DOI: https://doi.org/10.20535/1970.57(1).2019.172014

СИСТЕМА КЕРУВАННЯ РУХОМ ЧУТЛИВОГО ЕЛЕМЕНТУ ГІРОТЕОДОЛІТУ В НЕГІРОСТАБІЛІЗОВАНІЙ ПЛОЩИНІ

Anatolii Boyarchuk, Pavlo Myronenko, Serhii Murakhovsky

Анотація


Розглянуто характеристики сучасних гіротеодолітів як пристроїв для наземного орієнтування. Показано, що для підвищення точності приладів в умовах зовнішніх збурень можна використовувати методи зменшення амплітуди коливань чутливого елементу в негіростабілізованій площині. Розглянуто кінематику поворотів та рівняння руху чутливого елементу гіротеодоліту.

Запропоновано нову систему керування положенням чутливого елементу гіротеодоліту в негіростабілізованій площині. Формування зворотного зв'язку проводиться методами модального керування. Проведено розрахунок коєфіцієнтів регулятора. Розроблено спостережувач, інформація з якого використовується при формуванні керуючого впливу. Показано збіжність оцінок спостережувача точним значенням змінних стану системи.

Проведено аналіз частотних характеристик розімкненої та замкненої систем. Показано, що частотні характеристики розімкненої системи мають резонансні піки на частотах, які відповідають полюсам передаточних функцій. За рахунок вибору власної частоти замкненої системи досягнуто значне зменшення коєфіцієнту передачі в області середніх частот. За результатами моделювання показано, що застосування запропонованої системи керування дозволяє суттєво зменшити амплітуду вимушених коливань чутливого елементу, а також забезпечує демпфірування власних коливань. Проведено моделювання роботи системи керування при неточних вимірюваннях кутового відхилення чутливого елементу в негіростабілізованій площині. Вимірювальний шум вважається білим шумом, причому показано, що випадкова складова вихідного сигналу має значно меншу амплітуду порівняно з некерованою системою.

У подальшому дослідження можуть бути спрямовані на розробку методів підвищення точності гіротеодолітів з використанням інформаційних сигналів у системі керування.


Ключові слова


гіротеодолит; система керування; динамічні властивості

Повний текст:

PDF

Посилання


Ю. Ю. Юр’єв, “Modern gyroscopic devices of azimuth orientation”, In Proc. VI International Scientific and Technical Conference «Instrumentation: the state and prospects», 24-25 April 2007, pp. 24-25. [in Ukrainian]

Andrew R. Spielvogel; Louis L. Whitcomb, “A stable adaptive attitude estimator on SO(3) for true-North seeking gyrocompass systems: Theory and preliminary simulation evaluation”, In Proc. 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation, May 29 -June 3 2017, pp. 3231 – 3236.

Li Guodong; Wang Xiangjin; Wang Jia; Su Peng, “Design and Analysis of North-seeking Method by Time Differencing Method of Gyro-theodolite”, In Proc. 2012 Second International Conference on Instrumentation, Measurement, Computer, Communication and Control, 8-10 December, 2012, pp: 313 – 317.

“GYROMAT 5000. The Most Accurate Precision-Surveying Gyroscope in the World”, 2013. [Online]. Available: https://www.dmt-group.com/fileadmin/user_upload/GYROMAT_5000_En.pdf . [Accessed: Apr. 05, 2019]

“GYROMAX™ Gyroscopes”, 2014. [Online]. Available: http://www.gmt-heger.com/index.php?id=8〈=en. [Accessed: Apr. 05, 2019]

S.A. Murakhovsky, Yu.F. Lazarev, P.S. Mironenko, “Dynamics of the land compensating pendulum gyrocompass”, Bulletin of the Engineering Academy of Ukraine, vol. 2, pp. 125-130, 2010. [in Russian]

S. A. Murakhovsky, “Method for determination of additional parameters of motion of the sensitive element of the gyrotheodolite”, Bulletin of the Engineering Academy of Ukraine, vol. 2, pp. 106-109, 2012.[in Russian]

N. T. Kuzovkov, Modal control and observing devices. Moscow: Mashinostroenie, 1976. [in Russian]




Copyright (c) 2019 Рівні права