Определение углов ориентации по наблюдениям за векторами в задаче исследования штопора модели самолета
https://doi.org/10.17285/0869-7035.0040
Аннотация
В статье дан обзор методов определения углов ориентации по наблюдениям за внешними опорными векторами. С тем чтобы сохранить наблюдаемость кинематических параметров движения свободно летающей модели самолета в вертикальной аэродинамической трубе, проанализированы способы определения вектора конечного поворота с помощью двух, трех и более векторов, известных в неподвижной и связанной с моделью системе координат, а также их производных. Предложены способы оценки достоверности рассчитанных углов ориентации. Рассмотрен метод оценки радиуса установившегося штопора свободно летающей модели.
Об авторе
А. В. ВялковРоссия
Вялков Андрей Викторович. Кандидат технических наук, начальник отдела, доцент кафедры АЛЭ, ФАЛТ, МФТИ
Список литературы
1. Вялков А.В. Инерциальная технология штопорного эксперимента // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Том XLVII. №5. С. 58–69.
2. Микеладзе В.Г. Авиация общего назначения. Рекомендации для конструкторов. М.: ЦАГИ, 1996. С. 272–273.
3. Mahony, R., Hamel, T., and Pflimlin, J.-M., Nonlinear complementary filters on the special orthogonal group, IEEE Transactions on Automatic Control, 2008, vol. 53, no. 5, pp. 1203–1218.
4. Madgwick, S.O.H., Harrison, A.J.L., Vaidyanathan, R., Estimation of IMU and MARG orientation using a gradient descent algorithm, Proceedings of the IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR ’11), July 2011, Zurich, Switzerland, pp. 1–7.
5. Wilson, S., Eberle, H., Hayashi, Y., Madgwick, S.O.H., McGregor, A., Jing, X., Vaidyanathan, R., Formulation of a new gradient descent MARG orientation algorithm: Case study on robot teleoperation, Mechanical Systems and Signal Processing, 2019, 130, pp. 183–200.
6. Valenti, R.G., Dryanovski, I., Xiao, J., Keeping a Good Attitude: A Quaternion-Based Orientation Filter for IMUs and MARGs, Sensors, 2015, 15, 19302–19330. DOI:10.3390/s150819302.
7. Markley, F.L., Attitude determination using two vector measurements, NASA_techdoc_19990052720, 1998.
8. Wahba, G., A least squares estimate of satellite attitude, SIAM review, 1965, vol. 7, no. 3, pp. 409–409.
9. Hashim, H.A., Attitude Determination and Estimation using Vector Observations: Review, Challenges and Comparative Results, arXiv preprint, 2020.
10. Welch, G.F., Foxlin, E., Motion tracking: no silver bullet, but a respectable arsenal, IEEE Comput. Graph. Appl., 2002 , 22, pp. 24–38.
11. ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. М., 1980. 12. Шилов А.А. Об уравнениях кинематики твердого тела // Ученые записки ЦАГИ. 2001. Т. XXXII. №1–2.
12. Шалагинов В.М. Алгоритмы вычисления кватерниона по известным значениям матрицы ориентации объекта // Гироскопия и навигация. 2009. №2(65). С. 56–71.
13. Лурье А.И. Аналитическая механика. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961. С. 101.
14. Литманович Ю.А. Об одном подходе к использованию избыточной информации в задачах определения угловой ориентации по наблюдению за двумя векторами // Гироскопия и навигация. 2012. №3. С. 99–110.
Рецензия
Для цитирования:
Вялков А.В. Определение углов ориентации по наблюдениям за векторами в задаче исследования штопора модели самолета. Гироскопия и навигация. 2020;28(3):43-59. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0040
For citation:
Vyalkov A.V. Attitude Determination by External Vectors in Airplane Free Spin Investigation. Giroskopiya i Navigatsiya. 2020;28(3):43-59. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0040
Послать статью по эл. почте 