По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 531.383

Измерительные приборы и системы для ориентации, стабилизации и управления

Распопов В.Я. д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, Тульский государственный университет
Малютин Д.М. канд. техн. наук, доцент, Тульский государственный университет

Приведены результаты теоретических и опытно-конструкторских работ в области прикладной гироскопии, выполненных коллективом кафедры «Приборы управления» Института высокоточных систем им. В.П. Грязева Тульского государственного университета. Рассмотрены характеристики инерциальных приборов (акселерометры, гироскопы) и измерительно-управляющих систем на их основе для стабилизации полезной нагрузки, определения угловых координат и навигационных параметров объектов различного базирования.

Литература:

1. Бортовые приборы вращающихся по крену летательных аппаратов / В.И. Бабичев, В.И. Горин, В.Д. Дудка, В.В. Кирилин, Д.М. Малютин, В.Я. Распопов, В.Я. Филимонов // Гироскопия и навигация. – 2007. – №1(56). – С. 36–46.

2. Состояние и развитие высокоточного оружия сухопутных войск РФ / В.И. Бабичев, М.В. Грязев, В.В. Игнатов, В.П. Танаев, А.В. Шигин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти В.П. Грязева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015.– С. 31–42.

3. Бабичев В.И., Грязев М.В. Разработка бортовых гироскопов противотанковых управляемых артиллерийских снарядов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2017. Вып. 9. – Ч. 2. – С. 9–18.

4. Горин В.И., Распопов В.Я. Научные разработки конструкций бортовых гироприборов с импульсными гиромоторами // Оборонная техника. – 1995. – № 6. – С.44–50.

5. Горин В.И., Распопов В.Я. Гирокоординаторы вращающихся по крену ракет / под ред. В.Я. Распопова. М.: НТЦ «Информтехника», 1996. 151 с.

6. Распопов В.Я. Микромеханические приборы. М.: Машиностроение, 2007. 401 с.

7. Распопов В.Я. Гироприборы и системы управляемых ракет ближней тактической зоны: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 248 с.

8. Матвеев В.В., Распопов В.Я. Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации на МЭМСдатчиках. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 224 с.

9. Белобрагин В.Н., Зайцев В.Д., Распопов В.Я. Опыт разработки гироприборов для вращающихся по крену изделий // Гироскопия и навигация. – 2005. №4. – С. 57–72.

10. Белобрагин В.Н, Горин В.И., Распопов В.Я. Измерители угловых параметров летательного аппарата на базе гироскопов с вращающимся подвесом // Датчики и системы. – 2005. – № 2. – С. 7–10.

11. Лукъянов Д.П., Распопов В.Я., Филатов Ю.В. Прикладная теория гироскопов: учебник. СПб.: Государственный научный центр Российской Федерации «ОАО “Концерн “ЦНИИ “Электроприбор”», 2015. 355 с.

12. Распопов В.Я. Гироскопы с шарикоподшипниковым подвесом. Тула: Изд-во ТулГУ, 2003, 176 с.

13. Системы позиционирования / Р.В. Алалуев, Ю.В. Иванов, Д.М. Малютин, В.В. Матвеев, М.Г. Погорелов, В.Я. Распопов. А.П. Шведов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 10. С. 233–238.

14. Микросистемы ориентации / В.Я. Распопов, В.В. Матвеев, А.П. Шведов, М.Г. Погорелов, М.В. Рябцев, Р.В. Алалуев, А.В. Ладонкин, В.М. Глаголев // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 10. С. 239–265.

15. Микросистемы ориентации беспилотных летательных аппаратов / под ред. В.Я. Распопова. М.: Машиностроение, 2011. 184 с.

16. Кухарь В.Д., Распопов В.Я. Системы ориентации для малоразмерных летательных аппаратов // Новый оборонный заказ. Стратегии. СПб.: ООО «Дефанс Медиа», 2011.– №4(16).– С. 81–84.

17. Распопов В.Я. Микросистемная авионика. Гриф и К°, 2010. 247 с.

18. Матвеев В.В., Распопов В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем: учеб. пособие / под общ. ред. В.Я. Распопова. СПб.: Государственный научный центр Российской Федерации «ОАО “Концерн “ЦНИИ “Электроприбор”», 2009. 278 с.

19. Малютин Д.М., Распопов В.Я. Исследование динамики гиростабилизатора морского гравиметра с самонастройкой параметров // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 9. Ч. 2. С. 96–104.

20. Малютин Д.М. Алгоритм цифрового управления гиростабилизированной платформой морского гравиметра с самонастройкой параметров // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 9. Ч. 2. С. 88–95.

21. Распопов В.Я. Теория гироскопических систем. Гиростабилизаторы: учеб. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 386 с.

22. Малютин Д.М., Телухин С.В., Распопов В.Я. Гиростабилизаторы оптической аппаратуры // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 10. С. 290–300.

23. Малютин Д.М. Система стабилизации и управления на волоконно-оптических гироскопах // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2014. – № 5.– С. 121–v125.

24. Малютин Д.М. Система стабилизации полезной нагрузки на динамически настраиваемом гироскопе // Приборы и методы измерений. – 2016. – Т. 7. – № 1. С.32–23.

25. Малютин Д.М., Малютина М.Д., Филин И.В. Индикаторный гиростабилизатор на микромеханических гироскопах // Инженерный журнал. Справочник. 2011. № 1 (166) с приложением. С. 44–53.

Измерительной основой на борту подвижного объекта (ПО) наземного, морского и воздушно-космического базирования для определения их угловых координат и навигационных параметров в автономном режиме служат инерциальные приборы (гироскопы и акселерометры) и измерительные системы на их основе. Решение ряда задач ориентации, в том числе позиционирования, навигации и управления возможно с использованием информации о геофизических полях (гравитационное, магнитное и др.) и комплексированием ее с информацией от измерительных датчиков (приборов).

приизменении преобладающей частотыкачки, в течение интервала времени,необходимого для самонастройкиустройства системы коррекции и неточности при определении истинного значения преобладающей частотыкачки.Преобладающая частота составляющих результирующего горизонтального ускорения качки, обусловленныхрысканием корабля и составляющей,обусловленной рысканием и наличием хода корабля, лежит в низкочастотной области. Погрешности измеренияускорения силы тяжести на этой частоте превалируют. Расчеты подтвердиливысокую эффективность примененияакселерометрической коррекции ссамонастройкой параметров.Систематическая составляющаяпогрешности измерения ускоре

( – среднее запериод качки значение погрешностигравиметра из-за ускорений и наклонов стабилизированной площадки)на преобладающих частотах качки,пренебрежимо малое значение погрешности ( – среднее запериод качки значение погрешностигравиметра, обусловленное наклонами стабилизированной площадки),отсутствие погрешности по скорости,статической погрешности из-за постоянных возмущающих моментов,действующих по оси прецессии гироскопа и малое время переходногопроцесса. Важно то, что предлагаемыйподход в случае применения комбинации четырех интегродифференцирующих звеньев (с восемью переменными параметрами) обеспечиваетотсутствие систематических погрешностей гиростабилизированного гравиметра от составляющих горизонтального ускорения с различнымизначениями преобладающей частотыкачки, обусловленных линейнымиускорениями орбитального движенияцентра тяжести корабля, рысканием иналичием хода корабля, рысканием,бортовой качкой, килевой качкой приустановке гравиметра на некоторомрасстоянии от центра тяжести корабля в условиях изменяющейся нерегулярной качки корабля. Кроме того,обеспечены минимальные значенияпогрешности измерения приизменении преобладающей частотыкачки, в течение интервала времени,необходимого для самонастройкиустройства системы коррекции и неточности при определении истинного значения преобладающей частотыкачки.Преобладающая частота составляющих результирующего горизонтального ускорения качки, обусловленныхрысканием корабля и составляющей,обусловленной рысканием и наличием хода корабля, лежит в низкочастотной области. Погрешности измеренияускорения силы тяжести на этой частоте превалируют. Расчеты подтвердиливысокую эффективность примененияакселерометрической коррекции ссамонастройкой параметров.Систематическая составляющаяпогрешности измерения ускоре

Для Цитирования:
Распопов В.Я., Малютин Д.М., Измерительные приборы и системы для ориентации, стабилизации и управления. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2019;9.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: