Другие журналы
|
научное издание МГТУ им. Н.Э. БауманаНАУКА и ОБРАЗОВАНИЕИздатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211. ISSN 1994-0408
77-30569/327254 Исследование наблюдаемости ошибки азимутального ориентирования и инструментальных погрешностей трехосного гиростабилизатора инерциальной системы ориентации радиотелескопа
# 03, март 2012
Файл статьи:
Егоров_P.pdf
(159.71Кб)
УДК 529.17.06 МГТУ имени Н.Э. Баумана Для непрерывного определения положения зеркальной системы радиотелескопа в режиме измерений предложена оригинальная инерциальная система ориентации на базе трехосного гиростабилизатора [1]. В инерциальных системах ориентации, построенных на базе трехосных гиростабилизаторов, для азимутальной выставки или коррекции азимутального положения могут применяться методы автономного азимутального ориентирования, использующие только внутреннюю автономную измерительную информацию. В инерциальных системах ориентации, в которых основным режимом работы трехосного гиростабилизатора является режим приведения гироплатформы в плоскость горизонта [1, 2, 3], автономное азимутальное ориентирования или коррекцию азимутального положения гироплатформы целесообразно осуществлять путем измерения токов в каналах горизонтального приведения гироплатформы. Ошибки азимутального ориентирования гироплатформы при применении данного способа автономного азимутального ориентирования в основном зависят от инструментальных погрешностей трехосного гиростабилизатора (ТГС), а именно: ошибок чувствительных элементов и отклонений масштабных коэффициентов в каналах приведения; ошибок выставки гироблоков и акселерометров на гироплатформе; уходов гироплатформы; динамических ошибок в каналах приведения. Для исключения (минимизации) влияния инструментальных погрешностей ТГС на точность решения задачи автономного азимутального ориентирования применяют измерения токов в каналах горизонтального приведения при нескольких различных азимутальных положениях гироплатформы. Методы автономного азимутального ориентирования с использованием нескольких измерительных положений имеют ряд существенных недостатков, в основном связанных с необходимостью проведения быстрых разворотов гироплатформы в измерительные положения. Данных недостатков лишены способы автономного азимутального ориентирования, использующие непрерывное вращение гироплатформы [4]. В связи с этим целью работы является исследование условия наблюдаемости ошибки азимутального ориентирования и инструментальных погрешностей трехосного гиростабилизатора в способе автономного азимутального ориентирования по измерениям токов в каналах горизонтального приведения с вращением гироплатформы в азимуте путем применения командной прецессии. Результаты данных исследований использованы для построения рационального прецизионного алгоритма азимутального ориентирования по рассматриваемому способу. В процессе автономного азимутального ориентирования трехосный гиростабилизатор находится по горизонтальным каналам в режиме приведения, а по азимутальному каналу — в режиме стабилизации с командной прецессией, обеспечивающей вращение гироплатформы в азимуте. Ошибку ориентирования гироплатформы в этом случае удобно задавать вектором малого поворота , характеризующим малое отклонение в положении гироплатформы от модельного. Модельный (расчетный) трехгранник описывает движение приборного трехгранника (связанного с осями гироплатформы) относительно географического трехгранника в предположении отсутствия инструментальных погрешностей ТГС. За измерения в системе азимутального ориентирования удобно принять вектор , в котором , – отклонения токов в каналах горизонтального приведения от расчетных значений в процессе вращения гироплатформы по азимуту. Тогда на основе прецессионной теории уравнения состояния и наблюдений системы автономного азимутального ориентирования гироплатформы по измерениям токов в каналах горизонтального приведения с вращением гироплатформы в азимуте можно представить следующей парой: где: – вектор состояния; – вектор ошибок ориентирования гироплатформы; – вектор инструментальных погрешностей ТГС; , , – составляющие ухода гироплатформы по соответствующим осям; , – ошибки в соответствующих каналах горизонтального приведения; – ошибка в канале управления азимутальной прецессией; , , , – углы выставки горизонтальных гироблоков и акселерометров относительно плоскости гироплатформы; – угол неперпендикулярности входных осей горизонтальных гироблоков в горизонтальной плоскости; – вектор, характеризующий интенсивность измерительного шума в каналах горизонтального приведения гироплатформы; – кососимметрическая матрица, образованная составляющими угловой скорости движения приборного трехгранника относительно географического; – вектор ошибок угловой скорости движения приборного трехгранника: – ошибка угловой скорости по азимутальному каналу, , – ошибки угловой скорости приведения гироплатформы в горизонт; – матрица измерений размерности 2×15, зависящая от первоначальной выставки гироплатформы , закона управления движением гироплатформы и времени . Исследование наблюдаемости ошибки азимутального ориентирования и инструментальных погрешностей ТГС (вектора ) было проведено с использованием интегрального критерия для непрерывных динамических систем [5], связанного с исследованием невырожденности матрицы , в которой – переходная матрица системы. Время интегрирования соответствовало времени полного оборота гироплатформы по азимуту. Исследовались условия наблюдаемости при постоянном значении угловой скорости вращения гироплатформы и для случая переменной угловой скорости вращения гироплатформы . Результаты исследования наблюдаемости ошибок ориентирования гироплатформы и составляющих вектора инструментальных погрешностей представлены в таблице. Видно, что ошибка азимутального ориентирования гироплатформы наблюдаема полностью (отмечена знаком “плюс”), а остальные параметры или также полностью наблюдаемы, или наблюдаемы в линейной комбинации друг с другом (отмечены номерами параметров, входящих в линейную комбинацию). Кроме того, переменная скорость командной прецессии гироплатформы вокруг вертикальной оси позволяет увеличить количество раздельно наблюдаемых параметров. Таблица Результаты исследования наблюдаемости
Полученные результаты исследования наблюдаемости ошибки азимутального ориентирования и инструментальных погрешностей ТГС показали потенциально высокую эффективность применения метода автономного азимутального ориентирования по измерениям токов в каналах горизонтального приведения с вращением гироплатформы в азимуте и являются основой для построения прецизионного алгоритма азимутального ориентирования и исследования его погрешностей. Список литературы1. Артеменко Ю.Н., Егоров Ю.Г., Парщиков А.А., Смирнов С.В. Инерциальная система ориентации зеркальной системы радиотелескопа // Гироскопия и навигация. 2006. №4(55). С. 89. 2. Егоров Ю.Г., Смирнов С.В. Ошибки ориентирования зеркальной системы радиотелескопа // Труды XXXI академических чтений по космонавтике / Под общей редакцией А.К.Медведевой. М.: Комиссия РАН, 2007. C. 313. 3. Егоров Ю.Г., Смирнов С.В. Конструкция и основные характеристики инерциальной системы ориентации зеркальной системы радиотелескопа // Труды XXXI академических чтений по космонавтике / Под общей редакцией А.К.Медведевой. М.: Комиссия РАН, 2007. C. 313-314. 4. Егоров Ю.Г. Способ выставки и калибровки инерциальной навигационной системы. АС СССР №18299577, 1992. 21 с. 5. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А.Красовского М.: Наука, Гл.ред.физ-мат.лит, 1987. 712 с. Публикации с ключевыми словами: наблюдаемость, ошибка азимутального ориентирования, инструментальные погрешности, трехосный гиростабилизатор, инерциальная система ориентации Публикации со словами: наблюдаемость, ошибка азимутального ориентирования, инструментальные погрешности, трехосный гиростабилизатор, инерциальная система ориентации Смотри также: Тематические рубрики: Поделиться:
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|