RU2577175C1 - Method to determine angular speed of rotation of facility stabilised by rotation - Google Patents
Method to determine angular speed of rotation of facility stabilised by rotation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2577175C1 RU2577175C1 RU2014141614/28A RU2014141614A RU2577175C1 RU 2577175 C1 RU2577175 C1 RU 2577175C1 RU 2014141614/28 A RU2014141614/28 A RU 2014141614/28A RU 2014141614 A RU2014141614 A RU 2014141614A RU 2577175 C1 RU2577175 C1 RU 2577175C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotation
- period
- physical parameter
- change
- regression function
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу определения угловой скорости вращения объекта, стабилизированного вращением (ОСВ) и может быть использовано в бортовых системах управления движением аэробаллистических ОСВ.The invention relates to measuring equipment, and in particular to a method for determining the angular velocity of rotation of an object stabilized by rotation (SBS) and can be used in on-board traffic control systems for aeroballistic SBS.
При определении углового положения ОСВ путем интегрирования угловой скорости вращения накапливаемая ошибка при достигнутой в настоящее время точности измерения угловой скорости и значительном времени наблюдения (t>103 с) существенно превышает допустимую погрешность решения задач управления движением аэробаллистических объектов. При решении задач в области создания аэробаллистических объектов с управляемым движением данное положение определяет знание с высокой точностью угловой скорости вращения как объективную необходимость.When determining the angular position of the WWS by integrating the angular velocity of rotation, the accumulated error with the currently achieved accuracy of measuring the angular velocity and a significant observation time (t> 10 3 s) significantly exceeds the permissible error in solving the problems of controlling the movement of aeroballistic objects. When solving problems in the field of creating aeroballistic objects with controlled movement, this position defines knowledge with high accuracy of the angular velocity of rotation as an objective necessity.
Повышение точности определения угловой скорости вращения ОСВ возможно путем перехода к наблюдению физического параметра, текущая величина которого функционально связана. с угловым положением ОСВ, на основе которого определяется период вращения объекта и, соответственно, угловая скорость вращения ОСВ.Improving the accuracy of determining the angular velocity of rotation of the WWS is possible by moving to the observation of a physical parameter, the current value of which is functionally related. with the angular position of the WWS, on the basis of which the period of rotation of the object and, accordingly, the angular velocity of rotation of the WWS are determined.
Известен способ определения угловой скорости вращения объекта [статья «Повышение точности определения угловой скорости быстровращающихся объектов», Гироскопия и навигация, Л.В. Водичева, Е.Л. Алиевская и др., С.-Петербург, Государственный научный центр Российской Федерации ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2012 г, вып. 1 (76), стр. 27-41], заключающийся в том, что наблюдают изменение во времени физического параметра, функционально связанного с изменением углового положения ОСВ, определяют период вращения объекта и по периоду вращения вычисляют угловую скорость вращения объекта.A known method for determining the angular velocity of rotation of an object [article "Improving the accuracy of determining the angular velocity of rapidly rotating objects", Gyroscopy and navigation, L.V. Vodicheva, E.L. Alievskaya et al., St. Petersburg, State Scientific Center of the Russian Federation OJSC Concern Central Research Institute Elektropribor OJSC, 2012, issue 1 (76), pp. 27-41], which consists in the fact that a change in time of a physical parameter, functionally associated with a change in the angular position of the WWS, is observed, the rotation period of the object is determined, and the angular velocity of rotation of the object is calculated from the rotation period.
В данном способе в качестве физического параметра используют выходной синусоидальный сигнал с поперечного датчика угловой скорости (ДУС). При наблюдении выходного сигнала выделяют опорные точки перехода сигнала через «ноль» с учетом смены знака с измерением текущего значения времени в каждой опорной точке tj, tj+1. При этом опорные точки совпадают с моментами опроса ДУС, т.е. кратны частоте опроса ДУС. Последовательно измеряют длительность каждого j-го интервала между моментами перехода с учетом смены знака, а именно, периода вращения Tj по формуле Tj=tj+1-tj. За период вращения ОСВ принимают усредненное значение результатов измерений всех интервалов Tj. Усреднение производят согласно выражению: где J - общее количество измеренных Tj; j - последовательность (1, 2, 3 и т.д.) всех измеренных Tj. А угловую скорость вращения ω определяют по соотношению: . Длительность времени наблюдения сигнала по прототипу достигает порядка 200 периодов. По существу, данным способом определяют среднее значение угловой скорости вращения объекта на интервале всего времени наблюдения.In this method, an output sinusoidal signal from a transverse angular velocity sensor (TLS) is used as a physical parameter. When observing the output signal, the reference points of the signal transition through “zero” are distinguished, taking into account the change of sign with the measurement of the current time value at each reference point t j , t j + 1 . In this case, the reference points coincide with the moments of the CRS survey, i.e. multiples of the frequency of polling DUS. Consistently measure the duration of each j-th interval between the moments of transition, taking into account the change of sign, namely, the rotation period T j according to the formula T j = t j + 1 -t j . For the period of rotation of the WWS take the average value of the measurement results of all intervals T j . Averaging is performed according to the expression: where J is the total number of measured T j ; j is the sequence (1, 2, 3, etc.) of all measured T j . And the angular velocity of rotation ω is determined by the ratio: . The duration of the observation signal of the prototype reaches about 200 periods. Essentially, this method determines the average value of the angular velocity of rotation of an object over the interval of the entire observation time.
Данный способ наиболее близок по технической сущности к заявляемому и поэтому принят за прототип.This method is the closest in technical essence to the claimed and therefore adopted as a prototype.
При использовании данного способа точность определения угловой скорости вращения существенно зависит от стабильности угловой скорости вращения ОСВ, частоты опроса ДУС и времени наблюдения сигнала.When using this method, the accuracy of determining the angular velocity of rotation substantially depends on the stability of the angular velocity of rotation of the WWS, the frequency of the TLS polling and the time of observation of the signal.
Недостатком прототипа является то, что значительные времена наблюдения сигнала, необходимые для достижения требуемой точности определения периода вращения объекта, и вопрос состоятельности полученной оценки точности при нестабильности скорости вращения ограничивают возможность использования его при малом времени наблюдения сигнала, порядка полутора периода вращения.The disadvantage of the prototype is that the significant observation times of the signal necessary to achieve the required accuracy of determining the rotation period of the object, and the question of the consistency of the obtained accuracy estimates with instability of the rotation speed limit the possibility of using it for a short observation time of the signal, of the order of one and a half rotation periods.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является обеспечение высокоточного определения угловой скорости вращения ОСВ при малом времени наблюдения, порядка полутора периодов.The technical result, the achievement of which the claimed invention is directed, is to provide high-precision determination of the angular velocity of rotation of the WWS with a short observation time, of the order of one and a half periods.
Технический результат достигается тем, что в способе определения угловой скорости вращения объекта, стабилизированного вращением (ОСВ), заключающимся в том, что наблюдают изменение во времени физического параметра, функционально связанного с изменением углового положения ОСВ, определяют период вращения объекта и по периоду вращения объекта вычисляют угловую скорость вращения объекта, согласно изобретению во время наблюдения изменения величины физического параметра фиксируют множество текущих значений выходного сигнала измерителя физических параметров на интервале времени порядка полутора периодов, на зафиксированном множестве строят функцию регрессии из условия достижения минимума среднеквадратического отклонения невязки между значениями функции регрессии и множеством зафиксированных значений наблюдаемого физического параметра, за период вращения ОСВ принимают период изменения функции регрессии, а угловую скорость вращения объекта определяют по соотношению: ω=2π/Τ, где Τ - период изменения функции регрессии.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the angular velocity of rotation of an object stabilized by rotation (OCS), which consists in observing a change in time of a physical parameter functionally associated with a change in the angular position of the OCS, determining the rotation period of the object and calculating from the rotation period of the object the angular velocity of rotation of the object according to the invention during observation of a change in the value of a physical parameter fixes the set of current values of the output signal of the meter of the parameters on a time interval of the order of one and a half periods, on a fixed set, the regression function is constructed from the condition that the minimum standard deviation of the residual between the values of the regression function and the set of fixed values of the observed physical parameter is reached; by the relation: ω = 2π / Τ, where Τ is the period of the regression function change.
Отличия предложенного технического решения от известного, а именно:Differences of the proposed technical solution from the known, namely:
- фиксация во время наблюдения изменения величины физического параметра множества текущих значений выходного сигнала измерителя физических параметров на интервале времени порядка полутора периодов,- fixing during the observation of changes in the value of the physical parameter of the set of current values of the output signal of the meter of physical parameters on a time interval of the order of one and a half periods,
- построение функции регрессии на зафиксированном множестве из условия достижения минимума среднеквадратического отклонения невязки между значениями функции регрессии и множеством зафиксированных значений наблюдаемого физического параметра,- the construction of the regression function on a fixed set from the condition of achieving a minimum standard deviation of the residual between the values of the regression function and the set of fixed values of the observed physical parameter,
- принятие за период вращения ОСВ периода изменения функции регрессии, по которому и вычисляют угловую скорость вращения объекта, дает возможность повысить точность определения угловой скорости вращения объекта при малых интервалах наблюдения сигнала, порядка полутора периода вращения.- adoption of the period of rotation of the regression function for the period of rotation of the OCS, from which the angular velocity of rotation of the object is calculated, makes it possible to increase the accuracy of determining the angular velocity of rotation of the object at small intervals of signal observation, of the order of one and a half rotation periods.
Наличие в заявленном изобретении признаков, существенно отличающих его от прототипа, позволяет его считать соответствующим условию "новизна".The presence in the claimed invention of signs that significantly distinguish it from the prototype, allows it to be considered appropriate for the condition of "novelty."
Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».New features that contain a distinctive part of the claims are not identified in technical solutions for a similar purpose. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
При движении ОСВ наблюдают изменение во времени физического параметра, функционально связанного с изменением углового положения ОСВ (например, величины проекций вектора магнитной индукции на оси связанной системы координат объекта или величины угловой скорости по трем осям связанной системы координат объекта).During the movement of the SIS, a change in time of the physical parameter is observed, which is functionally related to the change in the angular position of the SIS (for example, the magnitude of the projections of the magnetic induction vector on the axis of the coupled coordinate system of the object or the magnitude of the angular velocity along the three axes of the connected coordinate system of the object).
Во время наблюдения на интервале времени порядка полутора периодов вращения ОСВ фиксируют множество текущих значений выходного сигнала измерителя физических параметров.During observation, on a time interval of the order of one and a half periods of rotation of the OCB, a plurality of current values of the output signal of the physical parameter meter are recorded.
На зафиксированном множестве строят функцию регрессии из условия достижения минимума среднеквадратического отклонения невязки между значениями функции регрессии и множеством зафиксированных значений наблюдаемого физического параметра.The regression function is built on a fixed set from the condition of achieving the minimum standard deviation of the residual between the values of the regression function and the set of fixed values of the observed physical parameter.
За период вращения объекта принимают период изменения функции регрессии, а угловую скорость вращения объекта определяют по соотношению: где Τ - период изменения функции регрессии.For the period of rotation of the object take the period of change of the regression function, and the angular velocity of rotation of the object is determined by the ratio: where Τ is the period of change of the regression function.
Практическая возможность достижения требуемого технического результата при использовании изобретения подтверждается данными, представленными в таблице.The practical possibility of achieving the desired technical result when using the invention is confirmed by the data presented in the table.
В графе итерация (0, 1, 2, 3 и т.д.) таблицы дана последовательность повторных пересчетов среднеквадратического отклонения при каждом новом (очередном) значении периода.In the iteration column (0, 1, 2, 3, etc.) of the table, a sequence of repeated recalculations of the standard deviation for each new (next) value of the period is given.
Данные таблицы наглядно демонстрируют динамику повышения точности определения периода функции регрессии с уменьшением среднеквадратического отклонения, а следовательно, и повышение точности определения угловой скорости вращения ОСВ, достигаемой при использовании предлагаемого способа.These tables clearly demonstrate the dynamics of increasing the accuracy of determining the period of the regression function with a decrease in the standard deviation, and therefore, increasing the accuracy of determining the angular velocity of rotation of the WWS achieved using the proposed method.
Таким образом, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:Thus, the information presented indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- обеспечение высокоточного определения угловой скорости вращения ОСВ при малом времени наблюдения, порядка полутора периода;- providing high-precision determination of the angular velocity of rotation of the WWS with a small observation time of the order of one and a half period;
- данный способ предназначен для определения угловой скорости вращения объекта, стабилизированного вращением (ОСВ), и может быть использован в бортовых системах управления движением аэробаллистических ОСВ;- this method is designed to determine the angular velocity of rotation of an object stabilized by rotation (SBS), and can be used in airborne motion control systems for aeroballistic SBS;
- для заявляемого способа в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.- for the proposed method in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application and known prior to the priority date is confirmed.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141614/28A RU2577175C1 (en) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | Method to determine angular speed of rotation of facility stabilised by rotation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141614/28A RU2577175C1 (en) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | Method to determine angular speed of rotation of facility stabilised by rotation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2577175C1 true RU2577175C1 (en) | 2016-03-10 |
Family
ID=55654430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014141614/28A RU2577175C1 (en) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | Method to determine angular speed of rotation of facility stabilised by rotation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2577175C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692115C1 (en) * | 2018-09-06 | 2019-06-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for angular rotation of a thrown object |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU394831A1 (en) * | 1968-04-04 | 1973-08-22 | METHOD OF CONVERSION ANGULAR | |
SU679875A1 (en) * | 1976-04-06 | 1979-08-15 | Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова | Method of measuring angular rotation rate |
RU2525604C1 (en) * | 2013-02-25 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method to measure angular speed of rotation of three-phase induction motor |
-
2014
- 2014-10-15 RU RU2014141614/28A patent/RU2577175C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU394831A1 (en) * | 1968-04-04 | 1973-08-22 | METHOD OF CONVERSION ANGULAR | |
SU679875A1 (en) * | 1976-04-06 | 1979-08-15 | Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова | Method of measuring angular rotation rate |
RU2525604C1 (en) * | 2013-02-25 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method to measure angular speed of rotation of three-phase induction motor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692115C1 (en) * | 2018-09-06 | 2019-06-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for angular rotation of a thrown object |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2015200850A3 (en) | System and methods for determining rotation from nonlinear periodic signals | |
SG11201900764UA (en) | Method for analysis, and measurement system for measuring an elevator shaft of an elevator system | |
RU2602736C1 (en) | Method and device for calibration of inertial measurement modules | |
WO2017095695A8 (en) | Detecting position measurement errors in an electric motor system | |
CN105547291B (en) | The adaptive static detection method of indoor occupant freedom positioning system | |
CN103063141A (en) | Part height measuring method based on laser ranging | |
CN108107233B (en) | Method and system for continuous temperature correction of accelerometer scale factors | |
RU2577175C1 (en) | Method to determine angular speed of rotation of facility stabilised by rotation | |
CN103471590A (en) | Motion inertia tracking system | |
RU2016110439A (en) | METHOD FOR DETERMINING THE DEPTH OF DEPOSIT AND DISTANCE TO THE PLACE OF COMMUNICATION AND THE DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
Murrieta-Rico et al. | Acceleration measurement improvement by application of novel frequency measurement technique for FDS based INS | |
CN108036763A (en) | Ranging total powerstation | |
RU2015146721A (en) | METHOD FOR EVALUATING ERRORS OF A THREE-AXIS GYROSCOPE | |
CN103604442A (en) | Observability analysis method applied to online calibration of strapdown inertial navitation system | |
FR3069634B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CHARACTERIZING A DETERMINED HEADING FROM MEASUREMENT OF THE MAGNETIC FIELD | |
RU2610908C2 (en) | Method of shooter locating by sound of shot | |
RU2553776C1 (en) | Method of determining angular position of controlled device hanged to aircraft carrier | |
RU2548397C1 (en) | Pendulum inclination angle sensor | |
RU2561795C1 (en) | Method of roll angle determination of object stabilised by rotation | |
RU2629539C1 (en) | Method of measurement of magnetic course of mobile object | |
RU2627961C2 (en) | Method of determining location of meteor body | |
RU2506541C2 (en) | Method to determine coordinates, course and speed of aircraft | |
RU2282826C1 (en) | Method of autonomous measurement of angular speed vector | |
RU2016116022A (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE COURSE OF A NON-MANEUVERING AERODYNAMIC TARGET USING A FIXED SELECTION OF RANGE SPEED WORKS | |
RU2759446C1 (en) | Method for determining orientation relative to the horizon plane |