Способ и система для проверки функционирования инерциального блока движущегося объекта

Способ и система для проверки функционирования инерциального блока движущегося объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к области навигационной аппаратуры и, в частности, к инерциальным блокам.

Более конкретно, изобретение относится к проверке функционирования инерциального блока движущегося объекта, при этом инерциальный блок установлен на имитаторе движения.

Уровень техники

Как это известно, инерциальный блок является навигационным аппаратом, которым оснащается движущийся объект (например, воздушное судно, ракета) и который содержит измерительные инструменты, такие как гироскопы (скоростные гироскопы или свободные гироскопы) или акселерометры. Инерциальный блок использует измерения этих инструментов для предоставления бортовому компьютеру движущегося объекта относительной инерциальной информации, например, об угловой скорости и угловом ускорении движущегося объекта.

На основе этой инерциальной информации бортовой компьютер определяет пространственное местоположение движущегося объекта и посылает инструкции или команды на средства управления (например, аэродинамические рули, клапаны и т.д.) для того, чтобы направлять движущийся объект по маршруту к месту назначения или по определенной траектории.

Если инерциальный блок имеет дефект, бортовой компьютер производит свои расчеты пространственного местоположения движущегося объекта исходя из неточной инерциальной информации. Следовательно, бортовой компьютер делает ошибки на каждом шаге вычислений и посылает на средства управления ошибочные команды. В результате реальная траектория движущегося объекта сильно отличается от траектории, рассчитанной бортовым компьютером. Соответственно, если инерциальный блок имеет серьезный дефект, команды, посылаемые бортовым компьютером, являются настолько ошибочными, что существует риск дестабилизации движущегося объекта.

Для контроля и оценки функционирования инерциальных блоков часто используют имитаторы угловых движений, применяемые в комбинированном моделировании. В этом комбинированном моделировании используются, с одной стороны, реальные подсистемы (например, инерциальный блок, имитатор угловых движений, бортовое вычислительное устройство движущегося объекта, некоторые элементы движущегося объекта и т.д.) и, с другой стороны, математические модели других подсистем (например, для тяги или других элементов окружения, такие как математические модели атмосферы, Земли и т.д.).

Используемые в этом комбинированном моделировании имитаторы угловых движений позволяют воспроизводить угловые движения движущегося объекта в понятиях углового хода, угловой скорости и ускорения, однако не позволяют воспроизводить поступательные перемещения. Вследствие этого данные, выдаваемые акселерометрами инерциального блока на бортовое вычислительное устройство, являются неполными, так как не содержат никакой информации о линейном перемещении движущегося объекта.

Для решения этой проблемы в настоящее время существуют две стратегии комбинированного моделирования, отличающиеся по принимаемым в расчет акселерометрическим данным.

Первая стратегия состоит в замене исходящей от акселерометров инерциального блока информации на акселерометрическую информацию, исходящую от математической модели. Согласно этой первой стратегии отклонения от нормы, потенциально присутствующие в акселерометрической информации от инерциального блока, не могут быть детектированы комбинированным моделированием, поскольку акселерометры инерциального блока не участвуют в процессе.

Вторая стратегия состоит в том, чтобы дополнять исходящую от акселерометров инерциального блока информацию информацией, отражающей поступательное движение, вычисленной с помощью математической модели. Однако информация от акселерометров инерциального блока измеряется в фиксированной точке, соответствующей координатам имитационной лаборатории и, следовательно, не полностью отражает ту информацию, которую давали бы акселерометры для величины одной и той же физической природы по мере перемещения движущегося объекта по своей траектории вокруг земного шара. Например, гравитационное поле в неподвижной точке, в которой находится лаборатория, является неизменным, тогда как данное поле, воспринимаемое акселерометрами бортового инерциального блока движущегося объекта, перемещающегося вокруг земного шара, изменяется в зависимости от высоты и широты. Следовательно, это различие искажает траекторию движущегося объекта, полученную с использованием инерциального блока в неподвижной точке нахождения лаборатории, и делает трудным интерпретирование результатов. По этой причине эта вторая стратегия позволяет обнаруживать только существенные дефекты в одном или нескольких акселерометрах инерциального блока.

Сходным образом информация от гироскопов инерциального блока не полностью отражает информацию, получаемую при реальном движении движущегося объекта вокруг земного шара. Разложение вращения Земли по гироскопическим осям отличается в зависимости от того, расположен ли инерциальный блок в точке с неизменными координатами (как при комбинированном моделировании в лаборатории) или же он находится на борту движущегося объекта, перемещающегося вокруг земного шара. Влияние этого неполного отражения данных усложняет анализ полученных результатов комбинированного моделирования. При этом можно получить траекторию движущегося объекта, которая отличается от ожидаемой, без уверенности в том, что эта разница не связана с неполной репрезентативностью гирометрической информации. Таким образом, невозможно утверждать с уверенностью и без более полного анализа, находятся или не находятся характеристики функционирования инерциального блока в приемлемых допусках по отношению к номинальным величинам, указанным конструктором инерциального блока.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в предложении способа проверки функционирования инерциального блока движущегося объекта, установленного на имитаторе угловых движений, причем имитатор движений находится в точке с фиксированными координатами земной системы координат, при этом проверку правильности функционирования выполняют путем сравнения расчетной траектории движущегося объекта в реальной навигационной обстановке, по меньшей мере, с одной эталонной траекторией. Согласно изобретению для получения расчетной траектории способ содержит фазу управления движущимся объектом, содержащую множество итераций, каждая из которых включает:

- этап получения данных с помощью имитационного инструмента, на котором моделируют инерциальный блок в реальной навигационной обстановке, подавая управляющие команды, вычисленные при предыдущей итерации, для получения:

точки расчетной траектории движущегося объекта,

имитационных инерциальных данных, представляющих инерциальные данные, которые инерциальный блок выдавал бы в такой реальной навигационной обстановке, и

кинематических команд, представляющих движение, подлежащее выполнению имитатором движений;

- этап, на котором посредством инерциального блока выдают измеренные инерциальные данные, представляющие движение после его выполнения имитатором движений;

- этап теоретического моделирования, на котором выполняют теоретическое моделирование измеренных инерциальных данных, выдаваемых инерциальным блоком, на основе кинематических данных, реально выполненных имитатором движений для данного движения, причем этот этап теоретического моделирования обеспечивает выдачу теоретических инерциальных данных;

- по меньшей мере, один этап компенсации, на котором выполняют компенсацию, по меньшей мере, одной погрешности, способной сделать ложным теоретическое моделирование этих измеренных инерциальных данных под действием указанных теоретических инерциальных данных, причем этот, по меньшей мере, один этап компенсации выполняют перед этапом теоретического моделирования; и

- этап вычисления, на котором вычисляют управляющие команды на основе имитационных инерциальных данных, теоретических инерциальных данных и измеренных инерциальных данных.

Соответственно, изобретение предусматривает создание системы проверки функционирования инерциального блока движущегося объекта, установленного на имитаторе угловых движений, причем имитатор движений находится в точке с фиксированными координатами земной системы координат, при этом для проверки правильности функционирования инерциального блока система содержит средства сравнения расчетной траектории движущегося объекта в реальной навигационной обстановке, по меньшей мере, с одной эталонной траекторией. Согласно изобретению для получения расчетной траектории система дополнительно содержит следующие средства, реализующие каждую итерацию фазы управления движущимся объектом, содержащей множество итераций:

- имитационный инструмент, моделирующий инерциальный блок в реальной навигационной обстановке, на который подаются управляющие команды, вычисленные при предыдущей итерации, при этом имитационный инструмент содержит средства для получения:

точки расчетной траектории движущегося объекта,

имитационных инерциальных данных, представляющих инерциальные данные, которые инерциальный блок выдавал бы в такой реальной навигационной обстановке, и

кинематических команд, представляющих движение, подлежащее выполнению имитатором движений,

- средства для получения выдаваемых инерциальным блоком измеренных инерциальных данных, представляющих движение после его выполнения имитатором движений;

- средства теоретического моделирования для теоретического моделирования измеренных инерциальных данных, выдаваемых инерциальным блоком, на основе кинематических данных, реально выполненных имитатором движений для данного движения, причем эти средства теоретического моделирования обеспечивают выдачу теоретических инерциальных данных;

- компенсационные средства для компенсации, по меньшей мере, одной погрешности, способной сделать ложным теоретическое моделирование этих измеренных инерциальных данных под действием указанных теоретических инерциальных данных, причем эти компенсационные средства используются перед средствами теоретического моделирования; и

- средства вычисления для вычисления управляющих команд на основе имитационных инерциальных данных, теоретических инерциальных данных и измеренных инерциальных данных.

Предпочтительным, но не ограничительным образом рассматриваемые в изобретении инерциальные данные содержат акселерометрическую информацию (например, ускорение) и гирометрическую информацию (например, скорости вращения). Эта информация выражается, например, в виднее трех компонент, соответствующих осям X, Y и Z системы координат инерциального блока.

За счет этого можно обнаруживать случайные дефекты, в частности, акселерометров инерциального блока, от которых исходят акселерометрические измеренные инерциальные данные.

Однако эти положения ни в коем случае не имеют ограничительного характера. Изобретение в равной мере применимо к инерциальным данным, содержащим акселерометрическую информацию (например, ускорение) и гирометрическую информацию, и к другим типам инерциальных данных, то есть к тем, которые соответствуют другим датчикам, отличным от гирометров и акселерометров. Кроме того, рассматриваемые инерциальные данные могут быть выражены в виде различного числа компонент (например, может представлять интерес только одна компонента).

Кроме того, способ и система проверки функционирования по изобретению позволяют вырабатывать траекторию для движущегося объекта, очень близкую к реальности и не обремененную проблемой, связанной с измерениями, выполненными в фиксированной точке лаборатории.

Согласно изобретению при вычислении управляющих команд и тем более при вычислении траектории движущегося объекта принимается в расчет инерциальная информация, исходящая от подлежащего проверке инерциального блока, а также дополнительная информация, вычисленная средствами теоретического моделирования и имитационным инструментом системы проверки функционирования. Таким образом, гирометрическая и акселерометрическая информация, используемая для вычисления управляющих команд и траектории движущегося объекта, отражает информацию, которую выдавал бы установленный на движущемся объекте инерциальный блок во время прохождения траектории вокруг земного шара.

Кроме того, благодаря компенсации погрешностей, которые способны сделать ложным теоретическое моделирование измеренных инерциальных данных под действием теоретических инерциальных данных, обеспечивается то, что в ходе проверки функционирования инерциального блока обнаруживаются только проблемы, связанные с инерциальным блоком, и устраняются проблемы, которые связаны с плохой репрезентацией измеренных инерциальных данных теоретическими инерциальными данными.

При таком способе упрощается анализ полученной траектории по отношению к эталонной траектории или траекториям: для анализа результатов нет необходимости привлекать эксперта. Возможна также быстрая и надежная проверка того, обладает ли подлежащий проверке инерциальный блок характеристиками, соответствующими потребностям. За счет этого получают преимущества в аспекте качества анализа и экономии затрат, связанных с проведением испытаний для оценки функционирования инерциального блока.

Предпочтительно каждую итерацию способа проверки функционирования выполняют в реальном времени с тактовой частотой, определяемой тактовой частотой движущегося объекта. Это означает, что имитационный инструмент, инерциальный блок, средства теоретического моделирования, компенсационные средства и средства вычисления системы проверки функционирования по изобретению функционируют в реальном времени с тактовой частотой, определяемой тактовой частотой движущегося объекта.

В частном примере осуществления изобретения управляющие команды вычисляют в зависимости от инерциальных данных I, определяемых как I=T2+R-T1, где Т2, R и Т1 обозначают соответственно имитационные инерциальные данные, измеренные инерциальные данные и теоретические инерциальные данные.

Таким образом, для переходных участков траектории с широким диапазоном изменения угловых величин может быть использован имитатор движений с недостаточными возможностями. Вследствие принципа I=T2+R-T1, поскольку величины R и Т1 зависят от движения, совершаемого имитатором движений, они остаются согласованными, даже если имитатор движений не выполняет команду правильно. Это позволяет вычислять точную траекторию движущегося объекта с меньшими затратами.

Согласно одному из аспектов изобретения этот, по меньшей мере, одни этап компенсации, по меньшей мере, одной погрешности содержит калибровку, по меньшей мере, одной из кинематических команд для компенсации угловых расхождений, имеющихся между осями имитатора движений и соответствующими осями земной системы координат.

Соответственно, согласно этому аспекту компенсационные средства содержат калибровочные средства для калибровки, по меньшей мере, одной из кинематических команд для того, чтобы компенсировать угловые расхождения, имеющиеся между осями имитатора движений и соответствующими осями земной системы координат.

При этом компенсируются погрешности позиционирования имитатора движений относительно земной системы координат (географический север, местная вертикаль). За счет этого устраняется создание отклонений в построении траектории вследствие приблизительного позиционирования имитатора движений относительно земной системы координат. Другими словами, устраняется плохая репрезентация измеренных инерциальных данных теоретическими инерциальными данными (то есть разница между измеренными инерциальными данными и теоретическими инерциальными данными, которой нельзя пренебречь).

Кроме того, путем приведения в соответствие также осей инерциального блока с осями имитатора движений обеспечивается возможность позиционирования инерциального блока в пространстве с помощью параметров положения (кинематических команд), выраженных непосредственно в земных координатах. За счет этого получают позиционирование в соответствии с желаемым, а кинематические данные, реально выполняемые имитатором движений, могут прямо использоваться теоретической моделью для вычисления изображения измеренных инерциальных данных, выдаваемых инерциальным блоком. При этом устраняется ввод погрешностей углового позиционирования в вычисления земного влияния, включенные в теоретическую модель.

И наконец, устранение погрешностей позиционирования имитатора движений по отношению к земной системе координат (углового расхождения между системами координат) позволяет обеспечить повторяемость и точность проводимой проверки (а именно в отношении позиционирования инерциального блока) и за счет этого гарантировать надежность результатов.

Согласно другому аспекту изобретения этот, по меньшей мере, одни этап компенсации, по меньшей мере, одной погрешности содержит ввод опережения по фазе, по меньшей мере, одного из кинематических данных, реально выполняемых имитатором движений, перед их вводом в этап теоретического моделирования для синхронизации теоретических инерциальных данных с измеренными инерциальными данными.

Соответственно, согласно этому другому аспекту компенсационные средства содержат средства ввода опережения по фазе, по меньшей мере, одного из кинематических данных, реально выполняемых имитатором движений, перед их выдачей средствам теоретического моделирования для синхронизации теоретических инерциальных данных с измеренными инерциальными данными.

При этом компенсируются смещения по времени, связанные со скоростями срабатывания различных элементов системы проверки функционирования по изобретению. Это позволяет обеспечивать синхронизацию по времени между теоретическими инерциальными данными и измеренными инерциальными данными. Этот этап тем более важен, что итерации процесса проверки функционирования по изобретению выполняются в реальном времени.

Кроме того, при каждой итерации процесса проверки обеспечивается однородность по времени измеренных инерциальных данных и теоретических инерциальных данных, которые используются для вычисления управляющих команд. За счет этого устраняется создание расхождений в вычислениях при каждой итерации, в то время как накопление этих расхождений при вычислении всей траектории движущегося объекта могли бы приводить к значительным последствиям в построении траектории движущегося объекта, вырабатываемой способом и системой проверки функционирования, что было бы особенно губительно для интерпретации этой траектории.

В том случае когда инерциальный блок признается неадекватным в результате проверки правильности функционирования, способ проверки может дополнительно содержать этап диагностики, выполняемый путем сравнения совокупностей, образованных на основе измеренных инерциальных данных, полученных при каждой итерации для данной траектории движущегося объекта, с совокупностями, образованными на основе теоретических инерциальных данных, полученных при каждой итерации для данной траектории движущегося объекта.

Соответственно, система проверки функционирования может содержать средства диагностики, которые, когда инерциальный блок признается неадекватным системой проверки функционирования, выполнены с возможностью сравнения совокупностей, образованных на основе измеренных инерциальных данных, полученных при каждой итерации для данной траектории движущегося объекта, с совокупностями, образованными на основе теоретических инерциальных данных, полученных при каждой итерации для данной траектории движущегося объекта.

Таким образом, путем образования и сравнения совокупностей для каждой компоненты инерциальных данных (то есть на каждой оси инерциального блока для гирометрических и акселерометрических данных) можно диагностировать, какой или какие каналы проверяемого инерциального блока являются дефектными.

В частном примере осуществления изобретения способ проверки функционирования дополнительно содержит в ходе каждой итерации этап ввода опережения по фазе кинематических команд перед их выдачей имитатору движений для компенсации задержки выполнения, свойственной имитатору движений.

Соответственно, в этом частном примере осуществления изобретения система проверки функционирования дополнительно содержит средства для ввода опережения по фазе кинематических команд перед их выдачей имитатору движений для компенсации задержки выполнения, свойственной имитатору движений.

За счет этого можно компенсировать запаздывание выполнения имитатором движений, что обеспечивает синфазность измеренных инерциальных данных, выдаваемых инерциальным блоком, и имитационных инерциальных данных, выдаваемых имитатором движений. Это позволяет обеспечивать репрезентативность не только реализации инерциального блока, но также каких-либо других датчиков (например, устройства самонаведения), имеющихся на имитаторе движений.

Предпочтительно кинематические команды имеют параметры, синхронные с параметрами реально выполняемых кинематических данных, а амплитуды этих реально выполняемых кинематических данных и кинематических команд согласованы.

Таким образом, кинематические команды согласованы с движениями, реально выполняемыми имитатором движений, что позволяет получать имитацию инерциального блока в одной фазе с кинематикой движущегося объекта, выдаваемой имитационным инструментом. Это очень важно, особенно для каких-либо датчиков, которые установлены вместе с инерциальным блоком на имитаторе движений и для которых несинхронные параметры вызывали бы запаздывания в сервосистеме. Это порождало бы трудности интерпретации результатов проверки, связанных с этими другими датчиками.

В частном примере осуществления изобретения способ проверки функционирования дополнительно содержит при каждой итерации этап маскирования после этапа получения и перед этапом ввода опережения по фазе в кинематические команды, так что этот этап маскирования получает кинематические команды и выдает маскированные кинематические команды на этап ввода опережения по фазе в кинематические команды для маскирования, по меньшей мере, части фаз движения.

Соответственно, система проверки функционирования может содержать после выхода имитационного инструмента и перед входом средств ввода опережения по фазе в кинематические команды маскировочные средства, которые получают кинематические команды и выполнены с возможностью выдачи маскированных кинематических команд средствам ввода опережения по фазе в кинематические команды для маскирования, по меньшей мере, части фаз движения.

За счет этого можно следовать траектории, при которой угловой ход движущегося объекта больше того, который предусмотрен имитатором движений.

Согласно особенности изобретения, по меньшей мере, часть маскированных кинематических команд зависит от внутренней закономерности этапа маскирования, которая не зависит от кинематических команд.

Это позволяет следовать траектории, в которой движущийся объект может совершать несколько петлевых или круговых движений при использовании имитатора движений с ограниченным диапазоном углового хода.

В частном примере осуществления изобретения способ проверки функционирования может дополнительно содержать фазу инициализации, содержащую множество итераций, причем каждая итерация фазы инициализации содержит:

- этап получения с помощью имитационного инструмента:

точки расчетной траектории движущегося объекта,

имитационных инерциальных данных, представляющих инерциальные данные, которые инерциальный блок выдавал бы в такой реальной навигационной обстановке, и

кинематических команд, представляющих движение, подлежащее выполнению имитатором движений,

- а также этап выдачи измеренных инерциальных данных, этап теоретического моделирования, этап компенсации, этап вычисления фазы управления процесса проверки функционирования.

Эта фаза инициализации соответствует фазе, в которой движущийся объект не управляется, поскольку не соблюдены определенные условия для управления движущимся объектом, такие как, например, достаточная скорость.

Краткий перечень чертежей

Другие особенности и преимущества изобретения будут ясны из последующего описания не имеющих ограничительного характера примеров осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах:

фиг.1 изображает систему проверки функционирования инерциального блока движущегося объекта согласно первому примеру осуществления,

фиг.2 схематично изображает пример выполнения «трехосного» стола имитатора движения,

фиг.3А изображает в виде блок-схемы основные этапы, выполняемые при каждой итерации фазы управления процесса проверки функционирования по изобретению для выработки траектории движущегося объекта при выполнении этих этапов системой проверки функционирования по фиг.1 в частном примере осуществления,

фиг.3В изображает в виде блок-схемы основные этапы, выполняемые в ходе различных итераций во время фазы инициализации, которая может предшествовать фазе управления, в частном примере осуществления,

фиг.4 изображает в виде блок-схемы основные этапы, выполняемые в процессе проверки правильности функционирования по изобретению для признания инерциального блока адекватным или неадекватным на основании траектории движущегося объекта, полученной системой проверки функционирования по фиг.1, в частном примере осуществления,

фиг.5 схематично изображает систему проверки функционирования инерциального блока движущегося объекта во втором примере осуществления изобретения,

фиг.6 схематично изображает систему проверки функционирования инерциального блока движущегося объекта в третьем примере осуществления изобретения,

фиг.7 схематично изображает пример траектории движущегося объекта.

Осуществление изобретения

В описанных здесь различных примерах осуществления рассматриваемые инерциальные данные (а именно измеренные инерциальные данные R, имитационные инерциальные данные Т2, теоретические инерциальные данные Т1 и инерциальные данные I) содержат акселерометрическую и гирометрическую информацию, выраженную соответственно в виде трех компонент вдоль осей X, Y и Z инерциального блока.

Однако эти предпосылки не являются ограничительными. Само собой разумеется, что изобретение может использоваться применительно к инерциальным данным, которые содержат только акселерометрическую или только гирометрическую информацию или содержат другие типы инерциальных данных, соответствующие другим типам датчиков, помимо гирометров и акселерометров.

В варианте осуществления инерциальные данные могут выражаться в виде различного числа компонент (например, может представлять интерес одна единственная компонента).

Как уже было описано, изобретение предусматривает создание способа и системы проверки функционирования инерциального блока движущегося объекта, установленного на имитаторе локализованных угловых движений, который находится в точке, имеющей фиксированные координаты в земной системе координат. Эту проверку функционирования осуществляют путем сравнения расчетной траектории движущегося объекта в реальной навигационной обстановке, по меньшей мере, с одной предварительно заданной эталонной траекторией.

Траекторию движущегося объекта рассчитывают с помощью структуры комбинированного моделирования с использованием, с одной стороны, реальных подсистем (например, бортового вычислительного устройства движущегося объекта, инерциального блока движущегося объекта, имитатора угловых движений) и, с другой стороны, числовых моделей движущегося объекта (например, тяги, потребления топлива, инерциального блока) и его окружения (например, атмосферы, земного воздействия).

В описанных здесь примерах осуществления эта траектория образована различными точками, причем каждая точка определяется тремя параметрами (долготой, широтой, высотой) в земной системе координат.

Комбинированное моделирование, применяемое в изобретении системой проверки для вычисления этой траектории, содержит, по меньшей мере, одну фазу, называемую фазой управления, во время которой движущийся объект управляется с помощью управляющих команд, генерируемых бортовым компьютером. Предварительная фаза, предшествующая этой фазе управления, называемая фазой инициализации, во время которой движущийся объект может перемещаться без управления (например, поскольку после запуска движущегося объекта его скорость недостаточна), может также рассматриваться как начало моделирования, как будет описано дальше.

Фаза управления процесса проверки функционирования по изобретению содержит множество повторений операций или итераций, выполняемых с помощью упомянутой структуры комбинированного моделирования, проводимого в реальном времени и по замкнутому циклу. Каждая из этих итераций позволяет получать точку расчетной траектории движущегося объекта.

Первый пример осуществления изобретения

На фиг.1 в первом примере осуществления схематично показана система 1 проверки функционирования по изобретению с применением этой структуры комбинированного моделирования.

Система 1 проверки функционирования содержит имитатор 2 угловых движений, содержащий «трехосный» стол 21, управляемый с помощью блока 22 числового управления и выполненный с возможностью установки на нем подлежащего проверке реального инерциального блока 3 движущегося объекта. Пример «трехосного» стола для установки инерциального блока 3 показан на фиг.2. Такой стол известен специалисту в данной области и здесь подробно не описывается.

В варианте выполнения имитатор угловых движений может содержать столы других типов, например «пятиосный» стол.

Имитатор 2 угловых движений может выполнять угловые перемещения вокруг оси А1 крена, оси А2 тангажа и оси A3 рыскания. Соответственно, он может передавать на инерциальный блок 3 угловые перемещения вокруг осей А1, А2 и A3.

Точнее, эти угловые движения передаются столом 21 на инерциальный блок 3 в зависимости от числовых кинематических команд А', получаемых от блока 22 управления. Эти кинематические команды А' содержат:

- угловое положение,

- угловую скорость и

- угловое ускорение,

причем каждый из параметров выражается в виде трех компонент, соответствующих различным осям имитатора 2 перемещений (крена, тангажа и рысканья).

В описываемом здесь примере блок 22 числового управления снабжен экраном (на чертеже не показан), на котором можно видеть числовые команды, передаваемые на инерциальный блок 3 «трехосным» столом 21 имитатора 2 движений.

Инерциальный блок 3 содержит измерительные инструменты, такие как гироскопы (скоростные гироскопы или свободные гироскопы) и акселерометры (на чертеже не показаны), позволяющие ему выдавать измеренные инерциальные данные R (измеренную гирометрическую и акселерометрическую информацию) в ответ на движение, выполняемое имитатором 2 движений и соответствующее кинематической команде А'.

Следует отметить, что инерциальный блок 3 может быть установлен на имитаторе 2 движений сам по себе или встроен в движущийся объект (на фиг.1 не показано) или, по меньшей мере, в часть движущегося объекта.

Кроме того, имитатор 2 угловых движений связан, по меньшей мере, с информационным устройством или компьютером 4, используемым для выполнения элементов числового моделирования структуры комбинированного моделирования, а именно в данном случае - теоретической модели М1 и имитационного инструмента (или имитатора) М2.

Теоретическая модель М1 предназначена для выдачи теоретического отображения Т1 (в контексте изобретения - теоретических инерциальных данных) инерциальных данных, измеренных инерциальным блоком 3, установленным на имитаторе 2 движений (то есть в точке фиксированных координат в лаборатории, в которой находится имитатор 2 движений). Другими словами, теоретические инерциальные данные, выдаваемые теоретической моделью М1, представляют инерциальные данные, которые были бы измерены инерциальным блоком 3 в точке фиксированных координат, если бы он был совершенен.

Для расчета теоретического изображения Т1 теоретическая модель М1 опирается на математические модели физических явлений, воздействующих на инерциальный блок 3 (теоретические выражения, моделирующие земные явления, такие как вращение Земли или локальная сила тяготения), а также на воздействия, связанные с угловым движением, совершаемым имитатором 2 движений. Конкретно, она использует кинематические данные D', выражающие угловое положение, угловые скорости и ускорения, передаваемые на инерциальный блок 3 имитатором 2 движений.

Имитационный инструмент М2 моделирует инерциальный блок 3 в реальной навигационной обстановке, то есть в навигационной обстановке навигационного перемещения вокруг земного шара, с учетом влияния локальных земных явлений на инерциальный блок (например, локальной силы тяготения, скорости земного вращения). Такой имитационный инструмент известным образом опирается на математические модели элементов, образующих движущийся объект (а именно, такие как модель механики полета и модель инерциального блока, представляющие номинальные характеристики (средние величины по допускам) по техническим условиям инерциального блока 3), и его окружение.

В данном примере во время фазы управления имитационный инструмент М2 вычисляет на основе команд Р управления:

- точку Х траектории движущегося объекта в реальной навигационной обстановке,

- имитационные инерциальные данные Т2, представляющие инерциальные данные, которые инерциальный блок 3 выдавал бы в такой обстановке для этой точки траектории, и

- кинематические команды А, подаваемые на имитатор 2 движений и представляющие движение, которое следует передать на инерциальный блок 3 в соответствии с этой точкой траектории.

Теоретическая модель М1 и имитационный инструмент М2 представляются в виде программных средств, например, записанных в ПЗУ или в энергонезависимой памяти компьютера 4.

Кроме того, система 1 проверки функционирования содержит бортовое вычислительное устройство 5 движущегося объекта, связанное, с одной стороны, с инерциальным блоком 3 и, с другой стороны, с компьютером 4. Задачей бортового вычислительного устройства 5 является управление и направление движущегося объекта на основе инерциальных данных I. Оно снабжено «управляющим» модулем 51, предназначенным для выработки команд на поворот (или управляющих команд) для функций управления движущимся объектом, совместимых с его характеристиками (например, команд на поворот аэродинамических органов управления, команд на открытие клапанов и т.д.). «Управляющий» модуль 51 является автоматическим устройством, которое благодаря инерциальным данным I проверяет в реальном времени выполнение предварительно заданного порядка и при необходимости адаптирует уровень порядка подлежащих поступлению команд в зависимости от заданной траектории.

В целом бортовое вычислительное устройство 5 генерирует управляющие команды на основе инерциальных данных, выдаваемых гирометрами и акселерометрами инерциального блока движущегося объекта. В системе 1 проверки функционирования по изобретению инерциальные данные I, используемые бортовым вычислительным устройством 5 для определения управляющих команд Р, зависят от измеренных инерциальных данных R, имитационных инерциальных данных Т2 и теоретических инерциальных данных Т1, как будет более подробно пояснено дальше.

Следует отметить, что различные связи между компьютером 4, имитатором 2 движений, бортовым вычислительным устройством 5 и инерциальным блоком 3 могут быть реализованы с помощ