RU2656265C1 - Stepdown meter of linear and angular velocities - Google Patents
Stepdown meter of linear and angular velocities Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656265C1 RU2656265C1 RU2017116808A RU2017116808A RU2656265C1 RU 2656265 C1 RU2656265 C1 RU 2656265C1 RU 2017116808 A RU2017116808 A RU 2017116808A RU 2017116808 A RU2017116808 A RU 2017116808A RU 2656265 C1 RU2656265 C1 RU 2656265C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- outputs
- linear
- sps
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и приборостроения, а именно к приборам для определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов.The invention relates to the field of measurement technology and instrumentation, and in particular to devices for determining the navigation parameters of controlled moving objects.
Известен аналог «Блок измерения угловой скорости БИУС-040» разработки ОАО НПП «Антарес», Россия [1, 2], который представляет собой четырехосную (с неортогональным расположением осей чувствительности) отказоустойчивую систему измерения проекций абсолютной угловой скорости и линейного ускорения объекта на оси приборной системы координат.The analogue is known, “Block of measuring angular velocity BIUS-040” developed by NPP Antares, Russia [1, 2], which is a four-axis (with non-orthogonal arrangement of sensitivity axes) fault-tolerant system for measuring projections of absolute angular velocity and linear acceleration of an object on the instrument axis coordinate systems.
В качестве измерителей линейного ускорения используются чувствительные элементы на основе сухих маятниковых акселерометров, с подвесом на основе кварцевого стекла и датчиком угла емкостного типа.Sensors based on dry pendulum accelerometers, with a suspension based on quartz glass and a capacitive angle sensor are used as linear acceleration meters.
Система работоспособна при возникновении одного отказа в любой из одноименных подсистем (измерения угловой скорости, линейного ускорения, сервисной электроники) и содержит дублированную сервисную электронику.The system is operable when one failure occurs in any of the subsystems of the same name (measuring angular velocity, linear acceleration, service electronics) and contains duplicated service electronics.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является «Бесплатформенный измерительный блок КИНД34-059» разработки филиала ФГУП «ЦЭНКИ» «НИИ Прикладной Механики им. академика В.И. Кузнецова» Россия [3], выбранный за прототип.The closest technical solution to the declared one is “KIND34-059 Platform-free measuring unit” developed by the TsENKI branch of the Scientific Research Institute of Applied Mechanics named after Academician V.I. Kuznetsova »Russia [3], selected for the prototype.
В состав прототипа входят не имеющие внутреннего резервирования и не связанные между собой восемь измерительных каналов: четыре гироскопических канала (ГК), в которых применен датчик угловой скорости (ДУС) на основе волоконно-оптического гироскопа (ВОГ), и четыре акселерометрических канала (АК); два модуля обмена и управления (МОУ1 и МОУ2) с входящим в каждый из них специальным вычислителем; четыре опорных генератора; четыре вторичных источника питания. В качестве измерителей линейного ускорения используются чувствительные элементы акселерометров маятникового типа, с подвесом на основе кварцевого стекла и емкостным датчиком угла. Все восемь чувствительных элементов (ЧЭ) установлены на общем основании и образуют блок ЧЭ. В состав прибора введены: резервированная система термостатирования и система виброударной защиты (амортизации) блока ЧЭ.The prototype includes eight internal measuring channels that do not have internal redundancy and are not interconnected: four gyroscopic channels (GC), which use an angular velocity sensor (TLS) based on a fiber-optic gyroscope (FOG), and four accelerometric channels (AK) ; two exchange and control modules (MOU1 and MOU2) with a special computer included in each of them; four reference generators; four secondary power supplies. Sensors of pendulum-type accelerometers with a suspension based on quartz glass and a capacitive angle sensor are used as linear acceleration meters. All eight sensitive elements (SE) are installed on a common basis and form a block of SE. The device includes: a redundant temperature control system and a system of vibration-shock protection (depreciation) of the CE unit.
Недостатками прототипа являются совмещение электроники каждой пары чувствительных элементов (ДУСа и акселерометра) и наличие общего источника вторичного питания, что существенно снижает надежность прибора в целом, а также применение системы термостатирования, что ведет к значительному повышению энергопотребления.The disadvantages of the prototype are the combination of the electronics of each pair of sensitive elements (TLS and the accelerometer) and the presence of a common secondary power source, which significantly reduces the reliability of the device as a whole, as well as the use of a temperature control system, which leads to a significant increase in energy consumption.
Существенным недостатком аналога и прототипа является применение в них элементной базы импортного производства.A significant drawback of the analogue and prototype is the use in them of the element base of imported production.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности и снижение энергопотребления. Кроме того, устройство должно быть выполнено на современной отечественной элементной базе и материалах.The objective of the proposed technical solution is to increase reliability and reduce energy consumption. In addition, the device should be made on modern domestic element base and materials.
Заявленный технический результат достигается тем, что в бесплатформенный измеритель линейных и угловых скоростей (БИЛУС), содержащий: четыре вторичных источника питания (ВИП), соединенные выходами, соответственно, с входами питания четырех измерителей угловых скоростей (ИУС), четыре измерителя линейных ускорений (ИЛУ) и два электронных вычислителя (ЭВ), согласно изобретению введены два ВИП для ЭВ, при этом выход первого ВИП соединен с входом первого ЭВ, выход второго ВИП соединен с входом второго ЭВ, резервированный силовой коммутатор (СК), выходами соединенный с входами всех ВИП и входами всех ИЛУ, выходы всех ИУС и ИЛУ связаны с соответствующими входами первого и второго ЭВ посредством независимых линий связи.The claimed technical result is achieved by the fact that in a strapdown linear and angular velocity meter (BILUS), comprising: four secondary power sources (VIP) connected by outputs, respectively, to the power inputs of four angular velocity meters (IMS), four linear acceleration meters (ILU ) and two electronic computers (EM), according to the invention, two VIPs for EVs are introduced, while the output of the first VIPs is connected to the input of the first EVs, the output of the second VIPs is connected to the input of the second EVs, a redundant power switch (SK), outputs connected to the inputs of all the VIPs and the inputs of all the ILU, the outputs of all the ICS and ILU are connected to the corresponding inputs of the first and second EVs through independent communication lines.
На чертеже приведена структурная схема бесплатформенного измерителя линейных и угловых скоростей.The drawing shows a structural diagram of a strapdown meter linear and angular velocities.
БИЛУС предназначен для определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов, содержит:BILUS is designed to determine the navigation parameters of controlled moving objects, contains:
1, 2, 3, 4 - вторичные источники питания ИУС;1, 2, 3, 4 - secondary power sources of ICS;
5, 6, 7, 8 - измерители угловых скоростей;5, 6, 7, 8 - angular velocity meters;
9, 10 - электронные вычислители;9, 10 - electronic computers;
11, 12, 13, 14 - измерители линейных ускорений;11, 12, 13, 14 - linear acceleration meters;
15, 16 - вторичные источники питания ЭВ;15, 16 - secondary power sources of EV;
17 - резервированный силовой коммутатор.17 - redundant power switch.
Выходы четырех ИУС соединены с входами первого и второго ЭВ. Выходы четырех ИЛУ соединены, соответственно, с входами первого и второго ЭВ. Выходы резервированного СК соединены, соответственно, с входами ИЛУ и с входами всех ВИП. Выходы четырех ВИП соединены, соответственно, с входами четырех ИУС. Выходы первого и второго ВИП для ЭВ соединены с входом первого ЭВ и входом второго ЭВ соответственно.The outputs of the four ICS are connected to the inputs of the first and second EV. The outputs of the four ILU are connected, respectively, with the inputs of the first and second EV. The outputs of the redundant SC are connected, respectively, with the inputs of the ILU and with the inputs of all VIPs. The outputs of the four VIP are connected, respectively, with the inputs of the four IMS. The outputs of the first and second VIP for EV are connected to the input of the first EV and the input of the second EV, respectively.
Инициализация работы БИЛУС осуществляется подачей на него питания и выдачей в резервированный СК внешней команды от потребителя, которая задает требуемую конфигурацию ИУС и ИЛУ. Резервированный СК подает питание на соответствующие конфигурации ИЛУ и ИУС через ВИП. ИУС и ИЛУ измеряют, соответственно, угловые скорости, линейные ускорения и передают результаты измерений одновременно в первый и второй ЭВ.Initialization of the BILUS operation is carried out by supplying power to it and issuing an external command from the consumer to the redundant SC that sets the required configuration of the ICS and the ILU. The redundant SC supplies power to the appropriate ILU and IMS configurations via the VIP. IMS and ILU measure, respectively, angular velocities, linear accelerations and transmit the measurement results simultaneously to the first and second EV.
В ЭВ осуществляется накапливание и обработка полученной информации. При поступлении в ЭВ команды опроса производится расчет следующей информации:In EV, information is accumulated and processed. Upon receipt of the polling command in the EV, the following information is calculated:
- о проекциях вектора абсолютной угловой скорости изделия на оси чувствительности ИУС и оси приборной системы координат;- about the projections of the absolute angular velocity vector of the product on the sensitivity axis of the ICS and the axis of the instrument coordinate system;
- о приращениях интегралов проекций вектора абсолютной угловой скорости изделия на оси чувствительности ВОГ и оси приборной системы координат;- about the increments of the projection integrals of the vector of the absolute angular velocity of the product on the sensitivity axis of the VOG and the axis of the instrument coordinate system;
- о проекциях вектора линейного ускорения в месте установки на оси чувствительности акселерометров и оси приборной системы координат;- about the projections of the linear acceleration vector at the installation site on the sensitivity axis of the accelerometers and the axis of the instrument coordinate system;
- о приращениях интегралов проекций вектора линейного ускорения в месте установки на оси чувствительности акселерометров и оси приборной системы координат;- about the increments of the projection integrals of the linear acceleration vector at the installation site on the sensitivity axis of the accelerometers and the axis of the instrument coordinate system;
- о составляющих кватерниона приращения углового положения с момента включения;- about the components of the quaternion increment of the angular position from the moment of inclusion;
- о моментах времени, на которые сформирована информация.- about the points in time at which the information is generated.
При этом каждый измеритель осуществляет передачу значений величины собственной частоты параллельно в каждый ЭВ, которые обрабатывают полученную информацию и выдают конечный результат потребителю.In this case, each meter transmits the values of the natural frequency in parallel to each EV, which process the received information and give the final result to the consumer.
В БИЛУС используется ИЛУ, состоящий из ЧЭ акселерометра и его электронного преобразователя акселерометра.In BILUS, the ILU is used, consisting of the SE accelerometer and its electronic accelerometer transducer.
Таким образом, заявлен бесплатформенный измеритель линейных и угловых скоростей, содержащий: четыре ВИП, соединенные выходами, соответственно, с входами питания четырех ИУС, четыре ИЛУ и два ЭВ. Отличительная особенность устройства заключается в том, что введены два ВИП для ЭВ, при этом выход первого ВИП соединен с входом первого ЭВ, выход второго ВИП соединен с входом второго ЭВ, резервированный СК, выходами соединенный с входами всех ВИП и входами всех ИЛУ, выходы всех ИУС и ИЛУ связаны с соответствующими входами первого и второго ЭВ посредством независимых линий связи.Thus, a strap-on linear and angular velocity meter is declared, comprising: four VIPs connected by outputs, respectively, with power inputs of four ICS, four ILU and two EVs. A distinctive feature of the device lies in the fact that two VIPs for EVs are introduced, while the output of the first VIPS is connected to the input of the first EV, the output of the second VIPS is connected to the input of the second EV, redundant SC, the outputs are connected to the inputs of all VIPS and the inputs of all ILUs, the outputs of all IMS and ILU are connected with the corresponding inputs of the first and second EV through independent communication lines.
Техническим результатом является повышение надежности и уменьшение энергопотребления.The technical result is to increase reliability and reduce energy consumption.
Источники информацииInformation sources
1. www.npp-antares.ru/equipment.html.1. www.npp-antares.ru/equipment.html.
2. Волоконно-оптический гироскоп космического применения. Опыт разработки, производства и эксплуатации // Доклады XX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, Россия, 27-29 мая, 2013.2. Fiber-optic gyroscope for space applications. Experience in the development, production and operation // Reports of the XX St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg, Russia, May 27-29, 2013.
3. В.М. Кутовой, О.И. Маслова, С.Ю. Перепелкина, М.А. Чапцова, М.В. Антонова, А.А. Игнатьев, Е.Ю. Ковалева, A.M. Курбатов, Л.З. Новиков. Исследование характеристик бесплатформенного инерциального блока на базе волоконно-оптических гироскопов в процессе наземной отработки. // Сборник материалов ХVIII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, СПб, ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2011.3. V.M. Kutovoy, O.I. Maslova, S.Yu. Perepelkina, M.A. Chaptsova, M.V. Antonova, A.A. Ignatiev, E.Yu. Kovaleva, A.M. Kurbatov, L.Z. Novikov. The study of the characteristics of the strapdown inertial block based on fiber-optic gyroscopes in the process of ground mining. // Collection of materials of the XVIII St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg, Concern Central Research Institute Elektropribor OJSC, 2011.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017116808A RU2656265C1 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Stepdown meter of linear and angular velocities |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017116808A RU2656265C1 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Stepdown meter of linear and angular velocities |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656265C1 true RU2656265C1 (en) | 2018-06-04 |
Family
ID=62560210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017116808A RU2656265C1 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Stepdown meter of linear and angular velocities |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656265C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2342515A (en) * | 1998-10-08 | 2000-04-12 | Daimler Chrysler Ag | Dual voltage vehicle power supply |
RU2215668C1 (en) * | 2002-11-11 | 2003-11-10 | ОАО "ОКБ им. А.С. Яковлева" | Complex of on-board electronic equipment for light multi-purpose aircraft |
RU2435280C1 (en) * | 2010-08-16 | 2011-11-27 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | System of power supply to equipment of mobile survey control complex |
RU2563333C2 (en) * | 2013-07-18 | 2015-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Inertial strapdown system |
-
2017
- 2017-05-15 RU RU2017116808A patent/RU2656265C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2342515A (en) * | 1998-10-08 | 2000-04-12 | Daimler Chrysler Ag | Dual voltage vehicle power supply |
RU2215668C1 (en) * | 2002-11-11 | 2003-11-10 | ОАО "ОКБ им. А.С. Яковлева" | Complex of on-board electronic equipment for light multi-purpose aircraft |
RU2435280C1 (en) * | 2010-08-16 | 2011-11-27 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | System of power supply to equipment of mobile survey control complex |
RU2563333C2 (en) * | 2013-07-18 | 2015-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Inertial strapdown system |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кутовой В.М. и др. Исследование характеристик бесплатформенного инерциального блока на базе волоконно-оптических гироскопов в процессе наземной отработки. // Сборник материалов ХVIII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, СПб, ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", 2011. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI631342B (en) | A method to reduce data rates and power consumption using device based attitude generation | |
CN102289306A (en) | Attitude sensing equipment and positioning method thereof as well as method and device for controlling mouse pointer | |
Li et al. | Gradient descent optimization-based self-alignment method for stationary SINS | |
Salychev | Verified approaches to inertial navigation | |
CN104931046A (en) | Miniature inertial measurement system | |
CN104931047A (en) | Micro-inertial measurement system based on voltage-stabilizing circuit | |
RU2656265C1 (en) | Stepdown meter of linear and angular velocities | |
Zhao et al. | A time‐controllable Allan variance method for MEMS IMU | |
Dichev et al. | A gyro-free system for measuring the parameters of moving objects | |
CN105371852B (en) | A kind of optimal Gyro choosing method based on Residual Generation device | |
RU2336496C1 (en) | Unit of strapdown orientation system included into system of visualisation and registration of mobile object motion | |
Shan et al. | Linear Kalman filter for attitude estimation from angular rate and a single vector measurement | |
Qin et al. | A new scheme of gyroscope free inertial navigation system using 9 accelerometers | |
Derevyankin et al. | Formalizing a sequential calibration scheme for a strapdown inertial navigation system | |
CN102914319B (en) | A kind of many optical fiber based on prior imformation used group static method for quick storage period | |
RU154196U1 (en) | ANGULAR SPEED SENSOR ON THE BASIS OF MICROMECHANICAL GYROSCOPES | |
RU2505786C2 (en) | System and method for determining spatial position and heading of airborne vehicle | |
Fontanella et al. | Exploiting low-cost compact sensor configurations performance by redundancy | |
Karvande et al. | Development of hardware-in-loop simulation test-bed for testing of navigation system-INS | |
Zhao et al. | A Study on Alignment of analytic Space Stable Inertial Navigation System | |
Grigorie et al. | A new method to reduce the noise of the miniaturised inertial sensors disposed in redundant linear configurations | |
KR101130069B1 (en) | Methode for calculating angular velocity using trapping measurment of ring laser gyroscope | |
Zhuravlev et al. | Usage of computer mechanics in the theory of inertial navigation systems | |
Kajánek | Testing of the possibilities of using IMUs with different types of movements | |
Jiao et al. | An improved six-position hybrid calibration for RLG POS in full temperature |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200516 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210521 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20220325 |