Отчет по лабораторной работе №3 на тему Шумы измерений (Отчет по лабораторной работе №3 "Шумы измерений")

IIDМОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Э.БАУМАНА112Факультет РЛКафедра РЛ1 «Радиоэлектронные системы»Отчет по лабораторной работепо курсу«Основы теории и техникирадиосистем и комплексов управления»Лабораторная работа №3«Шумы измерений»Выполнил:студент группы РЛ1-102Исаев Илим Дурусбековичвариант №4МОСКВА, 2019IID11Цель работы – исследование влияния шумов измерений и фильтрацииизмерений бортового пеленга на процесс наведения.2Теоретическая справкаДля исследования влияния шумов измерений на процесс наведения примоделировании закон управления содержит случайные величины, задаваемыеследующим образом: при методе прямого наведения:1и  1   ,j1  K  (1и  1т ) ,1т  0 ,  N  m ,   ,где1и – измеренное значение бортового пеленга; – шум измерения бортового пеленга – случайная величина, имеющаянормальный закон распределения, с нулевым математическим ожиданиемm  0 и задаваемым среднеквадратическим отклонением (СКО)   . при методе наведения в УТВ:j1  K  (1и  1т и ) ,где Dии  V1и sin 1и ,V1и1т и  arcsin 1и  1   ,  N  m ,   ,Dи  D   D , D  N  mD , D  ,и      ,  N  m ,   ,V1и  V1  V ,V  N  mV , V  , ,  D ,  , V – случайные величины, имеющие нормальный законраспределения, с нулевым математическим ожиданием и задаваемым СКО. при методах пропорционального наведения и параллельного сближения:j1  N 0Vсб ии ,Vсб и  Vсб  V ,V  N  mV , V  ,и      ,  N  m ,   ,V ,  , – случайные величины, имеющие нормальный законраспределения, с нулевым математическим ожиданием и задаваемым СКО.Подфильтрацией(оцениванием)понимаютнепрерывноевоспроизведение некоторой переменной величины, являющейся параметромнаблюдаемого случайного процесса.где2IID11Фильтр Калмана, из-за простоты и эффективности – самый популярныйалгоритм фильтрации, используемый во многих областях науки и техники.Применяется в GPS-навигаторах, во многих других датчиках, и, в том числе, всистемах управления.При использовании фильтрации закон управления для прямого методаимеет вид:j1  K  (ˆ1  1т ) , 1т  0 ,2̂1 – оценка значения бортового пеленга, полученная с помощьюфильтрации измеренного значения 1и .гдеЭксперимент №1.

Объект управления (ОУ) наводится по прямому методунаведения, цель движется прямолинейно, включены шумы измерений.Рисунок 1.1 – График траектории движения ОУ и целиСКО измерения угла = 10°.311IID2Рисунок 1.2 – График зависимости поперечного ускорения ОУ от времениРисунок 1.3 – Графики зависимости реального и измеренных значенийботового пеленга от времениВ данном эксперименте при заданном увеличенном значении СКОнаблюдается искривление траектории движения ОУ, прослеживаетсясущественное отклонение бортового пеленга от реальных значений.4IID11Эксперимент №2. ОУ наводится по методу наведения в УТВ, цель движется спостоянным поперечным ускорением, включены шумы измерений.СКО измерения угла = 10°СКО измерения дальности = 30 мСКО измерения угловой скорости = 0,06°СКО измерения скорости = 15 м/с2Рисунок 2.1 – График траектории движения ОУ и целиРисунок 2.2 – График зависимости поперечного ускорения ОУ от времени511IID2Рисунок 2.3 – Графики зависимостей реального и измеренного значенийбортового пеленга, дальности, угловой и линейной скоростей от времениПри данном методе наведения на шумы влияют СКО от большегоколичества параметров.

Наблюдается искривление траектории движения ОУ,прослеживается существенное отклонение бортового пеленга и линейнойскорости от реальных значений.6IID11Эксперимент №3. ОУ наводится по методу параллельного сближения, цельдвижется по закону синуса, включены шумы измерений.2Рисунок 3.1 – График траектории движения ОУ и целиРисунок 3.2 – График зависимости поперечного ускорения ОУ от времени711IID2Рисунок 3.3 – Графики зависимости реальных и измеренных значений угловойи относительной скоростейВ данном эксперименте при увеличенных значениях СКО присутствуетслишком большая перегрузка, хотя и удается поразить цель.Эксперимент №4.

ОУ наводится по прямому методу наведения, цель движетсяпо закону синуса, включены шумы измерений и фильтрация измеренийбортового пеленга.Рисунок 4.1 – График траектории движения ОУ и цели811IID2Рисунок 4.2 – График зависимости поперечного ускорения ОУ от времени(без фильтрации)Рисунок 4.3 – График зависимости поперечного ускорения ОУ от времени(с фильтрацией)911IID2Рисунок 4.4 – Графики зависимостей реального и измеренного значенийбортового пеленга, а также его оценки от времениПри включенной фильтрации график поперечного ускорения значительносглаживается.Значения измерений находятся в большом разбросе относительнореальных значений.

Фильтр также не выдает реальные значения, но даетзначения с определенной точностью.Выводы: в ходе проделанной работы были исследовано влияние шумов вразличных ситуациях наведения. В результате воздействия шумов бортовойпеленг существенно отличается от истинного значения, увеличиваютсяперегрузки. Такую ситуацию удается улучшить при использовании фильтрации.В зависимости от выбранного метода наведения на шумы влияют СКО разныхпараметров.10.