Nelson Luiz de Paula Menezes Monnerat
Título
Desenvolvimento e Implementação de um Filtro para Redução de Ruído em Giroscópicos DTG
Orientador(es)
Nelson Francisco Favilla Ebecken e Alexandre Gonçalves Evsukoff
Resumo
Um veículo terrestre, uma aeronave ou um navio, para que possam ir de um lugar a outro de forma controlada e segura, necessitam saber sua posição ao longo da trajetória, os seus parâmetros cinemáticos (velocidades e acelerações lineares e angulares) e os seus parâmetros de atitude (ângulos de orientação tais como os ângulos de Eüler). Os sistemas de navegação inerciais são os únicos meios de navegação que não necessitam de informações externas à plataforma para obtenção da sua posição e dos seus parâmetros cinemáticos e de atitude. Um sistema de navegação inercial possui sensores inerciais que medem as velocidades angulares e acelerações lineares, através de giroscópios e acelerômetros, e por meio de algoritmos calculam a posição e a atitude da plataforma. Visando a reduzir a deriva aleatória, sem com isso limitar a faixa de aplicação destes sensores, o presente trabalho apresenta um filtro para redução do ruído associado a giroscópios mecânicos sintonizados dinamicamente (DTG) com o objetivo de melhorar a sua performance. Os resultados obtidos permitiram o emprego de sensores, ainda em desenvolvimento, cuja performance não atenderia a requisitos para um teste de campo de navegação e atitude.
Abstract
A land vehicle, an aircraft or a ship, in order to go from one place to an other in a controlled manner, needs to know his position along the trajectory, his kinematic parameters (linear speed, linear acceleration and angular velocity) and his attitude parameters (direction angles such as Eüler angles). The inertial navigation systems are the only navigation systemthat do not need platformexternal informations to get its kinematic and attitude parameters and its position. Such navigation system has inertial sensors to measure the angular velocities and the linear accelerations, these inertial sensors are gyroscopes and accelerometers. Applying navigation and attitude algorithms these systems calculate the position and attitude of the platform they are associated to. Aiming to reduce the random drift, and with that not limiting the possible applications of these sensors, the present work presents a filter for noise reduction associated with dynamic tuned gyros (DTG). The results allowed the use of sensors still in development, with performance that do not fulfill the navigation requirements, to be used in field navigation and attitude tests.
