Automation of technological and business processes

ISSN-print: 2312-3125
ISSN-online: 2312-931X
ISO: 26324:2012
Архiви

Зменшення похибки гіровертикалі при хитавиці об’єкта

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

О. І. Нестеренко
І. М. Платов
Д. В. Бугайов

Анотація

Гіровертикаль – гіроскопічний прилад,призначений для визначення орієнтації об’єкта відносно площини горизонту (кутів тангажу і крену). Дана робота присвячена дослідженню впливу хитавиці об’єкта на похибку гіровертикалі та її зменшенню. Причиною виникнення похибок при хитавиці є прискорення, яке виникає у місці встановлення гіровертикалі, і яке збурює систему корекції гіроскопу за сигналами акселерометрів (індикаторів горизонту). Для гіровертикалей найбільш поширені наступні типи корекції: пропорційна, пропорційно-інтегральна, постійна, змішана, а для безплатформної гіровертикалі – ще і фільтр Калмана та його різноманітні модифікації. Вибір того чи іншого типу залежить від вирішуваних задач і наявних можливостей у застосуванні складних типів корекції. В даній роботі досліджується гіровертикаль з постійною корекцією, оскільки вона має ряд переваг саме у роботі при хитавиці об'єкта. Запропоновано спосіб зменшення похибки шляхом автоматичного вимикання корекції за аналізом сигналів індикаторів горизонту, теоретично обґрунтована необхідність використання смугового фільтру для цих сигналів, запропонована методика вибору параметрів алгоритму вимикання корекції з точки зору мінімізації похибки гіровертикалі при хитавиці. Наведений приклад розрахунку параметрів системи корекції за запропонованою методикою. Для перевірки правильності розрахунків та підтвердження ефективності методики були використані дані, отримані під час стендових випробувань гіровертикалі MRU-B2 компанії Inertial Labs, побудованої на мікромеханічних датчиках. Виконано напівнатурне моделювання роботи гіровертикалі з запропонованим способом зменшення похибки при хитавиці. Результати досліджень підтвердили ефективність запропонованої методики та правильність аналітичних розрахунків, завдяки застосуванню відключення корекції під час хитавиці вдалося зменшити похибку приблизно на 80%. У подальших роботах планується дослідити роботу гіровертикалі з пропорційно-інтегральною корекцією (яка також широко використовується) при хитавиці з автоматичним відключенням корекції.

Ключові слова:
Гіровертикаль, система корекції, гіроскоп, акселерометр, індикатор горизонту, фільтр, хитавиця, прискорення

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Нестеренко, О., Платов, І., & Бугайов, Д. (2022). Зменшення похибки гіровертикалі при хитавиці об’єкта. Automation of Technological and Business Processes, 14(3), 37-42. https://doi.org/10.15673/atbp.v14i3.2351
Розділ
ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ І ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ У СИСТЕМАХ УПРАВЛІННЯ

Посилання

[1]. Borozdin V. N. Giroskopicheskie priboryi i ustroystva sistem upravleniya / V. N. Borozdin. - M.: Mashinostroenie, 1990. – 272 с.
[2]. Rivkin S.S., Berman Z.M., Okon I.M. Opredelenie parametrov orientatsii ob'ekta besplatformennoy inertsialnoy sistemoy. - SPb: TsNII "Elektropribor", 1996. - 226 с.
[3]. D. Gebre-Egziabher, G. H. Elkaim, J. D. Powell and B. W. Parkinson, "A gyro-free quaternion-based attitude determination system suitable for implementation using low cost sensors", IEEE Position Location and Navigation Symposium, pp. 185-192, 2000. doi: 10.1109/ PLANS.2000.838301.
[4]. K. Feng et al., "A New Quaternion-Based Kalman Filter for Real-Time Attitude Estimation Using the Two-Step Geometrically-Intuitive Correction Algorithm", Sensors (Basel), 2017. https://doi.org/10.3390/s17092146
[5]. Inertial labs. Motion Reference Units MRU. URL: https://inertiallabs.com/wp-content/uploads/2022/01/MRU_Datasheet.rev3_.3_Jan_2022-1.pdf (data zvernennia: 19.09.2022)