Микрооптоэлектромеханические системы измерения параметров движения беспилотного летательного аппарата в трехмерном базисе

Авторы

Жеглов М. А.

АО «Государственный научно-исследовательский институт приборостроения», Мира просп., 125, Москва, 129226, Россия

e-mail: majeglov@mail.ru

Аннотация

В работе рассмотрены вопросы построения микрооптоэлектромеханических систем измерения трех проекций угловой скорости и трех проекций линейного ускорения с помощью одного вибрационного чувствительного элемента. Измерение перемещения и деформации чувствительного элемента осуществляется механооптическими модуляторами в двенадцати направлениях. С помощью частотного разделения сигнала о перемещении, выделяются медленно меняющиеся сигналы, пропорциональные линейному ускорению, и быстроменяющиеся сигналы, пропорциональные угловой скорости. Путем комплексирования информации, получаемой от механооптических модуляторов, производится расчет трех проекций угловой скорости и трех проекций линейного ускорения. Предложенное техническое решение может быть использовано для построения инерциальных систем управления беспилотных летательных аппаратов.

Ключевые слова:

микрооптоэлектромеханический; инерциальный; система; преобразователь; датчик; угловая скорость; ускорение; механооптический; модулятор

Список источников

1. Журавлёв В.Ф. Инерциальная навигационная система нового типа // Прикладная математика и механика. 2023, том 87, №4, с.513-518.
2. Бусурин В. И., Коробков В. В., Йин Наинг Вин. Исследование характеристик кольцевого волнового оптоэлектронного преобразователя угловой скорости // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. T. 17, № 5, с. 340–346.
3. Violetta Di Napoli, Stewart McWilliam, Atanas A. Popov. Effects of mechanical non-linearity on the dynamic behavior of ring-based inertial rate sensors // Vibroengineering procedia. Sept. 2019, Vol. 27, p. 109-114.
4. Распопов В.Я., Волчихин И.А., Волчихин А.И., Ладонкин А.В., Лихошерст В.В., Матвеев В.В. Волновой твердотельный гироскоп с металлическим резонатором. – Тула: изд-во ТулГУ, 2018. – 189 с.
5. Benjamin Chouvion, Colin Fox, Stewart McWilliam, Atanas Popov. In-plane free vibration analysis of combined ring-beam structural systems by wave propagation // Journal of Sound and Vibration, Elsevier, 2010, 329 (24), p.5087-5104.
6. R. Eley, C.H.J Fox and S Mc. William. The dynamics of vibrating ring multi axis rate gyroscope // Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 214, no.12, 2000. – p. 1503-1513.
7. Gallacher B.J. Principles of a Three-Axis Vibrating Gyroscope / B.J. Gallacher, J.S. Burdess, A.J. Harris // IEEE transactions on aerospace and electronic systems Vol. 37, No. 4. – 2001. –p. 1333–1343.
8. Tom Irvine. Ring vibration modes revision D. 07/01/2014: http://www.vibrationdata.com/tutorials_alt/ringmode.pdf (дата обращения 04.06.2025 г.).
9. Бусурин В.Ф., Йин Наинг Вин, Жеглов М.А. Анализ влияния ускорения на характеристики кольцевого оптоэлектронного преобразователя угловой скорости и его компенсация // Автометрия, 2019, Т. 55, № 3, с. 120-128.
10. Бусурин В.И., Жеглов М.А. Микро-опто-электромеханические преобразователи информационно-измерительных и управляющих систем беспилотных летательных аппаратов. ¬¬– М.: Изд-во МАИ, 2025. – 180 с.: ил.
11. Бусурин В.И., Горшков Б.Г., Коробков В.В., Дьячков В.В. ТВМ-преобразователь угловой скорости с интерферометрическим считыванием информации // Датчики и системы, 2017, №5, с. 37-43.
12. Штек С.Г., Жеглов М.А., Беляков В.В., Лунин Б.С., Васецкий С.О., Жмурова Д.Б., Седельникова О.В., Тюнин А.Н. Устройство для определения расщепления собственной частоты колебаний резонатора волнового твердотельного гироскопа. Патент на изобретение №2841594 от 24.01.2025.

Скачать статью