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Three-axis Inertial Measurement Unit

3 軸慣性測定ユニット (IMU) の実装

R2020a 以降

  • Three-axis Inertial Measurement Unit block

ライブラリ:
Vehicle Dynamics Blockset / Sensors

説明

Three-Axis Inertial Measurement Unit ブロックは、3 軸加速度計と 3 軸ジャイロスコープを含む慣性測定ユニット (IMU) を実装します。

方程式と誤差の適用の詳細については、Three-axis Accelerometer (Aerospace Blockset)およびThree-axis Gyroscope (Aerospace Blockset)を参照してください。

制限

  • バイブロ振子誤差、ヒステリシス効果、非等弾性バイアス、および非等慣性バイアスは、このブロックでは考慮されません。

  • このブロックは、さまざまな形式の計器の内部ダイナミクスをモデル化することを目的としていません。

端子

入力

すべて展開する

ボディ固定軸における実際の加速度。選択した単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

データ型: double

ボディ固定軸における角速度。ラジアン/秒単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

データ型: double

ボディ固定軸における角加速度。ラジアン毎秒毎秒単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

データ型: double

重心の位置。選択した単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

データ型: double

ボディ軸における重力。選択した単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

データ型: double

出力

すべて展開する

加速度計からの測定加速度。選択した単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

データ型: double

ジャイロスコープからの測定角速度。ラジアン/秒単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

データ型: double

パラメーター

すべて展開する

メイン

入出力の単位。次のように指定します。

単位加速度長さ
Metric (MKS) メートル毎秒毎秒メートル
English (帝国単位) フィート毎秒毎秒フィート

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: units
: 文字ベクトル
: 'Metric (MKS)' | 'English'
既定の設定: 'Metric (MKS)'

車両固定軸に沿った車両重心からの IMU の位置。加速度計グループの位置でもあります。この測定基準は、重心入力についても同じです。単位は選択した長さの単位です。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: imu
: 文字ベクトル
: 3 要素ベクトル
既定の設定: '[0 0 0]'

加速度計とジャイロスコープの更新頻度。秒単位で実数の double のスカラーとして指定します。更新頻度を 0 にすると、連続加速度計と連続ジャイロスコープが作成されます。[ノイズ オン] パラメーターを選択して更新頻度を 0 にすると、ブロックはノイズを 0.1 のレートで更新します。

ヒント

以下に該当するとします。

  • このパラメーターの値を 0 (連続) に更新する

  • モデルの固定ステップ ソルバーを構成する

この場合は、[ソルバー] ペインで [データ転送に対するレート変換を自動的に取り扱う] チェック ボックスもオンにする必要があります。このチェック ボックスをオンにすると、ソフトウェアでレート変換を正しく処理できるようになります。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: a_Ts
: 文字ベクトル
: 実数の double のスカラー
既定の設定: '0'
加速度計

加速度の読み取り値に 2 次ダイナミクスを適用するには、このチェック ボックスをオンにします。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: dtype_a
: 文字ベクトル
: 'on' | 'off'
既定の設定: 'on'

加速度計の固有振動数。ラジアン/秒単位で実数の double のスカラーとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: w_a
: 文字ベクトル
: 実数の double のスカラー
既定の設定: '190'

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[加速度計の 2 次ダイナミクス] を選択します。

加速度計の減衰比。次元をもたない実数の double のスカラーとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: z_a
: 文字ベクトル
: 実数の double のスカラー
既定の設定: '0.707'

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[加速度計の 2 次ダイナミクス] を選択します。

加速度計をボディ軸からせん断し、加速度をボディ軸に沿ってスケーリングするためのスケール係数とクロスカップリング。3 行 3 列の行列として指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: a_sf_cc
: 文字ベクトル
: 3 行 3 列の行列
既定の設定: '[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]'

加速度計の軸に沿った長期的なバイアス。選択した加速度の単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: a_bias
: 文字ベクトル
: 3 要素ベクトル
既定の設定: '[0 0 0]'

加速度計の各軸における加速度の 3 つの最小値と 3 つの最大値。選択した加速度の単位で 6 要素ベクトルとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: a_sat
: 文字ベクトル
: 6 要素ベクトル
既定の設定: '[-inf -inf -inf inf inf inf]'
ジャイロスコープ

ジャイロスコープの読み取り値に 2 次ダイナミクスを適用するには、このチェック ボックスをオンにします。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: dtype_g
: 文字ベクトル
: 'on' | 'off'
既定の設定: 'on'

ジャイロスコープの固有振動数。ラジアン/秒単位で実数の double のスカラーとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: w_g
: 文字ベクトル
: 実数の double のスカラー
既定の設定: '190'

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ジャイロの 2 次ダイナミクス] を選択します。

ジャイロスコープの減衰比。次元をもたない実数で double のスカラーとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: z_g
: 文字ベクトル
: 実数の double のスカラー
既定の設定: '0.707'

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ジャイロの 2 次ダイナミクス] を選択します。

ジャイロスコープをボディ軸からせん断し、角速度をボディ軸に沿ってスケーリングするためのジャイロスコープのスケール係数とクロスカップリング。3 行 3 列の行列として指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: g_sf_cc
: 文字ベクトル
: 3 行 3 列の行列
既定の設定: '[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]'

ジャイロスコープの軸に沿った長期的なバイアス。ラジアン/秒単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: g_bias
: 文字ベクトル
: 3 要素ベクトル
既定の設定: '[0 0 0]'

線形加速度によるレートの最大変化。g 単位あたりのラジアン/秒単位で 3 要素ベクトルとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: g_sens
: 文字ベクトル
: 3 要素ベクトル
既定の設定: '[0 0 0]'

ジャイロスコープの各軸における角速度の 3 つの最小値と 3 つの最大値。ラジアン/秒単位で 6 要素ベクトルとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: g_sat
: 文字ベクトル
: 6 要素ベクトル
既定の設定: '[-inf -inf -inf inf inf inf]'
ノイズ

加速度とジャイロスコープの読み取り値にホワイト ノイズを適用するには、このチェック ボックスをオンにします。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: a_rand
: 文字ベクトル
: 'on' | 'off'
既定の設定: 'on'

加速度計とジャイロスコープの各軸に対するガウス ノイズ ジェネレーターのスカラー シード。6 要素ベクトルとして指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: a_seeds
: 文字ベクトル
: 6 要素ベクトル
既定の設定: '[23093 23094 23095 23096 23097 23098]'

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ノイズ オン] を選択します。

加速度計とジャイロスコープの各軸に対するホワイト ノイズのパワー スペクトル密度 (PSD) の高さ。次の単位で 6 要素ベクトルとして指定します。

  • [Metric (MKS)] の場合は (m/s2)/Hz

  • [English] の場合は (ft/s2)/Hz

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: a_pow
: 文字ベクトル
: 6 要素ベクトル
既定の設定: '[0.001 0.001 0.001 0.0001 0.0001 0.0001]'

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ノイズ オン] を選択します。

参照

[1] Rogers, R. M., Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems, AIAA Education Series, 2000.

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2020a で導入

参考

(Aerospace Blockset) | (Aerospace Blockset)