Методика измерения углов поворота твердотельных волновых гироскопов с применением принципа частотного разделения

Е. С. Трифонова; П. А. Ушаков

doi:10.22213/2410-9304-2021-1-54-58

Авторы

Е. С. Трифонова ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, Ижевск
П. А. Ушаков ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, Ижевск

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-1-54-58

Ключевые слова:

твердотельный волновой гироскоп (ТВГ), система управления, емкостной датчик, измерительная система, методы измерений, частотное разделение

Аннотация

В работе отмечается, что для точного позиционирования объектов в пространстве широко используются устройства, содержащие три и более твердотельных волновых гироскопов (ТВГ). В известных на сегодняшний день подобных устройствах каждый ТВГ использует индивидуальный набор электроники для каждого гироскопического датчика, выполненный в виде индивидуальных сборок печатных плат с монтажом. Безусловно, это сказывается на массогабаритных и надежностных показателях приборов. Для улучшения этих показателей предлагается информацию от всех датчиков обрабатывать с помощью одного процессора, используя частотное разделение каналов передачи сигналов на плату обработки. В статье представлена методика измерения углов поворота ТВГ, использующая данный принцип построения системы измерения. На основе физических принципов формирования сигналов на обкладках емкостных датчиков ТВГ получены выражения для формы сигналов, снимаемых с i-го датчика. Представлена структурная схема формирования синусного и косинусного каналов передачи сигналов с датчиков, спектры которых не содержат высокочастотной несущей. Получены математические выражения и последовательность их обработки в процессоре, которые позволяют вычислить углы поворота каждого ТВГ в определенный момент времени.

Библиографические ссылки

Rozelle D. The Hemispherical Resonator Gyro: From Wineglass to the Planets // Advances in the Astro-nautical Sciences. 2009. No. 134. Pp. 1157-1178.

Girard O., Caron J.M., Berthier P. HRG technology: a promising gyrometer space equipment / O. Girard // In Proceedings of the 6th International ESA Conference on Guidance, Navigation and Control Systems. Loutraki, Greece, 17–20 October 2005. Том 606. URL: http://articles.adsabs.harvard.edu/full/2006ESASP.606E.14G (дата обращения: 14.11.2020).

Delhaye F. HRG by Safran - The gamechanging technology / F. Delhaye // In Proceedings of the IEEE International Symposium on Inertial Sensors and Systems (INERTIAL) 2018. Moltrasio, Italy, 26–29 March 2018. С. 1–4. DOI: 10.1109/ISISS.2018.8358163

Rosellini L., Caron J.M. REGYS 20: A promising HRG-based IMU for space application / L. Rosellini // In Proceedings of the 7 th International ESA Conference on Guidance, Navigation & Control Systems. Tralee, County Kerry, Ireland, 2008. URL: https://ru.scribd. com/document/223246595/03-Rosellini (дата обращения: 14.11.2020).

Трифонова Е. С., Малых Д. В. Система измерения сигналов емкостных датчиков твердотельного волнового гироскопа с применением принципа частотного разделения каналов // Перспективы науки. 2020. № 7 (130). С. 47–53.

Лунин Б. С., Матвеев В. А., Басараб М. А. Волновой твердотельный гироскоп. Теория и техно-логия : монография. М. : Радиотехника, 2014. 176 с.

Шишаков К. В. Твердотельные волновые гироскопы: волновые процессы, управление, системная интеграция : монография. Ижевск : Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2018. 264 с.

Мельников Р. В., Щенятский А. В., Трутнев Г. А. Подходы к расчету технических характеристик твердотельного волнового гироскопа // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2018. Т. 21. № 1. С. 7–11.

Журавлев В. Ф. Двумерный осциллятор Ван дер Поля с внешним управлением // Нелинейная динамика. 2016. № 2. С. 211–222. DOI: 10/20537/nd1602004.

Датчики: Справочное пособие / В. М. Шарапов, Е. С. Полищук, Н. Д. Кошевой и др. М. : Техносфера, 2012. 624 с.

Измерительно-вычислительный комплекс «Твердотельный волновой гироскоп» / Г. А. Трутнев, С. Б. Назаров, К. К. Перевозчиков, А. В. Щенятский // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. № 3. С. 62–72. DOI: 10.22213/2410-9304-2017-3-62-72.

Трутнев Г. А., Перевозчиков К. К., Назаров С. Б. Система съема и способы измерения колебаний резонатора твердотельного волнового гироскопа // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2020. № 1 (130). С. 50-63. DOI: 10.18698/0236-3933-2020-1-50-63.

Першин В. Т. Формирование и генерирование сигналов в цифровой радиосвязи : учеб. пособие. М. : ИНФРА-М, 2013. 614 с.