Скачать Труды МИЭА выпуск 15

Скачать Труды МИЭА выпуск 15

Статья 1
УДК 621.391.14
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ АВТОНОМНОГО РЕЖИМА БЕСПЛАТФОРМЕННОЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНТЕГРАЦИИ

Н. А. ПАРУСНИКОВ, д. ф.-м. н., профессор,
e-mail: info@rector.msu.ru
Н. Б. ВАВИЛОВА, к. ф.-м. н.,
e-mail: nb-vavilova@yandex.ru
А. А. ГОЛОВАН, д. ф.-м. н., с. н. с.,
e-mail: golovan@navlab.ru
И. А. ПАПУША, к. ф.-м. н.
e-mail: ipapusha@yandex.ru
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
119991, Российская Федерация, Москва, Ленинские горы, д. 1
О. А. ЗОРИНА, к. ф.-м. н.,
e-mail: zorina_ola@mail.ru
С. Е. КУХТЕВИЧ, к. ф.-м. н.,
Е. А. ИЗМАЙЛОВ, д. т. н., доцент,
А. В. ФОМИЧЕВ, к. ф.-м. н.
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: aomiea@aviapribor.ru

В статье описываются методы повышения точности автономного инерциального канала БИНС за счет интеграции навигационного решения спутниковой навигационной системы и инерциального канала, не нарушающие его автономность. Приводятся результаты летных испытаний, подтверждающие эффективность описываемых алгоритмических решений.
Ключевые слова: бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), комплексная обработка информации (КОИ), повышение точности, фильтр Калмана.
Литература
1. Кузнецов А. Г., Портнов Б. И., Измайлов Е. А. Разработка и испытания двух классов авиационных бесплатформенных инерциальных навигационных систем на лазерных гироскопах // Гироскопия и навигация № 2 (85) 2014, с. 3-13.
2. Голован А. А., Парусников Н. А. // Математические основы навигационных систем. Часть I. Математические модели инерциальной навигации. 3-е изд., испр. и доп. – М.: МАКС Пресс, 2011.
3. Голован А. А., Парусников Н. А. // Математические основы навигационных систем. Часть II. Приложения методов оптимального оценивания к задачам навигации. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: МАКС Пресс, 2012.

ACCURACY INCREASE PROCEDURES OF THE STRAPDOWN INERTIAL NAVIGATION SYSTEM INDEPENDENT MODE ON THE BASIS OF INFORMATION INTEGRATION
N. A. PARUSNIKOV, Dr. Sc. in Phys. and Math., the professor,
N. B. VAVILOVA, PhD in Phys. and Math.,
A. A. GOLOVAN, Dr. Sc. in Phys. and Math.,
I. A. PAPUSHA, PhD in Phys. and Math.
Lomonosov Moscow State University
GSP-1, Leninskie Gory, Moscow, 119991, Russian Federation
O. A. ZORINА, PhD in Phys. and Math.,
S. E. KUKHTEVICH, PhD in Phys. and Math.,
E. A. IZMAYLOV, D. Sc. in Engineering,
A. V. FOMITCHYOV, PhD in Phys. and Math.
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia
The article describes accuracy increase procedures of SINS independent inertial channel by way of the navigation solution integration of satellite navigation system and the inertial channel, not upsetting its independence. The results of flight tests confirmed efficiency of described algorithmic solutions are given.
Keywords: strapdown inertial navigational system (SINS), integrated information processing, accuracy increase, Kalman filter.

Статья 2
УДК 621.391.14
МЕТОДЫ КАЛИБРОВКИ БИНС НА ГРУБЫХ И ТОЧНЫХ СТЕНДАХ

А. А. ГОЛОВАН, д. ф.-м. н., с. н. с.
e-mail: golovan@navlab.ru,
Н. Б. ВАВИЛОВА, к. ф.-м. н.,
e-mail: nb-vavilova@yandex.ru
И. А. ВАСИНЕВА,
e-mail: vasineva.irina@gmail.com
А. В. КОЗЛОВ, к. ф.-м. н.,
Н. А. ПАРУСНИКОВ, д. ф.-м. н., профессор
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
119991, Российская Федерация, Москва, Ленинские горы, д. 1
e-mail: info@rector.msu.ru
О. А. ЗОРИНА, к. ф.-м. н.,
e-mail: zorina_ola@mail.ru
С. Е. КУХТЕВИЧ, к. ф.-м. н.,
А. В. ФОМИЧЕВ, к. ф.-м. н.
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Рассматривается задача калибровки бескарданной инерциальной навигационной системы (БИНС). Под калибровкой понимается определение параметров модели инструментальных погрешностей чувствительных элементов путем обработки результатов экспериментов на специализированных стендах. Методика калибровки, разработанная в лаборатории управления и навигации МГУ им. М. В. Ломоносова, позволяет оценивать параметры модели инструментальных погрешностей инерциальных датчиков как с использованием информации от стенда, так и без таковой. Показана эффективность методики на основе ковариационного анализа и обработки реальных данных.
Ключевые слова: бескарданная инерциальная навигационная система, калибровка, испытательный стенд, инструментальные погрешности, фильтр Калмана.
Литература
1. Парусников Н. А. Задача калибровки бескарданной инерциальной навигационной системы на стенде// М.: Изв. РАН МТТ, 2009, № 4, с. 3-6.
2. Вавилова Н. Б., Парусников Н. А., Сазонов И. Ю. // Калибровка бескарданных инерциальных навигационных систем при помощи грубых одностепенных стендов. Современные проблемы математики и механики. Том I. Прикладные исследования, М.: Изд-во МГУ, 2009.
3. Козлов А. В., Сазонов И. Ю. Калибровка инерциальных навигационных систем на грубых стендах с учетом разнесения чувствительных масс ньютонометров. Научный вестник МГТУ ГА, том 189, № 3, с. 27-35
4. Голован А. А., Парусников Н. А. // Математические основы навигационных систем. Часть I. Математические модели инерциальной навигации. 3-е изд., испр. и доп. – М.: МАКС Пресс, 2011.
5. Голован А. А., Парусников Н .А. // Математические основы навигационных систем. Часть II. Приложения методов оптимального оценивания к задачам навигации. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: МАКС Пресс, 2012.
6. Парусников Н. А., Вавилова Н. Б., Васин¸ва И. А. О стендовой калибровке авиационных бескарданных инерциальных навигационных систем // Электронный журнал «Труды МАИ», № 84.

BINS CALIBRATION TECHNIQUE ON ROUGH AND PRECISION BENCHES
A. A. GOLOVAN, Dr. Sci. in Phys. and Math.,
N. B. VAVILOVA, PhD in Phys. and Math.,
I. A. VASINEVA,
A. V. KOZLOV, PhD in Phys. and Math.,
N. A. PARUSNIKOV, Dr. Sci. in Phys. and Math., the professor
Lomonosov Moscow State University,
GSP-1, Leninskie Gory, Moscow, 119991, Russian Federation
O. A. ZORINA, PhD in Phys. and Math.,
S. E. KUKHTEVICH, PhD in Phys. and Math.,
A. V. FOMITCHYOV, PhD in Phys. and Math.
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia
The article considers the problem of strapdown inertial navigation system (SINS) calibration. By calibration is meant the determination parameters of sensors instrument errors model by processing of experiments results on specialized rigs. The calibration technique developed in control and navigation laboratory of the Lomonosov Moscow State University, allows to evaluate parameters of inertial sensors instrument errors model both with and without information from the bench. The article shows the efficiency of the technique based on the covariance analysis and real data processing.
Keywords: strapdown inertial navigation system, calibration, test rig, instrument errors, Kalman filter.

Статья 3
УДК 629.7.054.07
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КВАРЦЕВЫХ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ

С. Ю. ДЕНИСОВ
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»,
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: ahtfisher@yandex.ru
В. И. АКИЛИН, к. т. н.
ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский
университет)»
Волоколамское шоссе, д. 4, г. Москва, A-80, ГСП-3, 125993
Описана методика контроля выходных параметров прецизионных маятниковых кварцевых акселерометров с помощью автоматизированного рабочего места (АРМ), предполагающая осуществлять контроль выходных параметров приборов через равные промежутки времени при непрерывном равномерном изменении температуры в термокамере с испытуемым прибором по алгоритму, задаваемому управляющим устройством АРМ, что позволило повысить объективность процесса контроля выходных параметров кварцевых акселерометров при воздействии температуры окружающей среды. Изложена методика технологической приработки приборов после итоговой сборки, позволяющая в условиях серийного производства данных приборов добиться значительного уменьшения нестабильности значений их технических параметров от запуска к запуску. Описана методика алгоритмической компенсации основной части систематической составляющей температурной зависимости акселерометров, позволяющая существенно повысить их точность при работе в составе информационных и управляющих систем.
Ключевые слова: акселерометр, непрерывное изменение температуры, нестабильность параметров.
Литература
1. Кузнецов А. Г., Портнов Б. И., Измайлов Е. А. Разработка и испытания двух классов авиационных бесплатформанных инерциальных навигационных систем на лазерных гироскопах // Гироскопия и навигация. 2014. №2 (85) с. 3 – 12.
2. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов – М.: Наука, 1970. – 544 с. ил.
3. Лунин Б. С., Торбин С. Н. О температурной зависимости модуля Юнга чистых кварцевых стекол // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. 2000. т. 41 №3 с. 172 — 173.
4. Макаревич А. Н. Исследование конструктивно-технологических факторов чувствительного элемента кварцевого акселерометра методом когерентной оптики и управление качеством их изготовления: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: МАТИ – М., 1990. – 329 с.
5. Вильнав Ж.-Ж. Клеевые соединения – М.: Техносфера, 2007. – 384 с. ил.

TECHNOLOGICAL METHODS OF QUARTZ ACCELEROMETERS ACCURACY PERFORMANCE IMPROVEMENT
S. U. DENISOV
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia
V. I. AKILIN, Phd in Engineering
‘Moscow Aviation Institute (National Research University)’
4 Volokolamskoe shosse, Moscow, Russia

The article describes a procedure for the precision pendulous quartz accelerometer outputs checking, aided by an automated workstation (АРМ), which is intended to check the instrument outputs in regular intervals, during the continuous changes of the temperature in a heat chamber, containing the UUT, according to the algorithm assigned by АРМ controller. Simultaneously, the speed of temperature changes in the heat chamber is approximated to the speed of SINS temperature changes while in operation, providing the increase of quartz accelerometer output parameters checking process credibility under the environmental temperature. The article shows a method of the instruments post-assembly technological adjustment, that allows achieving а considerable reduction in run to run technical parameter values instability in series production of such instruments. The article describes a method for algorithmic compensation of the main part of accelerometer temperature dependence systematic component, providing the considerable increase in their operational accuracy as part of information and control systems.
Keywords: accelerometer, continuous temperature change, parameters instability.

Статья 4
УДК 621.317.32
РАЗРАБОТКА ПРЕЦИЗИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

В. Ф. БЕЛОВ, к. т. н.,
Н. П. ВАСИЛЬЕВА
ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»
Россия, 125319, г. Москва, Авиационный пер., д. 5
e-mail: aomiea@aviapribor.ru
Рассмотрена структура нескольких поколений преобразователей аналоговых сигналов акселерометров в цифровой код для инерциальных (ИНС) и бесплатформенных (БИНС) навигационных систем. Приведены основные технические характеристики, особенности обмена с вычислителем системы, алгоритм управления работой Delta-sigma (ΔΣ) аналого-цифровых преобразователей.
Ключевые слова: непрерывность преобразования, преобразователь интегрирующий компенсационный, аналого-цифровой преобразователь, разрешающая способность, температурный дрейф, контроллер.
Литература
1. Эскизный проект по системе И-11 (1972 г.)
2. Петров П. Г., Белов В. Ф., Никитина В. Е., Васильева Н. П. Разработка преобразователя интегрирующего аналоговых сигналов акселерометров по темам 1846, 1317 (НИР), 1315 (НИР), 1401. Отчет №6 ВНТО.III-452-88.
3. Полонников Д. Е. Решающие усилители. Изд. «Энергия», 1970 г.
4. Исследование системы «Гелий». Отчет МИЭА, 1986 г.
5. Технические предложения по системе БИНС-85. МИЭА, 1986 г.
6. Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа, изд. ДОДЭКА,1996 г.
7. ADS1281. High-Resolution Analog-tu-Digital Converter, Datasheets, 2007, Texas Instruments Incorporated.
8. ADS1281EVM and ADS1281EVM-PDK Users Guide, 2009, Texas Instruments.
9. OPA2277. High Precision Operational Amplifiers, Datasheets, 2005, Texas Instruments Incorporated.
10. REF5050. Low-Noise, Very Low Drift, Precision Voltage Referens, Datasheets, 2010, Texas Instruments Incorporated.
11. EIA RS-485 Transceiver ADM485, Datasheets, 2003 Analog Devices, Inc.

PRECISION CONVERTERS DEVELOPMENT FOR NAVIGATION SYSTEMS ACCELEROMETERS
V. F. BELOV, PhD in Engineering,
N. P. VASILYEVA
‘Moscow Institute of Electromechanics and Automatics’ PJSC
5 Aviatzionny Pereulok, Moscow, 125319, Russia
The article considers structure of several generations of accelerometers analog signals converters into digital code for the platform and strapdown inertial navigation systems. The performance specification, specifics of data exchange with the computer, Delta-sigma (ΔΣ) analogto-digital converters control algorithm are given.
Keywords: conversion integrity, integrating compensation converter, analog-to-digital converter, resolution, temperature drift, controller.