Способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании инерциальных систем управления для определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов. В способе выходной сигнал компенсируемого акселерометра подается на вход цифровой модели акселерометра, выход которой в виде сигнала, имитирующего отклонение маятника относительно нулевого положения, перемножается с выходным сигналом акселерометра, измерительная ось которого ортогональна измерительной оси компенсируемого акселерометра; сигнал, полученный в результате перемножения, суммируется с выходным сигналом акселерометра, полученный при этом сигнал соответствует измеряемому ускорению, очищенному от перекрестной связи. Техническим результатом изобретения является использование ортогональных акселерометров из одной навигационной системы в качестве основного и компенсирующего акселерометров. 1 ил.

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании инерциальных систем управления для определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов.

Известен способ компенсации перекрестной связи, описанный в книге "Командно-измерительные приборы" Б.И. Назаров, С.А. Черников, Г.А. Хлебников, Г.В. Верхов, Министерство обороны СССР, Москва 1987, стр. 47-65, принятый за прототип, в котором используют основной и дополнительный маятниковые акселерометры с наиболее идентичными параметрами, выходные оси которых параллельны друг другу, измеряют с помощью датчиков угла отклонения физических маятников под действием ускорения, при этом, создают противодействие отклонению маятников с помощью электрических пружин, состоящих из датчика угла и задатчика момента, связанных усилителем обратной связи, оси чувствительности акселерометров устанавливают параллельно друг другу, сигнал, соответствующий измеряемому ускорению с компенсированной перекрестной связью, получают путем суммирования выходных сигналов акселерометров. Недостатком способа является необходимость применения дополнительного стороннего акселерометра.

Задачей изобретения является использование ортогональных акселерометров из одной навигационной системы в качестве основного и компенсирующего акселерометров (т.е. отсутствие необходимости использования дополнительного стороннего акселерометра в навигационной системе).

Для решения поставленной задачи выходной сигнал компенсируемого акселерометра подается на вход цифровой модели акселерометра, выход которой в виде сигнала, имитирующего отклонение маятника относительно "нулевого" положения, перемножается с выходным сигналом акселерометра, измерительная ось которого ортогональна измерительной оси компенсируемого акселерометра; сигнал, полученный в результате перемножения, суммируется с выходным сигналом акселерометра, полученный при этом сигнал соответствует измеряемому ускорению, очищенному от перекрестной связи.

Способ компенсации перекрестных связей опирается на следующие соображения.

Модель движения акселерометра можно представить в следующем виде:

где

J - момент инерции маятника;

D - удельный момент сил вязкого трения;

К - коэффициент усиления "электрической пружины";

W(s) - передаточная функция регулятора;

ml - маятниковость;

а_х - измеряемое ускорение;

а_у - ускорение, измеряемое в ортогональном направлении.

В составе ускорений а_х и а_у из-за наличия вибраций на борту изделия могут быть периодические составляющие.

При появлении гармонической составляющей в ускорении уравнение акселерометра будет выглядеть следующим образом:

Составляющая Δa_ysinωt ρ содержит произведение двух синусоид, так как ρ содержит периодическую составляющую. Произведение синусоид порождает гармонику удвоенной частоты, смещенной относительно нулевого положения, так как

Следовательно, если перекрестная связь содержит периодические составляющие, то возникает погрешность смещения нуля акселерометра.

В составе инерциальной системы кроме акселерометра, измеряющего составляющую а_х, есть акселерометр, измеряющий ортогональную составляющую а_у, что может быть использовано для компенсации перекрестной связи.

Рассматриваемый способ компенсации перекрестных связей можно проиллюстрировать с помощью структурной схемы (рис. 1).

Сигнал компенсируемого основного акселерометра 1 подается на вход блока модели акселерометра 2, где определяется сигнал соответствующий отклонению маятника под действием ускорения. Для определения перекрестной связи этот сигнал перемножается в блоке умножения 3 с сигналом ортогонального дополнительного акселерометра 4. Сигнал перекрестной связи суммируется в сумматоре 5 с сигналом компенсируемого акселерометра для получения сигнала очищенного от перекрестной связи.

Таким образом, заявлен способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра, заключающийся в том, что используют основной и дополнительный маятниковые акселерометры с наиболее идентичными параметрами, выходные оси которых параллельны друг другу, измеряют с помощью датчиков угла отклонения физических маятников под действием ускорения, при этом создают противодействие отклонению маятников с помощью электрических пружин, состоящих из датчика угла и задатчика момента, связанных усилителем обратной связи. Отличительная особенность способа заключается в том, что в качестве дополнительного акселерометра используют акселерометр навигационной системы основного акселерометра так, что оси чувствительности акселерометров ортогональны друг другу, с помощью модели акселерометра определяют отклонение маятника основного акселерометра под действием ускорения, для чего сигнал основного акселерометра подают на вход модели акселерометра; формируют сигнал произведения выходного сигнала модели акселерометра и выходного сигнала дополнительного акселерометра, сигнал соответствующий измеряемому ускорению с компенсированной перекрестной связью получают путем суммирования сигнала произведения и сигнала основного акселерометра.

Техническим результатом изобретения является использование ортогональных акселерометров из одной навигационной системы в качестве основного и компенсирующего акселерометров (т.е. отсутствие необходимости использования дополнительного стороннего акселерометра в навигационной системе).

Способ компенсации перекрестных связей маятникового акселерометра, заключающийся в том, что используют основной и дополнительный маятниковые акселерометры с наиболее идентичными параметрами, выходные оси которых параллельны друг другу, измеряют с помощью датчиков угла отклонения физических маятников под действием ускорения, при этом создают противодействие отклонению маятников с помощью электрических пружин, состоящих из датчика угла и задатчика момента, связанных усилителем обратной связи, отличающийся тем, что в качестве дополнительного акселерометра используют акселерометр навигационной системы основного акселерометра так, что оси чувствительности акселерометров ортогональны друг другу, с помощью модели акселерометра определяют отклонение маятника основного акселерометра под действием ускорения, для чего сигнал основного акселерометра подают на вход модели акселерометра; формируют сигнал произведения выходного сигнала модели акселерометра и выходного сигнала дополнительного акселерометра, сигнал, соответствующий измеряемому ускорению с компенсированной перекрестной связью, получают путем суммирования сигнала произведения и сигнала основного акселерометра.