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

E. S. Trifonova; P. A. Ushakov

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

Authors

E. S. Trifonova Kalashnikov ISTU, Izhevsk
P. A. Ushakov Kalashnikov ISTU, Izhevsk

DOI:

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

Keywords:

hemispherical resonator gyroscope (HRG), control system, capacitive sensor, measuring system, method of measuring, frequency division

Abstract

The paper notes that devices containing three or more hemispherical resonator gyroscopes (HRG) are widely used for accurate positioning of objects in space. In such devices known to date, each HRG uses an individual set of electronics for each gyroscopic sensor, made in the form of individual assemblies of printed circuit boards with surface mounting. Of course, this affects the weight and size and reliability of devices. To improve these indicators, it is proposed to process information from all sensors by means of a single processor using frequency division of signal transmission channels on the processing board. The paper presents a method for measuring the angles of rotation of HRG, using this principle of building a measurement system. Based on the physical principles of signal generation on the plates of capacitive HRG sensors, expressions are obtained for the shape of signals taken from the i-th sensor. A block diagram of the formation of sine and cosine channels for transmitting signals from sensors whose spectra do not contain a high-frequency carrier is presented. Mathematical expressions and the sequence of their processing in the processor are obtained, which allow calculating the rotation angles of each HRG at a certain time.

References

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.