Личный кабинет
Подробное описание документа
Жульков А. С.
Программно-аппаратный комплекс мультидатчикового измерительного блока / Жульков А. С., Щербинин В. В. - DOI 10.24412/2071-6168-2026-6-23-24 // Известия Тульского Государственного университета. Сер. Технические науки. - 2026. - № 6. -
Рассматривается задача разработки программно-аппаратного комплекса мультидатчикового инерциального измерительного блока для применения в составе малогабаритных бесплатформенных инерциальных навигационных систем авиационного назначения. Предложена мезонинная конструкция на основе 36 МEMS-датчиков TDK ICM-45686, скомпонованных на двух измерительных платах по 18 приборов с разворотом нижней платы на 180° вокруг вертикальной оси блока для взаимной компенсации вибрационных воздействий. В качестве вычислительного ядра используется микроконтроллер STM32H723, обеспечивающий параллельный опрос 36 датчиков по шести независимым шинам SPI с частотой до 3,2 кГц. Разработана двухуровневая программная архитектура: нижний уровень реализует синхронный DMA-опрос и нормализацию данных, верхний - гибридный алгоритм DBSCAN + k-means для обнаружения неисправных датчиков и формирования оптимальной взвешенной оценки измерений. Проведена комплексная инженерная оценка всех компонентов кривой вариаций Аллана гироскопа: углового случайного блуждания (ARW), нестабильности смещения нуля, скорости случайного блуждания, шума квантования и детерминированного дрейфа. Показано, что при использовании гибридного алгоритма DBSCAN + k-means с взвешенным осреднением суммарное блуждание угла виртуального гироскопа достигает 0,042 °/√час, нестабильность смещения нуля снижается до ~ 5,7 °/ч, а навигационная угловая погрешность уменьшается до 3,5раз по сравнению с единичным датчиком. Достигнутые характеристики сопоставимы с показателями волоконно-оптических гироскопов тактического класса. Энергопотребление комплекса не превышает 390 мВт при габаритах 52*55* 30 мм, что обеспечивает совместимость с унифицированным авиационным инерциальным блоком типа АИСТ-350. Ключевые слова мультидатчиковый измерительный модуль, memsimu, icm-45686, кластерный анализ, бесплатформенные инерциальные навигационные системы
681.2.088 Погрешности. Корректирование погрешностей
Статья опубликована в следующих изданиях
№ 6. - 2026.
