Triaxial Accelerometer Calibration Algorithms, IEEE Sensors Journal, 2012, vol. 12, no. 5, pp. 1157–1165.Математическая теория планирования эксперимента / под ред. С.М. Ермакова. М.: Наука, 1983. 392 с.Математическая теория планирования эксперимента / под ред. С.М. Ермакова. М.: Наука, 1983. 392 с.Fedorov, V.V., Theory of Optimal Experiments, Academic Press, New York and London, 1972, 292 p.Fedorov, V.V., Theory of Optimal Experiments, Academic Press, New York and London, 1972, 292 p.Price, K., Storn, R., Differential Evolution [Электронный ресурс], Dr. Dobb’s Journal, 1997. URL: www.drdobbs.com/database/differential-evolution/184410166 (дата обращения: 15.01.2019).Price, K., Storn, R., Differential Evolution [Электронный ресурс], Dr. Dobb’s Journal, 1997. URL: www.drdobbs.com/database/differential-evolution/184410166 (дата обращения: 15.01.2019).Feoktistov, V., Differential Evolution in Search of Solution, Springer, 2006, 196 p.Feoktistov, V., Differential Evolution in Search of Solution, Springer, 2006, 196 p.Curry, H.B., The Method of Steepest Descent for Non-linear Minimization Problems, Quart. Appl. Math., 1944, 2 (3), 258–261. DOI:10.1090/qam/10667.Curry, H.B., The Method of Steepest Descent for Non-linear Minimization Problems, Quart. Appl. Math., 1944, 2 (3), 258–261. DOI:10.1090/qam/10667.Сафронов В.В. Сравнительная оценка методов «жесткого» ранжирования, справедливого компромисса и равномерной оптимальности в задаче гипервекторного ранжирования систем // Информационно-управляющие системы. 2011. №3. С. 2–8.Сафронов В.В. Сравнительная оценка методов «жесткого» ранжирования, справедливого компромисса и равномерной оптимальности в задаче гипервекторного ранжирования систем // Информационно-управляющие системы. 2011. №3. С. 2–8.Draper, N.R., Smith H., Applied Regression Analysis, Wiley-Interscience, 1998, 706 p.Draper, N.R., Smith H., Applied Regression Analysis, Wiley-Interscience, 1998, 706 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.