АСТАТИЧНИЙ ІДЕНТИФІКАТОР В СИСТЕМІ КЕРУВАННЯ ЧУТЛИВИМ ЕЛЕМЕНТОМ ГІРОТЕОДОЛІТА
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.61(1).2021.237067Ключові слова:
гіротеодолит, астатичний ідентифікатор стану, система керуванняАнотація
Розглянуто основні особливості умов роботи засобів наземного орієнтування. Показано, що при наявності зовнішніх збурень можливим є виникнення додаткової похибки вимірювань. Наведено основні характеристики зовнішніх збурень.
Запропоновано нову структуру регулятора зворотного зв’язку, до складу якого входить астатичний ідентифікатор стану. Розглянуто математичну модель приладу у формі простору станів з врахуванням зовнішніх збурень. Керування положенням чутливого елементу запропоновано проводити методом модального керування за неповним вектором стану. Припускається, що вимірюваним параметром для ідентифікації вектору стану є кут відхилення чутливого елементу гіротеодоліту в азимуті. Проведено аналіз спостережуваності при заданій структурі матриць стану і вимірювань. Для зменшення похибки оцінювання, що виникає внаслідок наявності неконтрольованих збурень, в ідентифікаторі стану використовуються як пропорційний, так і інтегральний канали зворотного зв'язку. Визначено коефіцієнти спостережувача, що має астатичну складову в рівнянні стану у припущенні, що процес оцінювання має бути аперіодичним.
Проведено моделювання роботи астатичного ідентифікатору на основі розробленої програмної моделі. Коефіцієнти програмної моделі обрано на основі конструктивних рішень, що використовуються на сучасному етапі розвитку систем визначення азимутальних напрямків на базі гіротеодолітів. Розраховано коефіцієнти спостережувача для заданих параметрів приладу. Результати моделювання показали, що застосування запропонованого методу дозволяє суттєво зменшити вплив постійної складової зовнішнього збурення. Похибка оцінювання кутових координат і швидкостей, які використовуються в системі керування положенням чутливого елементу, астатичним ідентифікатором стану прямує до нуля, у той час, як статична система має постійну складову похибки.
У подальших дослідженнях планується побудова узагальненої системи, яка включає керування рухом чутливого елементу як в азимуті, так і в негіростабілізованій площині.
Посилання
Yu.Yu. Yuriev, “Modern gyroscopic devices of azimuth orientation”, In Proc. VI International Scientific and Technical Conference «INSTRUMENT МАКING: state and prospect», 24-25 April 2007, pp. 24-25. (In Ukrainian)
“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&lang=en
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.
Yu.Yu. Yuriev, E.S. Mashinistov, O.M. Likhotkin, “Small device for azimuthal orientation of directions. Development prospects”, In Proc. VIII International Scientific and Technical Conference «INSTRUMENT МАКING: state and prospect», 28-29 April 2009, pp. 23-24. (In Ukrainian)
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, “Gyrotheodolite error estimation under random vibration”, Bulletin of NTUU "KPI". Series Instrument making, is. 45, pp. 23-30, 2013. (In Ukrainian)
A.O. Boyarchuk, P.S. Myronenko, S.A. Murakhovsky, “PD-regulator in the contour of compensatory feedback of gyroedodolith”, Bulletin of NTUU "KPI", Series Instrument making, is. 55(1), pp. 19-25, 2018. (In Ukrainian)
N.T. Kuzovkov, Modal control and observing devices. Moscow: Mashinostroenie, 1976. (In Russian)
A.O. Boyarchuk, P.S. Myronenko, S.A. Murakhovsky, “Control system of gyrotheodolite sensitive element in non-gyrostabilized plane”, Bulletin of NTUU "KPI", Instrument making series, is. 57(1), pp. 19-25, 2019. (In Ukrainian)
A.O. Boyarchuk, P.S. Myronenko, S.A. Murakhovsky, “Gyrotheodolite control system that provides invariance of the output signal relative to the vibrational accelerations of the base”, Bulletin of the Engineering Academy of Ukraine, vol. 1, pp. 52-57, 2020. (In Ukrainian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
