Введение
1 Интегрированный комплекс бортового оборудования современного воздушного судна: анализ структуры, эксплуатационной надежности и формирование отказоустойчивой структуры вычислительной системы 15
1.1 Основные эксплуатационно-технические характеристики бортового оборудования и обобщенные показатели эффективности технической эксплуатации воздушного судна 15
1.2 Анализ структуры, эксплуатационной надежности интегрированного комплекса бортового оборудования современного воздушного судна и перспективы его модернизации . 19
1.3 Принципы построения отказоустойчивых бортовых вычислительных систем и реконфигурируемая структура программного комплекса БВС ИКБО 33
1.3.1 Принципы построения отказоустойчивых бортовых вычислительных систем 33
1.3.2 Реконфигурируемая структура программного комплекса БВС ИКБО 41
1.4 Формирование отказоустойчивой структуры бортовой вычислительной системы ИКБО 45
1.4.1 Отказоустойчивая структура бортовой вычислительной системы ИКБО 45
1.4.2 Оценка производительности отказоустойчивой вычислительной системы ИКБО 48 Выводы по главе 1 55
2 Разработка алгоритмического обеспечения бесплатформенной инерциальной навигационной системы как резервного вычислительного ядра интегрированного комплекса бортового оборудования 58
2.1 Анализ существующих ИНС и перспективы их развития
2.2 Системы координат и принципы обработки информации в БИНС 61
2.3 Выбор кинематических параметров ориентации БИНС 68
2.3.1 Анализ классических параметров определения ориентации 68
2.3.2 Определение углового положения с помощью обобщенного вектора ориентации и его модификаций 70
2.3.2.1 Обобщенный вектор ориентации 70
2.3.2.2 Вектор ориентации Эйлера 79
2.3.2.3 Параметры ориентации Родрига-Гамильтона 81
2.4 Синтез семейства алгоритмов ориентации БИНС 84
2.4.1 Особенности выходных сигналов современных гироскопических датчиков 84
2.4.2 Синтез приближенных алгоритмов ориентации 86
2.4.3 Синтез циклических алгоритмов ориентации с использованием промежуточных параметров 89
2.4.3.1 Общая организация вычислительных циклов 89
2.4.3.2 Синтез циклических разгонных алгоритмов 92
2.4.3.3 Синтез циклических безразгонных алгоритмов 99
2.4.4 Синтез циклического безразгонного четырехшагового алгоритма повышенной точности 102
2.4.5 Разделение алгоритмов ориентации на классы по точности и экономичности 104
2.5 Синтез навигационного алгоритма БИНС определения прямоугольных координат 107
2.5.1 Особенности выходных сигналов современных акселерометров 108
2.5.2 Алгоритм определения местоположения ВС в прямоугольной системе координат 110
Выводы по главе 2 11
3 Имитационное моделирование разработанных алгоритмов ориентации бесплатформенной инерциальной навигационной системы 117
3.1 Общая структура системы имитационного моделирования алгоритмов ориентации БИНС 117
3.2 Математические модели элементов системы имитационного моделирования 119
3.3 Экспериментальное исследование эффективности разработанных алгоритмов ориентации БИНС 126
Выводы по главе 3 132
4 Реализация синтезированных алгоритмов бесплатформенной инерциальной навигационной системы в составе отказоустойчивого интегрированного комплекса бортового оборудования и оценка его эксплуатационной надежности 134
4.1 Выбор БЦВМ для реализации алгоритмов БИНС 134
4.2 Оптимизация выбора алгоритмов БИНС в составе ИКБО 142
4.2.1 Постановка задачи оптимизации 142
4.2.2 Решение многокритериальной задачи выбора алгоритмов БИНС 145
4.3 Рекомендации по реконфигурации алгоритмов БИНС в составе ИКБО 160
4.4 Оценка эксплуатационной надежности верхнего уровня иерархии отказоустойчивого ИКБО 165
Выводы по главе 4 179
Заключение 181
Список сокращений 183
Библиографический список
