Безплатформний інерціальний блок

Безплатформний інерціальний вимірювальний блок, що містить основу, на котрій розміщені гіро 3 35089 4 виділення корисної інформації, який з'єднаний з параметрів руху ЛА практично неможлива. Тому джерелом струму. безплатформений блок з трьома двоосними ДКШ На Фіг. приведена блок-схема безплатформає значні переваги. менного інерціального блоку. Наприклад, завдяки гіроскопам Г X і Г Z ми маєБезплатформенноий інерціальний блок місмо про кутову швидкість ωX інформацію з виходу тить блок акселерометрів 1, 2, 3 і блок гіроскопів 4, каналу як wx так і з виходу каналу wz .Таким 5, 6, що встановлені по осям X, Y, Z. Виходи аксеX X лерометрів 1, 2, 3 і гіроскопів 4, 5, 6 з'єднані з відчином, відмова одного з каналів не призводить до повідними входами електронного блока 8, який повної утрати інформації про кутову швидкість зв'язаний з джерелом живлення 7. відносно осі X. Окрім цього, використовуючи нижче При дії кутової швидкості і лінійного прископриведений алгоритм обробки вихідної інформації рення на безплатформенний інерціальний виміпо двом каналам, можна значно підвищити точрювальний блок на осі чутливості акселерометрів і ність в визначенні проекцій кутових швидкостей: гіроскопів будуть діяти проекції кутових швидкоæ w x + wz ö - æ wz - wx ö ç X X÷ ç X X÷ x (4) è ø è ø =w ; стей wx , wy , wy , wz , wz , wZ і лінійних прискоX X X Y Y Z 2 рень AX, AY, AZ. У результаті на виходах акселероæ w y + w x ö - æw x - wy ö метрів і гіроскопів з'являються вихідні сигнали, ç Y Y÷ ç Y Y÷ (5) è ø è ø =w ; пропорційні проекціям кутови х швидкостей і лінійY 2 них прискорень відносно осей чутливості X, Y і Z. Далі вихідні сигнали гіроскопів і акселерометрів æ wz + w y ö - æ w y - wz ö ç Z поступають на входи електронного блока 8 для Z÷ ç Z Z÷ (6) è ø è ø =w ; попередньої обробки. При цьому на електронний Z 2 блок покладається рішення наступних задач: x , wy - проекції кутових швидкостей на - математичне моделювання опорної системи де w X X координат 0xηz на основі сигналів, що поступають осі чутливості гіроскопа Г X, установленого відносвід гіроскопів, но осі Х літального апарату і відповідно паралель- перетворення приросту лінійних швидкостей, них осям X i Y; котрі практично представляють вихідні сигнали акселерометрів, до опорної системи координат. wy , wz - проекції кутових швидкостей на осі Y Y Завдяки направляючим косинусам процедура чутливості гіроскопа Г Y, установленого відносно перетворення приросту лінійних швидкостей може осі Y літального апарату і відповідно паралельних бути представлена у вигляді: осям Y i Z; DVопорн = СDV зв x wz , wZ - проекції кутових швидкостей на осі Z або чутливості гіроскопа Г Z, установленого відносно é DVx ù é c c c13 ù é DVX ù осі Z літального апарату і відповідно паралельних ê ú ê 11 12 ê DVh ú = êc 21 c22 c23 ú [ ]ê DVY ú , (1) осям Z і X. ú ê ú ê ú êc Припустимо істинне значення кутової швидкоc32 c33 ú ê DVZ ú û ë ê DVz ú ë 31 û ë û сті відносно осі Х складає 10 град/с. Тобто покаде C,cij (i,j=1,2,3) - відповідно матриця направзання гіроскопа Г Х дорівнюють w x = 10 град/с. Ізляючих косинусів і її елементи; X за похибки показання гіроскопа Г Z по каналу Х доΔVℓ ,ℓ=x,η,z - проекції приросту лінійної швидкостей ЛА відносно опорної системи координат 0xηz; рівнюють wz = 10,1 град/с. Після підстановки в (4) ΔVзв,ΔVi;і=X,Y,Z - приріст лінійної швидкості X маємо відносно зв'язаної з ЛА системи координат. Матриця направляючих косинусів є рішенням (10 + 10,1) - (10,1- 10) = 10 (град/с), наступного матричного диференційного рівняння: 2 Ċ(t)=С (t)·Ω, (2) що відповідає істинному значенню. де У тих випадках, коли w x = wz , то використоé 0 - wZ wY ù X X вується алгоритм W = ê wZ 0 - wX ú , (3) ê ú æw x + wz ö ê - wY w X 0 ú ç X ë û X÷ (7) è ø wX . в якому ωj,j=X,Y,Z - проекції вектора кутової 2 швидкості на вхідні осі гіроскопів. Якщо один з каналів відказує, то використовуЯк видно з виразу (1), точність рішення такої ється алгоритм задачі у значній мірі залежить від точності вихідної інформації датчиків кутової швидкості (ДКШ). (8) w x = wz wx X X X При цьому точність ДКШ залежить від похибки із-за центробіжних сил, кутового прискорення, При відмові виходу wz з гіроскопа Г X, або X впливу перехресних кутови х швидкостей і т.і. x = wz z Окрім цього при відмові одного з датчиків кутової (9) wX wX X швидкості в безплатформенних інерціальних блоках з трьома одноосними ДКШ задача визначення 5 35089 6 льного блока відносно до його використання в сиспри відмові виходу wx з гіроскопа Г X. темах орієнтації на малогабаритних літальних X Таким чином поставлені задачі повністю виріапаратах. шуються. Корисна модель дозволяє підвищити точність і надійність безплатформенного інерціа Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601