Методы и результаты экспериментальной оценки точности ориентации наземного прибора с использованием динамически настраиваемого гироскопа

Максим Александрович Наумов; Ольга Сергеевна Волуева

doi:10.5281/zenodo.18229754

Авторы

Максим Александрович Наумов ГБУ «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации горных машин «Автоматгормаш имени В.А. Антипова», ФГБОУ ВО «Донецкий национальный технический университет» Автор maksim-naumov-99@bk.ru
Ольга Сергеевна Волуева ФГБОУ ВО «Донецкий национальный технический университет» Автор voluevaos@gmail.com

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.18229754

Ключевые слова:

гироскоп, датчик, угловая скорость, акселерометр, ориентация, навигация, алгоритмы, погрешность

Лицензия

Метаданные этой статьи распространяются под лицензией CC BY 4.0

Аннотация

В статье представлены результаты экспериментальных исследований точности определения ориентации наземного прибора (НПО) с использованием динамически настраиваемого гироскопа (ДНГ) и акселерометров. Основное внимание уделено оценке эффективности подавления влияния дефектов датчиков угловой скорости (ДУС) на точность измерения углов ориентации. Разработаны и проверены алгоритмы вычисления углов Эйлера-Крылова, обеспечивающие точность до 1 угловой минуты для углов наклона и до 20 угловых минут для азимута. Установлено, что основной причиной погрешности является нестабильность скорости вращения платформы. Показано, что снижение нестабильности до 1% позволяет уменьшить погрешность до 1–2 угловых минут. Результаты могут быть использованы при проектировании высокоточных навигационных систем.

Скачивания

Данные по скачиваниям пока не доступны.

Библиографические ссылки

1. Тан, С. Специализированное устройство контрольно-измерительного стенда для аттестации прецизионных гироприборов / С. Тан, В. П. Подчезерцев // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Приборостроение. – 2016. – № 6(111). – С. 15-30.

2. Подчезерцев, В. П. Компоненты модели погрешностей динамически настраиваемого гироскопа / В. П. Подчезерцев, С. Тан, Ц. Цинь // Авиакосмическое приборостроение. – 2015. – № 1. – С. 8-18.

3. Матвеев, В. А. Гироскопические стабилизаторы на динамически настраеваемых вибрационных гироскопах: учебное пособие по курсу "Теория гироскопов и гиростабилизаторов" / В. А. Матвеев, В. П. Подчезерцев, В. В. Фатеев; Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана. – Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. – 103 с. – ISBN 5-7038-2254-8.

4. Подчезерцев, В. П. Повышение динамической точности гироскопа с внутренним упругим карданным подвесом в режиме датчика угловой скорости / В. П. Подчезерцев, Д. З. Нгуен // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Приборостроение. – 2021. – № 4(137). – С. 188-207. – DOI 10.18698/0236-3933-2021-4-188-207.

5. Подчезерцев, В. П. Моделирование калибровки динамически настраиваемых гироскопов на одноосном гиростабилизаторе / В. П. Подчезерцев, Ц. Цинь // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2017. – № 10(70). – С. 8. – DOI 10.18698/2308-6033-2017-10-1682.

6. Климашов, Б. М. Радиолокационный измеритель малых высот для посадки летательных аппаратов / Б. М. Климашов // Авиакосмическое приборостроение. – 2010. – № 11. – С. 27-32.

7. Лесных, И. В. Импульсный лазерный дальномер сверхвысокой точности / И. В. Лесных // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2004. – № 3. – С. 127-130.

8. Михляев, С. В. Погрешности измерения лазерного триангуляционного дальномера при зондировании наклонной зеркальной поверхности / С. В. Михляев // Датчики и системы. – 2007. – № 4. – С. 11-14.

9. Калихман, Д. М. Прецизионные управляемые стенды для динамических испытаний гироскопических приборов / Д. М. Калихман. – Санкт-Петербург : "Электроприбор", 2008. – 296 с. – ISBN 5-900780-82-5.

10. Урядов, Д. А. Разработка устройств поддержания угловой скорости повышенной точности / Д. А. Урядов, В. В. Скотников // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2015. – № 3(15). – С. 159-165.

11. Седышев, В. В. Управление угловым движением одноосного испытательного стенда гироскопических систем / В. В. Седышев, П. Е. Белочкин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. – 2014. – Т. 14, № 4. – С. 42-50.

REFERENCES LIST

1. Tan, S. Spetsializirovannoe ustroistvo kontrolno-izmeritelnogo stenda dlia attestatsii pretsizionnykh giropriborov / S. Tan, V. P. Podchezertsev // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. N.E. Baumana. Seriia Priborostroenie. – 2016. – № 6(111). – S. 15-30.

2. Podchezertsev, V. P. Komponenty modeli pogreshnostei dinamicheski nastraivaemogo giroskopa / V. P. Podchezertsev, S. Tan, Ts. Tsin // Aviakosmicheskoe priborostroenie. – 2015. – № 1. – S. 8-18.

3. Matveev, V. A. Giroskopicheskie stabilizatory na dinamicheski nastraevaemykh vibratsionnykh giroskopakh: uchebnoe posobie po kursu Teoriia giroskopov i girostabilizatorov / V. A. Matveev, V. P. Podchezertsev, V. V. Fateev; Mosk. gos. tekhn. un-t im. N.E. Baumana. – Moskva: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2005. – 103 s. – ISBN 5-7038-2254-8.

4. Podchezertsev, V. P. Povyshenie dinamicheskoi tochnosti giroskopa s vnutrennim uprugim kardannym podvesom v rezhime datchika uglovoi skorosti / V. P. Podchezertsev, D. Z. Nguen // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. N.E. Baumana. Seriia Priborostroenie. – 2021. – № 4(137). – S. 188-207. – DOI 10.18698/0236-3933-2021-4-188-207.

5. Podchezertsev, V. P. Modelirovanie kalibrovki dinamicheski nastraivaemykh giroskopov na odnoosnom girostabilizatore / V. P. Podchezertsev, Ts. Tsin // Inzhenernyi zhurnal: nauka i innovatsii. – 2017. – № 10(70). – S. 8. – DOI 10.18698/2308-6033-2017-10-1682.

6. Klimashov, B. M. Radiolokatsionnyi izmeritel malykh vysot dlia posadki letatelnykh apparatov / B. M. Klimashov // Aviakosmicheskoe priborostroenie. – 2010. – № 11. – S. 27-32.

7. Lesnykh, I. V. Impulsnyi lazernyi dalnomer sverkhvysokoi tochnosti / I. V. Lesnykh // Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Geodeziia i aerofotosieemka. – 2004. – № 3. – S. 127-130.

8. Mikhliaev, S. V. Pogreshnosti izmereniia lazernogo trianguliatsionnogo dalnomera pri zondirovanii naklonnoi zerkalnoi poverkhnosti / S. V. Mikhliaev // Datchiki i sistemy. – 2007. – № 4. – S. 11-14.

9. Kalikhman, D. M. Pretsizionnye upravliaemye stendy dlia dinamicheskikh ispytanii giroskopicheskikh priborov / D. M. Kalikhman. – Sankt-Peterburg : Elektropribor, 2008. – 296 s. – ISBN 5-900780-82-5.

10. Uriadov, D. A. Razrabotka ustroistv podderzhaniia uglovoi skorosti povyshennoi tochnosti / D. A. Uriadov, V. V. Skotnikov // Modeli, sistemy, seti v ekonomike, tekhnike, prirode i obshchestve. – 2015. – № 3(15). – S. 159-165.

11. Sedyshev, V. V. Upravlenie uglovym dvizheniem odnoosnogo ispytatelnogo stenda giroskopicheskikh sistem / V. V. Sedyshev, P. E. Belochkin // Vestnik Iuzhno-Uralskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriia: Kompiuternye tekhnologii, upravlenie, radioelektronika. – 2014. – T. 14, № 4. – S. 42-50.