RU2735260C1 - Способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра - Google Patents
Способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2735260C1 RU2735260C1 RU2020106025A RU2020106025A RU2735260C1 RU 2735260 C1 RU2735260 C1 RU 2735260C1 RU 2020106025 A RU2020106025 A RU 2020106025A RU 2020106025 A RU2020106025 A RU 2020106025A RU 2735260 C1 RU2735260 C1 RU 2735260C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- accelerometer
- signal
- main
- accelerometers
- pendulum
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании инерциальных систем управления для определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов. В способе выходной сигнал компенсируемого акселерометра подается на вход цифровой модели акселерометра, выход которой в виде сигнала, имитирующего отклонение маятника относительно нулевого положения, перемножается с выходным сигналом акселерометра, измерительная ось которого ортогональна измерительной оси компенсируемого акселерометра; сигнал, полученный в результате перемножения, суммируется с выходным сигналом акселерометра, полученный при этом сигнал соответствует измеряемому ускорению, очищенному от перекрестной связи. Техническим результатом изобретения является использование ортогональных акселерометров из одной навигационной системы в качестве основного и компенсирующего акселерометров. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании инерциальных систем управления для определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов.
Известен способ компенсации перекрестной связи, описанный в книге "Командно-измерительные приборы" Б.И. Назаров, С.А. Черников, Г.А. Хлебников, Г.В. Верхов, Министерство обороны СССР, Москва 1987, стр. 47-65, принятый за прототип, в котором используют основной и дополнительный маятниковые акселерометры с наиболее идентичными параметрами, выходные оси которых параллельны друг другу, измеряют с помощью датчиков угла отклонения физических маятников под действием ускорения, при этом, создают противодействие отклонению маятников с помощью электрических пружин, состоящих из датчика угла и задатчика момента, связанных усилителем обратной связи, оси чувствительности акселерометров устанавливают параллельно друг другу, сигнал, соответствующий измеряемому ускорению с компенсированной перекрестной связью, получают путем суммирования выходных сигналов акселерометров. Недостатком способа является необходимость применения дополнительного стороннего акселерометра.
Задачей изобретения является использование ортогональных акселерометров из одной навигационной системы в качестве основного и компенсирующего акселерометров (т.е. отсутствие необходимости использования дополнительного стороннего акселерометра в навигационной системе).
Для решения поставленной задачи выходной сигнал компенсируемого акселерометра подается на вход цифровой модели акселерометра, выход которой в виде сигнала, имитирующего отклонение маятника относительно "нулевого" положения, перемножается с выходным сигналом акселерометра, измерительная ось которого ортогональна измерительной оси компенсируемого акселерометра; сигнал, полученный в результате перемножения, суммируется с выходным сигналом акселерометра, полученный при этом сигнал соответствует измеряемому ускорению, очищенному от перекрестной связи.
Способ компенсации перекрестных связей опирается на следующие соображения.
Модель движения акселерометра можно представить в следующем виде:
где
J - момент инерции маятника;
D - удельный момент сил вязкого трения;
К - коэффициент усиления "электрической пружины";
W(s) - передаточная функция регулятора;
ml - маятниковость;
ах - измеряемое ускорение;
ау - ускорение, измеряемое в ортогональном направлении.
В составе ускорений ах и ау из-за наличия вибраций на борту изделия могут быть периодические составляющие.
При появлении гармонической составляющей в ускорении уравнение акселерометра будет выглядеть следующим образом:
Составляющая Δaysinωt ρ содержит произведение двух синусоид, так как ρ содержит периодическую составляющую. Произведение синусоид порождает гармонику удвоенной частоты, смещенной относительно нулевого положения, так как
Следовательно, если перекрестная связь содержит периодические составляющие, то возникает погрешность смещения нуля акселерометра.
В составе инерциальной системы кроме акселерометра, измеряющего составляющую ах, есть акселерометр, измеряющий ортогональную составляющую ау, что может быть использовано для компенсации перекрестной связи.
Рассматриваемый способ компенсации перекрестных связей можно проиллюстрировать с помощью структурной схемы (рис. 1).
Сигнал компенсируемого основного акселерометра 1 подается на вход блока модели акселерометра 2, где определяется сигнал соответствующий отклонению маятника под действием ускорения. Для определения перекрестной связи этот сигнал перемножается в блоке умножения 3 с сигналом ортогонального дополнительного акселерометра 4. Сигнал перекрестной связи суммируется в сумматоре 5 с сигналом компенсируемого акселерометра для получения сигнала очищенного от перекрестной связи.
Таким образом, заявлен способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра, заключающийся в том, что используют основной и дополнительный маятниковые акселерометры с наиболее идентичными параметрами, выходные оси которых параллельны друг другу, измеряют с помощью датчиков угла отклонения физических маятников под действием ускорения, при этом создают противодействие отклонению маятников с помощью электрических пружин, состоящих из датчика угла и задатчика момента, связанных усилителем обратной связи. Отличительная особенность способа заключается в том, что в качестве дополнительного акселерометра используют акселерометр навигационной системы основного акселерометра так, что оси чувствительности акселерометров ортогональны друг другу, с помощью модели акселерометра определяют отклонение маятника основного акселерометра под действием ускорения, для чего сигнал основного акселерометра подают на вход модели акселерометра; формируют сигнал произведения выходного сигнала модели акселерометра и выходного сигнала дополнительного акселерометра, сигнал соответствующий измеряемому ускорению с компенсированной перекрестной связью получают путем суммирования сигнала произведения и сигнала основного акселерометра.
Техническим результатом изобретения является использование ортогональных акселерометров из одной навигационной системы в качестве основного и компенсирующего акселерометров (т.е. отсутствие необходимости использования дополнительного стороннего акселерометра в навигационной системе).
Claims (1)
- Способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра, заключающийся в том, что используют основной и дополнительный маятниковые акселерометры с наиболее идентичными параметрами, выходные оси которых параллельны друг другу, измеряют с помощью датчиков угла отклонения физических маятников под действием ускорения, при этом создают противодействие отклонению маятников с помощью электрических пружин, состоящих из датчика угла и задатчика момента, связанных усилителем обратной связи, отличающийся тем, что в качестве дополнительного акселерометра используют акселерометр навигационной системы основного акселерометра так, что оси чувствительности акселерометров ортогональны друг другу, с помощью модели акселерометра определяют отклонение маятника основного акселерометра под действием ускорения, для чего сигнал основного акселерометра подают на вход модели акселерометра; формируют сигнал произведения выходного сигнала модели акселерометра и выходного сигнала дополнительного акселерометра, сигнал, соответствующий измеряемому ускорению с компенсированной перекрестной связью, получают путем суммирования сигнала произведения и сигнала основного акселерометра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020106025A RU2735260C1 (ru) | 2020-02-07 | 2020-02-07 | Способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020106025A RU2735260C1 (ru) | 2020-02-07 | 2020-02-07 | Способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2735260C1 true RU2735260C1 (ru) | 2020-10-29 |
Family
ID=73398443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020106025A RU2735260C1 (ru) | 2020-02-07 | 2020-02-07 | Способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2735260C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6651027B2 (en) * | 1999-09-20 | 2003-11-18 | American Gnc Corporation | Processing method for motion measurement |
SU1839841A1 (ru) * | 1978-10-04 | 2005-08-10 | Государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. акад. Н.А.Пилюгина" (ГУП "НПЦ АП") | Способ определения стабильности положения оси чувствительности маятникового компенсационного акселерометра |
SU1839855A1 (ru) * | 1976-09-23 | 2006-06-20 | Государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им.акад. Н.А.Пилюгина" | Способ определения смещения нуля маятникового компенсационного акселерометра |
US7418364B1 (en) * | 1998-06-05 | 2008-08-26 | Crossbow Technology, Inc. | Dynamic attitude measurement method and apparatus |
RU2669263C1 (ru) * | 2017-08-30 | 2018-10-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Автоматизированные Измерительные Системы И Технологии" | Способ и устройство калибровки инерциальных измерительных модулей |
-
2020
- 2020-02-07 RU RU2020106025A patent/RU2735260C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1839855A1 (ru) * | 1976-09-23 | 2006-06-20 | Государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им.акад. Н.А.Пилюгина" | Способ определения смещения нуля маятникового компенсационного акселерометра |
SU1839841A1 (ru) * | 1978-10-04 | 2005-08-10 | Государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. акад. Н.А.Пилюгина" (ГУП "НПЦ АП") | Способ определения стабильности положения оси чувствительности маятникового компенсационного акселерометра |
US7418364B1 (en) * | 1998-06-05 | 2008-08-26 | Crossbow Technology, Inc. | Dynamic attitude measurement method and apparatus |
US6651027B2 (en) * | 1999-09-20 | 2003-11-18 | American Gnc Corporation | Processing method for motion measurement |
RU2669263C1 (ru) * | 2017-08-30 | 2018-10-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Автоматизированные Измерительные Системы И Технологии" | Способ и устройство калибровки инерциальных измерительных модулей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Usoro et al. | A finite element/Lagrange approach to modeling lightweight flexible manipulators | |
US4611491A (en) | Accelerometer system | |
TWI482946B (zh) | 旋轉速率感測器用的補償電路與其補償方法 | |
Fontanella et al. | An extensive analysis for the use of back propagation neural networks to perform the calibration of MEMS gyro bias thermal drift | |
Sedelnikov et al. | How to estimate microaccelerations for spacecraft with elliptical orbit | |
Ghemari | Study and analysis of the piezoresistive accelerometer stability and improvement of their performances | |
Ivoilov et al. | Detection of unrevealed non-linearities in the layout of the balancing robot | |
KR101183823B1 (ko) | 조종 반력 제어 시스템 및 방법 | |
RU2735260C1 (ru) | Способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра | |
US2959347A (en) | Means for extending the useful frequency response of measuring instruments | |
Ghemari | Analysis and optimization of vibration sensor | |
RU2566655C1 (ru) | Способ измерения кажущегося ускорения и пьезоэлектронный акселерометр для его реализации | |
EP3237844B1 (en) | Method for suppresion of g-sensitivity of mems gyroscope | |
Xiaoyao et al. | Improved angular velocity estimation using MEMS sensors with applications in miniature inertially stabilized platforms | |
RU2060463C1 (ru) | Способ определения и компенсации ухода трехосного гиростабилизатора | |
JP2003161670A (ja) | 振動台の応答評価方法および特性評価方法 | |
Kapeel et al. | Modeling and simulation of low cost MEMS gyroscope using matlab (simulink) for UAV autopilot design | |
JPH09189548A (ja) | 列車用姿勢角センサ | |
Hegazy et al. | Improved multi-position calibration method for mechanical inertia measurement units | |
Liu et al. | Novel control strategy of force-balance accelerometers for measurement error minimization | |
SU596763A1 (ru) | Амортизатор с автоматическим управлением | |
RU2764744C1 (ru) | Двухосный индикаторный гиростабилизатор | |
Sladka et al. | Application of control algorithms in. net micro framework technology | |
US3451643A (en) | Strapdown guidance system | |
Bakhtieva et al. | The Multifunctional Modulation Micromechanical Gyro |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20220325 |