מנחה: דר' אילן רוסנקמגיש: וינשטיין עדי
הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
הפקולטה להנדסת חשמלהמעבדה לבקרה ורובוטיקה
בפרויקט זה נממש מערכת הנחייה אידיאלית ומודרנית לטיל המיירט מטרה, אשר מבצעת תמרון גלגול חבית לפני
הגעתה ליעד בעל פאזה ואמפ' אקראיים.
יעד:
כניסת תאוצה
בלוק
רעש
מסנן קלמן
מע' הנחייה אופט'
מגבלות
מערכת זיהוי תדר
תנאי התחלה
,התאוצה של המטרה אינה ידועה לנו מבעוד מועדהפרמטרים האקראיים הם: אמפ',פאזה ותדר.
20 sin 1
0 1 0.1 , 0, , 0,2 , 0,10sec
BR t TT T BR
f BR
y a a e t T t T
radT U T U rad U
sect
2sect
ma
הרעש מדמה רעש "גלינט", הנובע משגיאת מדידת מיקוםהטיל - כתוצאה משינויי חתך מכ"מ של הטיל.
בלוק הרעש מייצר רעש לבן גאוסי, הרעש הנ"ל מתאיםלמערכת הנבדקת היות ושני המומנטים הראשונים, שווים
לאלו של המטרה.
sect
2sect
ma
משוואות המצב של מסנן קלמן עבור המע' הסינוסואידלית.IACAS 49-412,3.4עפ"י
- 4מסנן מסדר. את ההגברים קיבלנו בעזרת פונקציתlqe של matlab
הפותרת את משוואת "ריקאטי" ממנה מתקבל המסנן.
ˆ ˆ ˆx Ax t Bu t K t z t Cx t
1
2
32
4
1
2
32
4
0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 1 01 0 0 0 1
0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1
0 1 0 0 0
0 0 1 0 1ˆ ˆ
0 0 0 1 0
0 0 0 0
BR
BR
k
kA B C V K Kalman filter gains
k
k
k
kx x t u t
k
k
ˆz t Cx t
את מע' ההנחיה האופט' מימשנו עפ"י משוואות המצב עבור:IACAS 49-412,6.11המע' הסינוסואידלית עפ"י
'
2
0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 1 0
0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1
1 0 0 0
M BRT T
T TBR
T
T
y t y t
y t y tda t w t
a t a tdt
j t j t
y t
y tz t v t
a t
j t
:מגבלות המע' נבעו מהשהיית המע' – הטייס האוטומטי.◦מגבלת תאוצת הטיל.◦
:תנאי ההתחלה נקבעו כך ש
0 0100 20sec
mx m v
נבחנו מספר חלופות של חוג פתוח/סגור נפרט ונדגים לגביהעיקרית:
באופן עקרוני משוואת מיקום המטרה בצורה בדידה:◦
1 2 3 0sinc n tX n t x x n t x e n t
2
1 2 3 01
sinN
c n t
i
X i x x n t x e n tJ
V i
כאשר בד"כc=0.1 ויכול להיות משוערך במדויק מגובה ,המטרה, המתקבל מאמצעי מעקב חיצוני.
:נשערך את הפונקציה ע"י שגיאה ריבועית מינימאלית
1 2 3 0x x x
משתנים אותם יש למצוא:5ניתן לראות כי ישנם
:נראה את זיהוי הפונק' עבור מספר זמני המעוף, , 0.3 , 0.25sectFitted Curve estimated y astimated vst t
, , 0.3 , 2sectFitted Curve estimated y astimated vst t
sect
sect
:נראה את זיהוי התדר כתלות בזמןBR estimated
ניתן לראותכי לאחר
1sec יש זיהוי טוב של תדר
הגלגול
sect
, , 0.3 , 5sectFitted Curve estimated y astimated vst t
sect
_ _ Re, 0.3 , 3 / secBR estimated BR alof the target vs t rad
:נראה את פעולת המערכת האופטימאלית
y m
sect
sect
sect
:נראה את פעולת המערכת האופטימאלית
– כצפוי ככל שזמן ההשהיה גבוה יותר כך מרחק ההחטאה גדלהנ"ל יבוא לביטוי מובהק במע' המודרנית.
y m
sect
sect
sect
:נראה את פעולת המערכת המודרנית משולבת מסנן קלמן
תאוצת המטרה:
sect
:נראה את פעולת המערכת המודרנית משולבת מסנן קלמן
sect
sect
sect
y m
*y m
y m
:נראה את פעולת המערכת המודרנית משולבת מסנן קלמן
sect
sect
מרחק ההחטאה במובןRMS , עבור כניסה הסינוסואידלית :IACAS 49-412,6.13ניתן עפ"י
m BR
s
t
0_sineBRsine
BR
t - time to collision Barrel roll frequency
T - sample time
D - effective linear dimension of the target
A - target acceleration
k correction factor
7 14 2 2s BR T16
BRsine 0_sine BRm
T D w arms miss m 0.54k w / w
t
נראה את מרחק ההחטאה במובן שלRMS: כתלות בתדר )תיאוריה אל מול המודל(
BR
המגמות זהות.•.30%שגיאה של עד •
BR
rad
sec
.מסנן קלמן נדרש לדעת את ע"מ לסנן ביעילות נבדוק את מרחק השגיאה במובן שלRMS במידה והתדר שמוזן
אינו התדר הנכון.
BR
ניתן לראות שכאשר השגיאה מגיעה ל מרחק •ההחטאה גדל משמעותית.
1sec
rad
BR
rad
sec
עבור המע' המלאה עם מסנן קלמן מסתגל נבדוק את מרחק.RMSההחטאה במובן
כצפוי קיבלנו שגיאה גדולה יותר היות ולפחות שנייה אחת •נלקחת לטובת חישוב התדר.
BR
rad
sec
.התאמה יפה בין המאמרים – למתקבל בסימולציות :השוני נובע
אידיאליות המע'.◦הגבלות המע' – למשל מגבל התאוצה לא נילקח בחישוב התיאורטי.◦
.פענוח תדר גלגול נכון הינו קריטי לעבודת המע' - רגישותפענוח תדר גלגול החבית בחוג פתוח יצר בעיה קלה יותר
למתכנן ולמחשב.
אכן עובד!
יעד:
.דר' אילן רונסק מרפא"ל – מנחה.מר קובי כוחיי – מנהל המעבדה.לכל צוות המעבדה לבקרה.לכם – על ההקשבה
Top Related