Upload
sylvie-mary
View
102
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Mesures inertielles
Concept et réalité
Des matériels sensibles
Les instruments de ce type entrent dans la réalisation de systèmes de navigation simples
Les systèmes ‘ missiles ‘ utilisent des gyromètres ‘ FOG ‘ ou des gyromètres à ‘ laser ‘
Cela étant, la qualité des centrales peu coûteuse n’est pas très éloignée de celle des centrales ‘ militaires ‘
Définitions
Les centrales de verticales, centrales à inertie et centrales d’attitude sont des instruments permettant des mesures de vitesses angulaires, d’accélération et d’angles sur un vecteur mobile
Mesure accélérométrique
Un accéléromètre triaxial permet des mesures d’accélération linéaires en x, y et z.Les éléments sensibles sont des MEM’sAu repos, les axes x et y, lorsque l’accéléromètre est de niveau, subissent l’effet de la gravité terrestreZ en revanche mesure 0 ou – 1g
Mesures de vitesses angulaires
Les capteurs MEM’s ne possèdent pas de pièces mobiles et mesurent la vitesse angulaire autour de chaque axe : x, y et z
Principe de mesure de vitesse angulaire
Avec gyromètre annulaire
Mesure angulaire
Un gyromètre associé à un accéléromètre permet de mesurer une vitesse angulaire en compensant les dérives liées à la gravité.
Ceci n’est vrai que pour les axes x et y puisqu’il n’est pas possible de référencer l’axe z avec un accéléromètre
Gyros de verticale
Cet instrument possède 3 accéléromètres et 3 gyromètres
Il permet de restituer les vitesses angulaires autour des 3 axes et de donner des mesures accéléromètriques suivant ces 3 axes
Les angles fournis sont les angles x et y
Centrales d’attitude
Pour obtenir les angles x, y et z, il convient de référencer l’axe z et donc d’utiliser une mesure de cap.Un magnétomètre 3 axes est alors utilisé et offre un référentiel par rapport aux lignes de flux terrestre.Les mesures angulaires sont alors possibles pour z.
Compensations des dérives
Par définition, les gyromètres dérivent. Pour compenser ces dérives, une forme de filtrage de Kalman est utilisée avec mémorisation des valeurs mesurées et tri sélectif permettant d’éliminer les valeurs erronées
Ceci permet un réglage automatique du zéro et de ‘ l’erection rate ‘
Mais les imprécisions demeurent
Le profil du déplacement mesuré par gyromètres et accéléromètres permet d’affiner la nature des réglages et corrections
Mais l’utilisation d’une mesure de vitesse réalisée avec un GPS est quasi incontournable pour obtenir une mesure précise
Références
La référence peut être la gravité terrestre
Ou la portance ( orientation de la structure )
Pour un véhicule terrestre
Le choix de la référence permet de réaliser des mesures différentes
Les mesures de comportement du véhicule, mesures de glissement etc …
Pour un vecteur ‘ marine ‘
Le calage initial, lorsque le bateau est sur l’eau ne peut-être réalisé avec des accéléromètres. Les mouvement permanent de la surface liquide interdisent une mesure de référence
Il faut utiliser un magnétomètre pour offrir un moyen de calage du zéro à l’instrument
Pour un vecteur aérien
Suivant la tâche assignée à l’instrument, le référentiel vrai sera choisi ( gravité terrestre )
Ou la portance de l’avion
Pour un comportement dynamique, la centrale d’attitude avec ses 3 magnétomètres est la mieux adaptée
Trajectographie
Mesurer la position du véhicule suppose de connaître sa vitesse et son déplacement.Tenter de réaliser le calcul à partir d’un accéléromètre ne semble par raisonnable.Aussi petite soit l’erreur, elle se chiffre en fraction de mètres seconde carréAprès 60 secondes … Voire plus … l’erreur est multiplié par le carré du tempsUne intégration ou double intégration ne donnera pas une mesure de bonne précision
Pour le positionnement
L’attitude du véhicule, mesures de vitesses angulaires, d’accélération et d’angles assistées par les magnétomètres sert à
Calculer avec une position GPS une position précise
Des centrales simples
VR, AHRS etc …
Un boîtier embarqué
Des sorties analogiques
Et numériques
Des produits finis
Il est possible de réaliser, à partir de ces instruments des produits finis pour les affichages sur pare-brises, pour la navigation de tracteurs agricoles, de drones ou plus simplement des essais de comportement de freinage de véhicules routiers