Прецизионный поворотный стенд с цифровой системой управления и инерциальными чувствительными элементами

Представлена математическая модель работы прецизионного поворотного стенда с цифровой системой управления и гироскопами двух типов. Волновой твердотельный и оптический гироскопы являются инерциальными чувствительными элементами системы. В предлагаемом схемотехническом решении выполняется двойное комплексирование от измерительных датчиков различной физической природы. В качестве первого типа датчиков применены оптические измерители угловой скорости, в основе работы которых лежит вихревой эффект Саньяка лазерный или волоконно-оптический гироскопы. Датчиком второго типа служит волновой твердотельный гироскоп, принцип работы которого базируется на эффекте Брайана. В качестве третьего типа датчика выступает оптический угловой энкодер прецизионный измеритель угла поворота платформы стенда. Оценены точностные и динамические характеристики стенда, в основе обеспечения которых лежат методы синтеза цифровых регуляторов системы автоматического управления стендом.

1. Матвеев В. В., Распопов В. Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем. СПб: ЦНИИ „Электроприбор“, 2009. 280 с.

2. Измайлов Е. А. Современные тенденции развития технологий инерциальных чувствительных элементов и систем летательных аппаратов // Труды ФГУП „НПЦАП“. Системы и приборы управления. 2010. № 1. С. 30–43.

3. Ривкин Б. С. Аналитический обзор состояния исследований и разработок в области навигации за рубежом. СПб: ЦНИИ „Электроприбор“, 2017–2024.

4. Калихман Д. М. Прецизионные управляемые стенды для динамических испытаний гироскопических приборов / Под ред. акад. В. Г. Пешехонова. СПб: ЦНИИ „Электроприбор“, 2008. 304 с.

5. Калихман Д. М., Седышев В. А. Прецизионное управляемое основание с волоконно-оптическим измерителем угловой скорости // Изв. вузов. Приборостроение. 2002. Т. 45, № 5. С. 30–37.

6. Депутатова Е. А., Калихман Д. М., Тараканов Н. В. Современная методика анализа динамических характеристик навигационных приборов и поворотных стендов для их контроля: учеб-метод. пособие. Саратов: СГТУ, 2024. 156 с.

7. Депутатова Е. А., Калихман Д. М., Никифоров В. М., Садомцев Ю. В. Прецизионные поворотные стенды нового поколения с инерциальными чувствительными элементами и цифровым управлением // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2014. № 2. С. 130–146.

8. Калихман Д. М., Депутатова Е. А., Пчелинцева С. В., Горбачев В. О. Концепция проектирования класса прецизионных поворотных стендов с инерциальными чувствительными элементами в цепи обратной связи // Гироскопия и навигация. 2022. № 3(118). С. 41–64.

9. Мельников Р. В., Трутнев Г. А. Твердотельный волновой гироскоп с независимыми каналами измерения угла и угловой скорости // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18, № 4. С. 21–29.

10. Ермаков Р. В. Разработка методов и алгоритмов повышения точности первичных преобразователей поворотных установок для измерения углов и угловых скоростей: дис. … канд. техн. наук. Саратов, 2017. 153 с.

11. Молчанов А. В., Осетров И. В., Чиркин М. В. Проблемы качества в технологии лазерного гироскопа // VIII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам: сб. докл. 2003. С. 207–209.

12. Журавлев В. Ф., Климов Д. М. Волновой твердотельный гироскоп. М.: Наука, 1985. 126 с.

13. Журавлев В. Ф., Переляев С. Е. Волновой твердотельный гироскоп – инерциальный датчик нового поколения с комбинированным режимом функционирования // Инновационные, информационные и коммуникационные технологии. 2016. № 1. С. 425–431.

14. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления. М.: Машиностроение, 1986. 446 с.

15. Садомцев Ю. В. Конструирование систем управления с обратной связью по критериям точности и грубости. Саратов: СГТУ, 2003. 297 с.

16. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975. 767 с.

17. Депутатова Е. А., Калихман Д. М., Полушкин А. В., Садомцев Ю. В. Цифровая стабилизация движений прецизионных управляемых оснований с инерциальными чувствительными элементами. I. Применение поплавкового измерителя угловой скорости // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2011. № 1. С. 120–132.