Повышение динамической точности гироскопа с внутренним упругим карданным подвесом в режиме датчика угловой скорости

В системах ориентации и навигации все чаще используются гироскопы с внутренним упругим карданным подвесом благодаря их преимуществам по сравнению с традиционными гироскопами: малым массогабаритным характеристикам, отсутствию сухого трения, достаточно высокой точности. Для обеспечения работоспособности и получения наилучших характеристик гироскопических систем в процессе эксплуатации необходимо исследовать не только статические, но и динамические характеристики гироскопа как важного звена этой автоматической системы регулирования. Все это требует подробного исследования влияния конструктивных и технологических факторов на динамическую точность работы гироскопа, а также системы в целом. Рассмотрен режим двухкомпонентного датчика угловой скорости, построенного на базе гироскопа с внутренним упругим карданным подвесом. Исследованы конструктивно-технологические факторы, определяющие динамическую точность этого типа гироскопа. Дана численная оценка влияния каждого рассмотренного фактора на точность работы двухкомпонентного прибора. Предложен вариант компенсации влияния неточности установки датчиков угла и датчиков момента на динамическую точность гироскопа и численно оценена его эффективность

Литература

[1] Craig R.J.G. Theory of operation of a two-axis-rate gyro. IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., 1990, vol. 26, no. 5, pp. 722--731. DOI: https://doi.org/10.1109/7.102707

[2] Craig R.J.G. Dynamically tuned gyros in strapdown systems. AGARD Conf. on Inertial Navigation Computers and Systems, 1972, pp. 12-1--12-17.

[3] Craig R.J.G. Theory of errors of a multigimbal, elastically supported, tuned gyroscope. IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., 1972, vol. AES-8, no. 3, pp. 280--288. DOI: https://doi.org/10.1109/TAES.1972.309510

[4] Howe E.W., Savet P.H. The dynamically tuned free rotor gyro. Control Engineering, 1964, pp. 67--72.

[5] De Castro Junqueira F., de Barros E. Development of a dynamically tuned gyroscope. ABCM Symposium Series in Mechatronics, 2004, vol. 1, pp. 470--478.

[6] Mansour W.M., Lacchini C. Two-axis dry tuned-rotor gyroscope --- design and technology. J. Guid. Control. Dyn., 1993, vol. 16, no. 3, pp. 417--425. DOI: https://doi.org/10.2514/3.21026

[7] Umadevi P., Navas A., Karuturi K., et al. Inertial navigation system for India’s reusable launch vehicle-technology demonstrator (RLV-TD HEX) mission. J. Inst. Eng. India Ser. C, 2017, vol. 98, no. 6, pp. 689--696. DOI: https://doi.org/10.1007/s40032-017-0404-8

[8] Elanskiy N.A., Pikunov D.G., Logachev A.V., et al. Algorythmic compensation of thermal errors of sensors of a strapdown inertial unit. Proc. ICINS, 2017. DOI: https://doi.org/10.23919/ICINS.2017.7995632

[9] Подчезерцев В.П., Тан С., Цинь Ц. Компоненты модели погрешности динамически настраиваемого гироскопа. Авиакосмическое приборостроение, 2015, № 1, с. 8--18.

[10] Подчезерцев В.П., Цинь Ц. Моделирование калибровки динамически настраиваемых гироскопов на одноосном гиростабилизаторе. Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, № 10. DOI: http://doi.org/10.18698/2308-6033-2017-10-1682

[11] Zhao Y., Zhao H., Huo X. Fixture error analysis and an improved calibration method for dynamically tuned gyroscopes. Proc. CGNCC, 2016, pp. 765--770. DOI: https://doi.org/10.1109/CGNCC.2016.7828882

[12] Guo J., Zhong M. Calibration and compensation of the scale factor errors in DTG POS. IEEE Trans. Instrum. Meas., 2013, vol. 62, no. 10, pp. 2784--2794. DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2013.2261631

[13] Hegazy S.A.E.H., Mahmoud A., Kamel A.M., et al. Calibration and compensation of scale factor non-linearity and non-orthogonality errors for dynamically tuned gyroscope. Proc. ICEENG, 2020, pp. 371--376. DOI: https://doi.org/10.1109/ICEENG45378.2020.9171734

[14] Dai M., Zhang C., Lu J. In-field calibration method for DTG IMU including g-sensitivity biases. IEEE Sensors J., 2019, vol. 19, no. 13, pp. 4972--4981. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2019.2898104

[15] Fu L., Yang X., Wang L.L. A novel calibration procedure for dynamically tuned gyroscope designed by D-optimal approach. J. Int. Meas. Confed., 2013, vol. 46, no. 9, pp. 3173--3180. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2013.05.026