RU2273858C1 - Трехкомпонентный измеритель угловой скорости - Google Patents
Трехкомпонентный измеритель угловой скорости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273858C1 RU2273858C1 RU2004133601/28A RU2004133601A RU2273858C1 RU 2273858 C1 RU2273858 C1 RU 2273858C1 RU 2004133601/28 A RU2004133601/28 A RU 2004133601/28A RU 2004133601 A RU2004133601 A RU 2004133601A RU 2273858 C1 RU2273858 C1 RU 2273858C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angular velocity
- output
- input
- inputs
- inverting amplifiers
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в бесплатформенных инерциальных навигационных системах. Трехкомпонентный измеритель угловой скорости содержит три датчика угловой скорости с взаимно перпендикулярными измерительными осями, три трехвходовых сумматора, шесть инвертирующих усилителей, причем первые входы трехвходовых сумматоров соединены с выходами соответствующих датчиков угловой скорости, входы первого и второго инвертирующих усилителей соединены с выходом первого датчика угловой скорости, входы третьего и четвертого инвертирующих усилителей соединены с выходом второго датчика угловой скорости, входы пятого и шестого инвертирующих усилителей соединены с выходом третьего датчика угловой скорости, второй и третий входы первого трехвходового сумматора соединены с выходом третьего и пятого инвертирующих усилителей, второй и третий входы второго трехвходового сумматора соединены с выходом первого и шестого инвертирующих усилителей, второй и третий входы третьего трехвходового сумматора соединены с выходом второго и четвертого инвертирующих усилителей. Датчики угловой скорости могут быть выполнены в виде волоконно-оптических датчиков угловой скорости, или в виде роторных вибрационных гироскопов, или в виде лазерных гироскопов, или в виде микромеханических гироскопов. Коэффициент усиления каждого из инвертирующих усилителей зависит от степени влияния угловой скорости, измеряемой тем датчиком угловой скорости, выход которого соединен со входом инвертирующего усилителя, на датчик угловой скорости, выход которого соединен с первым входом трехвходового сумматора, другой вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя. Техническим результатом является уменьшение погрешностей измерителя. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в бесплатформенных инерциальных навигационных системах.
Известны трехкомпонентные измерители угловой скорости, содержащие три однокомпонентных гироскопических датчика угловой скорости и вычислитель, вырабатывающий корректирующие сигналы и вычисляющий величину каждой составляющей вектора угловой скорости [Рахтиенко Е.Р. Гироскопические системы ориентации, 1989, с.144-157]. Однако такие устройства не учитывают влияние проекций абсолютной угловой скорости основания на начальные положения осей собственного вращения гироскопических датчиков угловой скорости.
Известны трехкомпонентные измерители угловой скорости, содержащие три однокомпонентных гироскопических датчика угловой скорости и блок электроники, вырабатывающий корректирующие сигналы, связанные с наличием методической погрешности от вращательного движения основания относительно оси, перпендикулярной к оси чувствительности и к оси подвеса гироузла; и вычисляющий величину каждой составляющей вектора угловой скорости (Патент России №2140088, МПК6 G 01 Р 9/02, опуб. БИ №29, 20.10.99).
Однако такие устройства устраняют погрешности от влияния перекрестных угловых скоростей только для гироскопических датчиков угловой скорости, но не подходят для трехкомпонентных измерителей угловой скорости, содержащих другие (негироскопические) датчики угловой скорости.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение погрешностей трехкомпонентного измерителя угловой скорости, имеющего в своем составе негироскопические однокомпонентные датчики угловой скорости, вызванных влиянием перекрестных угловых скоростей, действующих относительно осей, перпендикулярных измерительным осям датчиков угловой скорости. Это позволит измерять угловые скорости, не содержащие составляющих, обусловленных влиянием перекрестных угловых скоростей на показания каждого датчика угловой скорости.
Указанная задача достигается тем, что в трехкомпонентный измеритель угловой скорости, содержащий первый, второй и третий датчики угловой скорости с взаимно перпендикулярными измерительными осями, дополнительно введены первый, второй и третий трехвходовые сумматоры, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой инвертирующие усилители, причем первый вход первого трехвходового сумматора соединен с выходом первого датчика угловой скорости, первый вход второго трехвходового сумматора соединен с выходом второго датчика угловой скорости, первый вход третьего трехвходового сумматора соединен с выходом третьего датчика угловой скорости, входы первого и второго инвертирующих усилителей соединены с выходом первого датчика угловой скорости, входы третьего и четвертого инвертирующих усилителей соединены с выходом второго датчика угловой скорости, входы пятого и шестого инвертирующих усилителей соединены с выходом третьего датчика угловой скорости, второй и третий входы первого трехвходового сумматора соединены с выходом третьего и пятого инвертирующих усилителей, второй и третий входы второго трехвходового сумматора соединены с выходом первого и шестого инвертирующих усилителей, второй и третий входы третьего трехвходового сумматора соединены с выходом второго и четвертого инвертирующих усилителей, датчики угловой скорости могут быть выполнены в виде волоконно-оптических датчиков угловой скорости, или в виде роторных вибрационных гироскопов, или в виде лазерных гироскопов, или в виде микромеханических гироскопов, а также коэффициент усиления каждого из инвертирующих усилителей зависит от степени влияния угловой скорости, измеряемой тем датчиком угловой скорости, выход которого соединен со входом инвертирующего усилителя, на датчик угловой скорости, выход которого соединен с первым входом трехвходового сумматора, другой вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя.
На чертеже приведен пример конструктивной схемы трехкомпонентного измерителя угловой скорости.
Он состоит из трех каналов. По каждому из каналов установлены: 1, 2 и 3 - датчик угловой скорости; 4, 5, 6, 7, 8 и 9 - инвертирующие усилители; 10, 11 и 12 - трехвходовый сумматор. Выходы датчиков угловой скорости 1, 2 и 3 соединены с входами инвертирующих усилителей 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9 соответственно. Выходы датчиков угловой скорости 1, 2 и 3 также соединены с первыми входами сумматоров 10, 11 и 12 соответственно. Второй и третий входы сумматора 10 соединены с выходами инвертирующих усилителей 6 и 8 соответственно. Второй и третий входы сумматора 11 соединены с выходами инвертирующих усилителей 4 и 9 соответственно. Второй и третий входы сумматора 12 соединены с выходами инвертирующих усилителей 5 и 7 соответственно.
Трехкомпонентный измеритель угловой скорости повышенной точности, входящий в состав бесплатформенной инерциальной навигационной системы, работает следующим образом. Сигналы с датчиков угловой скорости 1, 2 и 3, пропорциональные проекции абсолютной угловой скорости основания на ось OX, OY и OZ, поступают на входы инвертирующих усилителей 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9 соответственно. Сигналы с датчиков угловой скорости 1, 2 и 3 также поступают на первые входы трехвходовых сумматоров 10, 11 и 12. С выхода инвертирующего усилителя 4 сигнал поступает на второй вход трехвходового сумматора 11. С выхода инвертирующего усилителя 5 сигнал поступает на второй вход трехвходового сумматора 12. С выхода инвертирующего усилителя 6 сигнал поступает на второй вход трехвходового сумматора 10. С выхода инвертирующего усилителя 7 сигнал поступает на третий вход трехвходового сумматора 12. С выхода инвертирующего усилителя 8 сигнал поступает на третий вход трехвходового сумматора 10. С выхода инвертирующего усилителя 9 сигнал поступает на третий вход трехвходового сумматора 11. На выходах сумматоров 10, 11 и 12 получим соответственно три сигнала U(ωx), U(ωy) и U(ωz), пропорциональные проекциям вектора абсолютной угловой скорости основания на осях ОХ, OY, OZ.
где U(ωx), U(ωy) и U(ωz) - выходные сигналы сумматоров 10, 11 и 12 соответственно;
U'(ωx), U'(ωy), U'(ωz) - выходные сигналы датчиков угловой скорости 1, 2 и 3 соответственно;
Здесь каждое уравнение определяет одну компоненту абсолютной угловой скорости основания.
Проведенное моделирование показало, что при использовании данной конструктивной схемы трехмерного измерителя угловой скорости погрешности, вызванные влиянием перекрестных угловых скоростей, действующих относительно осей, перпендикулярных измерительным осям датчиков угловой скорости, уменьшаются на порядок.
Таким образом, использование изобретения позволяет измерять угловые скорости, не содержащие составляющих, обусловленных влиянием перекрестных угловых скоростей, действующих относительно осей, перпендикулярных измерительным осям датчиков угловой скорости.
Claims (1)
- Трехкомпонентный измеритель угловой скорости, содержащий первый, второй и третий датчики угловой скорости с взаимно перпендикулярными измерительными осями, отличающийся тем, что в него дополнительно введены первый, второй и третий трехвходовые сумматоры, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой инвертирующие усилители, причем первый вход первого трехвходового сумматора соединен с выходом первого датчика угловой скорости, первый вход второго трехвходового сумматора соединен с выходом второго датчика угловой скорости, первый вход третьего трехвходового сумматора соединен с выходом третьего датчика угловой скорости, входы первого и второго инвертирующих усилителей соединены с выходом первого датчика угловой скорости, входы третьего и четвертого инвертирующих усилителей соединены с выходом второго датчика угловой скорости, входы пятого и шестого инвертирующих усилителей соединены с выходом третьего датчика угловой скорости, второй и третий входы первого трехвходового сумматора соединены с выходом третьего и пятого инвертирующих усилителей, второй и третий входы второго трехвходового сумматора соединены с выходом первого и шестого инвертирующих усилителей, второй и третий входы третьего трехвходового сумматора соединены с выходом второго и четвертого инвертирующих усилителей, причем датчики угловой скорости могут быть выполнены в виде волоконно-оптических датчиков угловой скорости, или в виде роторных вибрационных гироскопов, или в виде лазерных гироскопов, или в виде микромеханических гироскопов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004133601/28A RU2273858C1 (ru) | 2004-11-17 | 2004-11-17 | Трехкомпонентный измеритель угловой скорости |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004133601/28A RU2273858C1 (ru) | 2004-11-17 | 2004-11-17 | Трехкомпонентный измеритель угловой скорости |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2273858C1 true RU2273858C1 (ru) | 2006-04-10 |
| RU2004133601A RU2004133601A (ru) | 2006-04-27 |
Family
ID=36459152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004133601/28A RU2273858C1 (ru) | 2004-11-17 | 2004-11-17 | Трехкомпонентный измеритель угловой скорости |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2273858C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654308C1 (ru) * | 2017-03-13 | 2018-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Трехкомпонентный струйный преобразователь угловой скорости |
| RU2803452C1 (ru) * | 2023-04-27 | 2023-09-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Трехкомпонентный измеритель угловой скорости |
-
2004
- 2004-11-17 RU RU2004133601/28A patent/RU2273858C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654308C1 (ru) * | 2017-03-13 | 2018-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Трехкомпонентный струйный преобразователь угловой скорости |
| RU2803452C1 (ru) * | 2023-04-27 | 2023-09-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Трехкомпонентный измеритель угловой скорости |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004133601A (ru) | 2006-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101949710B (zh) | Gnss辅助mems惯性传感器零偏的快速在线动态标定方法 | |
| RU2406973C2 (ru) | Способ калибровки бесплатформенных инерциальных навигационных систем | |
| US10365131B2 (en) | Hybrid inertial measurement unit | |
| JPH0465963B2 (ru) | ||
| US8768621B2 (en) | Signal processing module, navigation device with the signal processing module, vehicle provided with a navigation device and method of providing navigation data | |
| EP1856478A2 (en) | Methods and systems utilizing true airspeed to improve vertical velocity accuracy | |
| RU2300081C1 (ru) | Способ определения инструментальных погрешностей измерителей инерциальной навигационной системы на этапе начальной выставки | |
| CN108710001B (zh) | 一种两轴一体陀螺加速度计及伺服控制方法 | |
| RU2272995C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места (варианты) | |
| RU2256881C2 (ru) | Способ определения параметров ориентации и навигации и бесплатформенная инерциальная навигационная система для быстровращающихся объектов | |
| CN111141285B (zh) | 一种航空重力测量装置 | |
| RU2273858C1 (ru) | Трехкомпонентный измеритель угловой скорости | |
| CN115876225A (zh) | 基于二自由度转台的mems imu标定方法及系统 | |
| RU2339002C1 (ru) | Способ определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов и устройство для его осуществления | |
| CA1251563A (en) | Doppler-inertial data loop for navigation system | |
| Hegazy et al. | Calibration and compensation of scale factor non-linearity and non-orthogonality errors for dynamically tuned gyroscope (DTG) | |
| RU2320963C2 (ru) | Способ выставки осей подвижного объекта | |
| RU2711572C1 (ru) | Способ автономного определения уходов платформы трехосного гиростабилизатора | |
| RU2003105730A (ru) | Способ стабилизации по крену инерциальной платформы для быстровращающихся объектов и стабилизированная по крену инерциальная платформа | |
| RU2337316C1 (ru) | Бесплатформенная инерциальная система | |
| RU154196U1 (ru) | Датчик угловой скорости на базе микромеханических гироскопов | |
| RU2282826C1 (ru) | Способ автономного измерения вектора угловой скорости | |
| RU2803452C1 (ru) | Трехкомпонентный измеритель угловой скорости | |
| RU2741564C2 (ru) | Способ коррекции ошибок интегральных навигационных систем | |
| RU2161296C1 (ru) | Устройство автономной коррекции |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061118 |