RU2806248C2 - Способ компенсации перекрестных погрешностей в измерительных каналах динамически настраиваемого гироскопа - Google Patents
Способ компенсации перекрестных погрешностей в измерительных каналах динамически настраиваемого гироскопа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806248C2 RU2806248C2 RU2022100495A RU2022100495A RU2806248C2 RU 2806248 C2 RU2806248 C2 RU 2806248C2 RU 2022100495 A RU2022100495 A RU 2022100495A RU 2022100495 A RU2022100495 A RU 2022100495A RU 2806248 C2 RU2806248 C2 RU 2806248C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angular
- channel
- ars
- adder
- dtg
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах, использующих датчики угловых скоростей (ДУС) на базе динамически настраиваемого гироскопа (ДНГ). Способ уменьшения перекрестных погрешностей выходной информации ДУС на базе ДНГ, вызванных воздействием угловых ускорений, характеризуется тем, что измеряют угловые скорости по первому и второму каналам ДУС на базе ДНГ и подают их на первые входы сумматоров, на второй вход сумматора первого канала подают угловое ускорение второго канала. На второй вход сумматора второго канала подают угловое ускорение первого канала, причем угловые ускорения получены в ходе дифференцирования измеренных угловых скоростей первого и второго каналов и приведены к масштабу угловых скоростей с помощью соответствующих коэффициентов перекрестных связей. Далее в каждом сумматоре осуществляют компенсацию угловой скорости соответствующего канала ДУС с привлечением углового ускорения смежного канала ДУС, на выходе получают скомпенсированные угловые скорости каждого канала ДУС на базе ДНГ. Технический результат – повышение точностных характеристик ДУС на базе ДНГ. 2 ил.
Description
Данное изобретение относится к датчикам угловой скорости на базе динамически настраиваемого гироскопа, а конкретно к способу уменьшения погрешности вызванной угловым ускорением в смежном канале.
Динамически настраиваемый гироскоп (ДНГ) имеет внутренний карданов подвес, который изнутри крепится торсионами к валу электродвигателя, а снаружи торсионами к маховику. В современных ДНГ узел подвеса изготавливается из цельной заготовки электроэрозионным способом для обеспечения монолитного задела торсионов. Датчики угла и момента расположены вблизи ротора. Так как ротор закреплен консольно на валу двигателя, он менее подвержен действию тепловых полей и имеет более стабильное положение центра масс. Такие конструктивные особенности обуславливают меньшие габариты относительно классического датчика угловой скорости (ДУС). Момент трения в подвесе проявляется только в результате внутреннего трения упругих торсионов, что гораздо меньше момента трения без смазочного материала. Кроме того, такой момент сравним с моментом трения со смазочным материалом. Из вышесказанного можно сделать вывод о том, что погрешность такого прибора меньше погрешности классического ДУСа наряду с более высокой стабильностью показаний. Однако момент между ротором и валом в гироскопе снижается за счет динамической настройки, т.е. в подборе таких параметров торсионов, внутренних колец и величины угловой скорости ротора, чтобы жесткость торсионов на скручивание компенсировалась (в среднем за оборот) динамическим опрокидывающим моментом кольца (резонанс).
Отклонение ротора от начального положения регистрируется датчиком угла (ДУ) и компенсируется датчиком момента (ДМ) замкнутого через усилитель обратной связи на ДУ. Выходным сигналом гироскопа, снимаемым с ДМ, является напряжение, величина которого характеризует угловую скорость вращения основания, а знак - направление вращения.
При воздействии углового ускорения по одной из измерительных осей ДНГ, в смежном измерительном канале датчика детектируются ложные измерения. Причиной появления погрешностей в выходном сигнале при изменении угловой скорости основания является изменение наклона ротора относительно его оси, что необходимо для изменения тока в датчике момента. При этом амплитуда резонансных колебаний ротора на оси не соответствует наклону оси и на время установления нового уровня колебаний упругость подвеса не компенсируется кинетическими моментами ротора, что приводит к возникновению сигнала по другой оси ДНГ.
Известен датчик угловой скорости [1], содержащий корпус, динамически настроенный ротор и два канала измерения, каждый из которых содержит усилитель, преобразователь угла и преобразователь момента с измерителем тока, которые выполняют функции датчиков угла и момента гироскопа соответственно.
Наиболее близким по техническому решению является датчик угловой скорости на базе динамически настраиваемого гироскопа [2]. Недостатком является неэффективность компенсации при воздействии по двум осям.
Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности выходной информации ДНГ за счет устранения погрешности измерения угловой скорости, зависящей от углового ускорения в смежном канале и, как следствие, повышении точностных характеристик ДУС на базе ДНГ.
Технический результат достигается за счет того, что измеренные угловые скорости по первому и второму каналам ДУС на базе динамически настраиваемого гироскопа подают на первые входы сумматоров, а на второй вход сумматора первого канала подают угловое ускорение второго канала, а на второй вход сумматора второго канала подают угловое ускорение первого канала, причем угловые ускорения полученные в ходе дифференцированияизмеренных угловых скоростей первого и второго каналов приводятся к масштабу угловых скоростей с помощью соответствующих коэффициентов перекрестных связей. Далее в каждом сумматоре осуществляют компенсацию угловой скорости соответствующего канала ДУС с привлечением углового ускорения смежного канала ДУС. В результате на выходе получают скомпенсированные угловые скорости каждого канала ДУС на базе динамически настраиваемого гироскопа.
Данный способ реализации представлен на фиг. 1, где - измеренные угловые скорости по соответствующим каналам датчика; - угловые ускорения (получены дифференцированием угловых скоростей); k1, k2 - коэффициенты перекрестных связей для приведения угловых ускорений к масштабу угловых скоростей; ω1, ω2 - компенсированные угловые скорости.
Источники информации
1. "Динамически настраиваемые гироскопы." Д.С. Пельпор, В.А. Матвеев, В.Д. Арсеньев. "Машиностроение", Москва, 1988 г., стр. 249-252.
2. Патент РФ №2809028, МПК G01С 19/02, 2006 г., СПК G01С 19/02, 2019 г.
Claims (1)
- Способ уменьшения перекрестных погрешностей выходной информации датчика угловых скоростей (ДУС) на базе динамически настраиваемого гироскопа, вызванных воздействием угловых ускорений, характеризующийся тем, что измеряют угловые скорости по первому и второму каналам ДУС на базе динамически настраиваемого гироскопа и подают их на первые входы сумматоров, на второй вход сумматора первого канала подают угловое ускорение второго канала, а на второй вход сумматора второго канала подают угловое ускорение первого канала, причем угловые ускорения получены в ходе дифференцирования измеренных угловых скоростей первого и второго каналов и приведены к масштабу угловых скоростей с помощью соответствующих коэффициентов перекрестных связей, далее в каждом сумматоре осуществляют компенсацию угловой скорости соответствующего канала ДУС с привлечением углового ускорения смежного канала ДУС, на выходе получают скомпенсированные угловые скорости каждого канала ДУС на базе динамически настраиваемого гироскопа.
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022100495A RU2022100495A (ru) | 2023-07-11 |
RU2806248C2 true RU2806248C2 (ru) | 2023-10-30 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010088119A2 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Gyrodata Incorporated | Reducing error contributions to gyroscopic measurements from a wellbore survey system |
RU2709028C1 (ru) * | 2018-12-10 | 2019-12-13 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Датчик угловой скорости на базе динамически настраиваемого гироскопа |
RU2725880C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2020-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Двухканальный датчик угловой скорости |
RU2750027C1 (ru) * | 2020-11-17 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Одноосный индикаторный горизонтальный гиростабилизатор |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010088119A2 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Gyrodata Incorporated | Reducing error contributions to gyroscopic measurements from a wellbore survey system |
RU2709028C1 (ru) * | 2018-12-10 | 2019-12-13 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Датчик угловой скорости на базе динамически настраиваемого гироскопа |
RU2725880C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2020-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Двухканальный датчик угловой скорости |
RU2750027C1 (ru) * | 2020-11-17 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Одноосный индикаторный горизонтальный гиростабилизатор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6481283B1 (en) | Coriolis oscillating gyroscopic instrument | |
TW468035B (en) | Micro inertial measurement unit | |
Geiger et al. | MEMS IMU for ahrs applications | |
US4793195A (en) | Vibrating cylinder gyroscope and method | |
US20140116134A1 (en) | Micromechanical structure | |
CN112611887B (zh) | 一种基于模型参数辨识的陀螺加速度计输出补偿方法 | |
KR101658473B1 (ko) | Mems자이로스코프의 가속도 민감도 보정 방법 | |
US20050028392A1 (en) | Flexure Plate Capacitive Compass | |
CN1851473A (zh) | 角速度测量方法及测量装置 | |
RU2806248C2 (ru) | Способ компенсации перекрестных погрешностей в измерительных каналах динамически настраиваемого гироскопа | |
JP4112684B2 (ja) | 振動ジャイロ | |
JPS61164109A (ja) | 振動式角速度計 | |
RU151978U1 (ru) | Чувствительный элемент волнового твердотельного гироскопа | |
CN105953781A (zh) | 一种应用在无线传感器网络的音叉式微机械陀螺传感器 | |
US3241377A (en) | Method of and apparatus for detecting angular motion | |
RU2382331C1 (ru) | Одноосный силовой гиростабилизатор | |
EP3798642B1 (en) | Coriolis vibratory accelerometer system | |
US4258577A (en) | Gyroscopic apparatus | |
JPH08110225A (ja) | 傾斜角度測定装置 | |
US9303994B2 (en) | Planar Coriolis gyroscope | |
Hulsing | Single coriolis inertial rate and acceleration sensor | |
Chikovani et al. | Errors Compensation of Ring-Type MEMS Gyroscopes Operating in Differential Mode | |
CN115931009B (zh) | 一种基于陀螺仪和激光测距的惯性器件离心测量方法 | |
EP0059628A1 (en) | Angular rate measuring device | |
JPS60162917A (ja) | 多重センサ |