Динамические системы

[/] Новости О компании Проекты Продукты Файлы Контакты КОРИОЛИСОВЫЙ ВИБРАЦИОННЫЙ ГИРОСКОП Кориолисовый вибрационный гироскоп (КВГ) является твердотельным датчиком угловой скорости без вращающихся частей. Этот компактный и дешевый гироскоп с металлическим резонатором - продукт самых последних достижений современных инерциальных технологий. Имеет более высокую надежность и ресурс по сравнению с другими типами гироскопов, включая волоконный и лазерный гироскопы, а также наилучшее отношение качество (точность)/цена. КВГ имеет широкий круг применений: аэрокосмическая техника, системы стабилизации, демпфирование вибраций, геодезия, бесплатформенная ориентация и навигация, робототехника, нашлемные системы, внутритрубная диагностика, управление горизонтальным и вертикальным бурением и др. В данной таблице приведены диапазоны значений параметров гироскопов, которые изготавливаются в настоящее время. По заказу для специальных применений эти параметры не ограничиваются только нижеуказанными диапазонами. Конкретные значения параметров КВГ согласовываются с заказчиком дополнительно. Параметр Значение 1. Диапазоны угловых скоростей, о/с ±50; ±100; ±150; ±200; ± 500. 2. Частотный диапазон, Гц 15; 30; 40; 60; 100. 3. Дрейф нуля (СКО), о/ч 1 ; 3; 5; 10 40 4. Шум (СКО), о/с 1/2 5*10-3 – 10-2 5. Масштабный коэффициент,(МК), мВ/( о/с) 30; 25; 20; 22; 15 6. Нестабильность МК, % 0.1; 0. 2; 0.3; 0.4; 1.0 7. Нелинейность МК, % 0.01-0.03 8. Температурный диапазон, оС - 50 +50 9. Потребляемая мощность, Вт. 1.3 10. Выходной сигнал Напряжение =МК? угловую скорость 11. Габариты, мм Макс .65; h= 60; Мин .50; h= 50 12. Вес, г. Макс 160; Мин 80; ПРИМЕНЕНИЯ КОРИОЛИСОВЫХ ВИБРАЦИОННЫХ ГИРОСКОПОВ (КВГ) Контрольно-измерительная техника Применения гироскопов предлагаемого типа в контрольно-измерительной технике, прежде всего, связано с измерениями скорости вращения движущегося, вибрирующего или вращающегося объекта в реальном масштабе времени c целью изучения его динамики, обеспечения телеметрической информацией управляемых как пилотируемых, так и беспилотных передвижных средств, а также для вычисления ориентации и направления движения. Типичные примеры измерения скорости вращения это изучение столкновений транспортных средств, определения динамики плавсредств, поездов, роботов или людей. Навигация. Всеобщая доступность спутниковой навигационной информации обеспечивает возможность применения КВГ в качестве чувствительных элементов дешевых и миниатюрных бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС). При этом выходные сигналы трех ортогонально расположенных КВГ интегрируются за фиксированный такт времени ? t, что обеспечивает измерение приращения угла за этот такт, и используются в алгоритме вычисления трехосной ориентации. При накоплении погрешности ориентации (или курсоуказания) близкой к предельно допустимой, запрашивается навигационная информация со спутниковой системы (например, GPS), что позволяет сбросить накопленную в БИНС погрешность. Такая интегрированная с GPS приемником навигационная система успешно применяется для автомобильной навигации и может применяться в самолетах малой авиации, обеспечивая навигационной информацией во время отсутствия, по ряду причин (затенения сигнала спутников, атмосферная помеха и др.), сигналов с требуемого количества спутников. Диагностика скважин. Трехосный блок КВГ и три акселерометра в составе инклинометра используется для определения пространственного углового положения скважины (нефтяной, газовой, водяной и т.д.) с целью аттестации пробуренных скважин, а также управлением процессом бурения скважин с целью необходимого программного изменения углового положения (наклона) скважины относительно географической системы координат. Имеет существенные преимущества по сравнению с инклинометрами, в которых используются три феррозонда (магнитометра) и три акселерометра (не чувствительны к изменениям магнитного поля, имеет повышенную виброустойчивость). Диагностика трубопроводов. Трехосный блок КВГ в составе внутритрубного инспектирующего снаряда используется для определения местоположения (широты, долготы) коррозийных дефектов, определяемых датчиками внутритрубного инспектирующего снаряда. Информация, поступающая с трехосного блока КВГ, используется также для определения положения трубопровода в плане и профиле. Сравнение положения трубопровода в плане и профиле с прошлыми замерами или заложенными при его прокладке позволяет рассчитать напряжения в металле и предотвратить возможную аварию. Этот способ измерения особенно полезен при диагностике труднодоступных частей трубопроводов (например, подводных трубопроводов). Системы управления Демпфирование. Способность точно измерять скорость вращения открывает перспективы применения КВГ в системах гашения вибраций. Одно из наиболее полезных применений гироскопов этого типа является демпфирование резонансного поведения механических систем. Большинство машин и агрегатов имеют части, которые вращаются или допускают колебания вокруг точки подвеса, опоры или центра тяжести. Самолет, наземные транспортные средства и суда управляются посредством наложения управляющих воздействий по осям крена, тангажа и/или курса. Измеряя угловую скорость этих движений можно обеспечить активное демпфирование нежелательных колебаний, например, бортовой качки (крена) судов, гасить качку по крену самолета, уменьшить крен салона автомобиля на крутых поворотах, демпфировать дребезг конечностей индустриального робота от толчков исполнительных органов при поворотах. Стабилизация. Это специальная система управления с обратной связью, в которой управляемый объект сохраняет свое угловое положение неизменным, даже если основание на которой он установлен, подвергается угловым и/или линейным перемещениям. В этом случае важно, чтобы КВГ был механически жестко закреплен на объекте управления. Обычно это камера или антенна в многоосном кардановом подвесе. При этом, карданов подвес не должен иметь механических резонансов в полосе пропускания системы управления. Необходимо учитывать передаточную функцию следящего контура и обеспечить достаточно большой запас по фазе, чтобы предотвратить автоколебания. Поскольку часто необходимо независимо переместить камеру или антенну, в контур управления должна быть включена схема управляемого смещения по постоянной составляющей, чтобы позволить оператору вращать и направлять на желаемую цель камеру в кардановом подвесе. Этот метод успешно используется для стабилизации антенн на борту судов и наземных транспортных средств, а также камер на борту самолетов и вертолетов. Анти-заносные тормоза. Когда автомобиль заносит, его угловая скорость вокруг вертикальной оси резко увеличивается. Как только эта скорость превысит заранее установленный предел, включается система селективного управления тормозами. Для распознавания наличия заноса могут быть использованы три гироскопа на осях передней или задней подвески, сравнение показаний которых в блоке слежения за юзом дает информацию о наличие заноса. Дополнительно, сравниваются показания “вертикального” гироскопа с заданной граничной величиной, при превышении которой блок управления выдает управляющие сигналы на систему селективной тормозной системы, которая тормозит каждым колесом так, чтобы автомобиль не потерял управление. Система активной подвески. Трехосный гироскопический блок может также использоваться в системе активной подвеске автомобиля. Эта система обеспечивает стабилизацию по крену салона автомобиля при резких поворотах, предотвращая переворот на виражах, а также создает комфорт в салоне при движении по неровной дороге. Эта анти-переворотная система использует электроуправляемые гидравлические цилиндры для стабилизации углового положения салона автомобиля по информации от гироскопического блока, состоящего из трех КВГ. Системы электронной сцепки. Эта система используется для обеспечения грузоперевозок колонной грузовых автомобилей, когда ведущий автомобиль с водителем ведет за собою колонну из, например, 8-10 автомобилей без водителей, расстояние между которыми может быть от 10 до 40 метров. На каждом автомобиле без водителя устанавливается телекамера, которая следит за специальным рисунком, нанесенным на борт впереди идущего автомобиля. В такой сцепке блок из трех КВГ может использоваться для обеспечения надежности слежения при влиянии внешних возмущений и для восстановления слежения при срыве. Автомобильная навигация. Трехосный блок взаимно - ортогональных КВГ интегрированный с GPS-приемником обеспечивает надежную работу автомобильной навигационной системы. Используя информацию о трех углах поворота, что поступает с трехосного блока КВГ в реальном времени, а также привлекая информацию о линейной скорости автомобиля (от спидометра, имеющимся в любом автомобиле) определяется положение автомобиля на дороге по электронной карте с использованием алгоритма бесплатформенной навигации. Такая интегрированная система обеспечивает непрерывное и надежное управление автомашиной в любом регионе мира, используя самый быстрый и короткий маршрут из пункта А в В, проложенный компьютером на основе электронной карты этого региона. При этом функции прокладки маршрута и управления действуют и тогда, когда автомобиль, например, находится в тени высоких домов, деревьев, гор, в туннели или из-за плохих погодных условий и атмосферных явлений ему недоступна информация со спутниковой системы (GPS). Таким образом, трехосный блок КВГ в автомобиле является, как и компьютер, многофункциональным и обеспечивает работу большинства систем безопасности и комфортности движения на дорогах. Вебмастер ©НПП Динамические системы 2003