Методика оценки характеристик измерителя угловой скорости посредством фильтра Калмана и вариации Аллана

Д. А. Кутовой, О. И. Маслова, С. Ю. Перепёлкина, Ю. С. Тиунов, А. А. Федотов

Аннотация


Предложена методика оценки основных характеристик инерциальных измерителей угловой скорости среднего и низкого классов точности, включая шумовые составляющие измерительного канала. Методика основана на обработке выходной информации измерителя посредством дискретного фильтра Калмана и метода вариации Аллана. Оцениваемыми характеристиками являются погрешности масштабного коэффициента и смещения нулевого сигнала, а также ряд типовых шумовых составляющих. Приведены оценки уровня методической погрешности для рассматриваемой методики на основе математического моделирования измерительной информации с внесением в неё различного рода оцениваемых погрешностей. Практическая апробация данной методики показана на примере обработки результатов испытаний, проведённых для двух инерциальных измерителей, основанных на различных принципах действия. Один из них – прибор ВГ910-МК470 разработки ЗАО «Физоптика», г. Арзамас, содержащий один волоконно-оптический гироскоп среднего класса точности, второй – прибор ADIS16405 разработки Analog Devices (США), реализованный на базе трёх микромеханических гироскопов низкого класса точности.


Ключ. слова


Инерциальный измеритель угловой скорости; волоконно-оптический гироскоп; микромеханический гироскоп; фильтр Калмана; вариация Аллана; стендовые испытания

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Allan D.W. Statistics of atomic frequency standards // Proceedings of the IEEE. 1966. V. 54, Iss. 2. P. 221-230. DOI: 10.1109/proc.1966.4634

2. IEEE Standard 1554-2005 IEEE Recommended Practice for Inertial Sensor Test Equipment, Instrumentation, Data Acquisition, and Analysis.

3. Кутовой Д.А., Маслова О.И., Перепёлкина С.Ю., Федотов А.А. К вопросу оценки шумовых составляющих измерительного тракта по методу вариации Аллана // Гироскопия и навигация. 2015. № 2(89). С. 30-39.

4. Маслова О.И., Тиунов Ю.С. Оценка погрешностей измерителя угловой скорости по результатам испытаний на стенде качания // Сборник тезисов VII научно-технической конференции молодых специалистов «Ракетно-космическая техника». Сер. XI. Системы управления ракетных комплексов. Екатеринбург: НПО автоматики им. академика Н.А. Семихатова, 2015. С. 116-117.

5. Медич Дж. Статистически оптимальные линейные оценки и управление. Москва: Энергия, 1973. 440 с.

6. Арендт В.Р., Сэвент К.Дж. Практика следящих систем. Москва: Госэнергоиздат, 1962. 556 с.

7. Попков С.Л. Следящие системы. Москва: Высшая школа, 1963. 304 с.

8. Листвин В.Н., Логозинский В.Н. Миниатюрные волоконно-оптические гироскопы // Радиотехника и электроника. 2005. Т. 50, № 6. С. 742-750.

9. IEEE Standard 952-1997. IEEE Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Single-Axis Interferometric Fiber Optic Gyros.

10. Кутовой Д.А., Ситников П.В., Федотов А.А., Якимов В.Л. Оценка основных характеристик бесплатформенного инерциального блока с использованием вариации Аллана // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королёва (национального исследовательского университета). 2014. № 1(43). С. 201-209.

11. Щербицкий Д.С., Дружинин П.В. Определение коэффициентов модели случайной погрешности волоконно-оптического гироскопа методом регрессионного анализа // Материалы XVI конференции молодых учёных «Навигация и управление движением». Санкт-Петербург: Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2014. С. 201-206.

12. Кутовой В.М., Кутовой Д.А., Маслова О.И., Перепёлкина С.Ю., Ситников П.В., Федотов А.А. Использование вариации Аллана для практического определения структуры шумов чувствительных элементов бесплатформенной инерциальной навигационной системы // Сборник материалов XXII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. Санкт-Петербург: Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2015. С. 229-233.

13. ADIS16400/ADIS16405. Analog Devices: Triaxial Inertial Sensor with Magnetometer. Data sheet. Rev. B. http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADIS16400_16405.pdf

14. Матвеев В.В., Погорелов М.Г. Анализ погрешностей микромеханических гироскопов методом вариации Аллана // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2015. № 3. С. 123-135.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2016-15-2-171-182

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533