Надо изыскать дополнительные связи между измеряемыми величинами. Как я и говорил уже, это, например, могут быть ограничения на движение - Ваш аэростат движется по поверхности сферы с радиусом, равным длине верёвки.
Далее, учтите тот факт, что
Ну, и, наконец, пользуйтесь поиском по форуму. Подобные проблемы уже обсуждались. Вот здесь например. И ссылки полезные там есть.

Сообщение отредактировал Stanislav - Jan 17 2008, 21:39

Надеюсь - замечания еще бубут актуальны. В такой задаче Вам лучше всего разделить полную задачу стабилизации камеры на две разные задачи, связанные между собой только тем, что их приходится решать в Вашей системе. А именно - чистую задачу стабилизации камеры, т.е. парирование движения носителя камеры и задачу внешнего управления камерой. Во вторую задачу, как правило, включаются необходимые коррекции отклонений положения камеры от заданного, вызванные ошибками инерциальных датчиков. Все это делается либо оператором либо автоматикой внешнего контура управления, не связаного непосредственно с контуром стабилизации. И сосредоточить свои усилия на каком-либо одном сегменте. В дипломной комисии такое разделение поймут - т.к. задача в реальности одним человекм не решается.

В первой задаче - стабилизации, нужно определить, с какой целью собираетесь делать стабилизацию. Если Вам нужно обеспечить стабилизацию только ориентации камеры (или положения оптической оси в пространстве) то система может быть построена только на гироскопах. Если нужно стабилизировать направление оптической оси камеры на некоторую неподвижную точку пространства, независимо от движения основания, то нужно делать полноценную ИНС. Но это редко встречающаяся и очень специальная задача, скорее всего такой задачи перед Вами не ставили. Поэтому остановимся на стабилизации ориентации.

В поставленных условиях возможны два основных варианта размещения инерциальных датчиков в системе. Первый вариант - блок датчиков размещается непосредственно на камере. При наличии датчиков моментов (двигателей) в осях подвеса получаете аналог индикаторной гироплатформы. Как работают такие устройства - написано море литературы. Второй вариант - блок датчиков размещается на носителе, на котором установлена камера. Тут уже все сложнее - гироскопы блока измеряют угловую скорость основания, датчики углов на осях подвеса - угловую скорость камеры вокруг осей, положение которых непрерывно меняется относительно подвижного основания. Показания угловых датчиков нужно пересчитать в угловую скорость (численное дифференцирование усиливает измерительный шум ), потом это нужно привести к общим осям - короче, упрощение механической части стабилизатора выполняется за счет усложнения вычислительной процедуры. После того, как определитесь с измерительной схемой, начните рассматривать схему управления приводами карданова подвеса. Кроме обычных проблем управления несколькими двигателями эта схема должна учитывать неприятную особенность подвеса - наличие в нем резонансов. Камера - вешь массиваня, подвещенная в трех тонких кольцах, на которых еще висят двигатели - все это смещает резонансы системы как раз в область рабочих частот системы регулирования. С этими резонансами нужно боротся.

Вторая задача, на которую можно написать самостоятельный диплом - решается уже другими методами. Здесь создается два канала управленя - от оператора, в виде задаюзего воздействия и от автоматики внешнего контура, для парирования низкочастотных уходов камеры из-за ошибок инерциальных датчиков. Это парирование может быть организовано за счет измерения сдвигов изображения в последовательных в те моменты времени, когда управление от оператора отсутствует. Суда по тому, что у Вас уже готом макет стабилизатора - первая задача Вам ближе. Поэтому о коррекции ошибок ориентации оси можно упомянуть, но специально заморачиваться с ними - не стоит.

Здравствуйте! Нужна помощь. В datasheet гироскопов и акселерометров указывается уровень помех [для гироскопов град/с/√Гц, для акселерометров g/√Гц]. Подскажите пожалуйста, как знаю эту характеристику вычислить дисперсию шума.

Уровень помех в указанных единицах - это корень из значения двусторонней СПМ белого шума. Для получения дисперсии шума на выходе датчика нужно знать частотную характеристику аналогового фильтра на выходе датчика. Дисперсия шума на выходе аналогового фильтра считается в виде N^2*S, где S - площадь под графиком квадрата частотной характеристкики фильтра. Если Фильтр имеет единичное усиление на нулевой частоте и частоту среза f0, то дисперсия на выходе можно оценить в виде 2*(N^2)*f0, где N - велична из датащита, выраженная в град/с/√Гц или g/√Гц.

Большое спасибо за подробный ответ

Здравствуйте. Помогите разобраться, почему спетральная плотность мощности белого шума измеряется в таких единицах [ед.^2/Гц]. Меня интересует объяснение деления на Гц.
И второй вопрос, фильтр с какой частотой среза необходимо ставить на датчик (гироскоп, акселерометр), предназначенный для применения на миниБЛА?

Потому, что это плотность. Т.е., условно говоря, мощность в полосе 1 Гц (или, если строго говоря, то предел отношения мощность в полосе dF к ширине этой dF: p(f) = lim(P(f,dF)/dF), dF->0).

Зная спектральную плотность мощности, Вы легко можете посчитать мощность шума (как впрочем и полезного сигнала) в нужной полосе: P(от f1 до f2) = integral{от f1 до f2}(p(f)*df). Если шум (или сигнал) имеет равномерное распределение по частоте (т.е. p не зависит от частоты), то все совсем просто: P(от f1 до f2) = p * (f2-f1).

Здравствуйте.
Помогите найти решения таких задач:
1. На апериодическое звено поступает случайный сигнал с заданной интенсивностью (спектральной плотностью мощности). Вопрос: какая дисперсия выходного сигнала. Необходимо результирующее выражение.

2. Смещения нулей гироскопов возможно представить моделью типа винеровский процесс первого порядка типа om'=a*om+(шумовая составляющая типа белый шум). Вопрос: какое выражение для коэффициента а для конкретного датчика?

сорри за поднятие древней темы, но хотелось бы узнать, может кто в курсе как, имея 3-х осевой акселерометр вычислить угол крена и тангажа (имеется в виду 3d)?

для одномерного случая понятно - atan и вперёд.

спасибо

the roll angle φ as: tan(φ) = (Gpy / Gpz)
the pitch angle θ as: tan (θ) = ( -Gpx / (Gpy sin(φ) + Gpz cos(φ)))

Gpx, Gpy, Gpz - components of gravity measured by the accelerometer

Freescale Semiconductor
Application Note
Document Number: AN4248
Rev. 1, 05/2011

the roll angle φ as: tan(φ) = (Gpy / Gpz)
а если крен 0 и не меняется, а меняется тангаж, то вычисленный угол крена будет меняться.

как ориентированы в данном случае оси х,у,z ?

Если крен 0 ,то Gy = 0 и, крен менятся не будет.

Направление осей стандартно для интернациональных применений.
X вперед, Y вправо по направлению X, Z вниз

Сообщение отредактировал MrAlex - Jul 25 2011, 14:48