gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2019.27.2.150-161gyroscopy-249Research ArticleСтатьиВопросы теории и математического моделирования процессов функционирования одногироскопного измерителя трех углов поворотов подвижного объектаTheory and Mathematical Modeling of Operational Processes of a Single-Gyro Meter of Three Rotation Angles for a Moving ObjectЖуравлевВ. Ф.ZhuravlevV. F.

Журавлев Виктор Филиппович. Доктор физико-математических наук, профессор, академик РАН, главный научный сотрудник

ЛандауБ. Е.LandauB. E.

Ландау Борис Ефимович. Доктор технических наук, профессор, главный конструктор. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

ПлотниковП. К.PlotnikovP. K.

Плотников Петр Колестратович. Доктор технических наук, профессор. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

Институт проблем механики РАН им. А.Ю. Ишлинского (Москва)РоссияRAS Institute for Problems in Mechanics, MoscowRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург)РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. PetersburgRussian FederationСаратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина (Саратов).РоссияSaratov State Technical University n.a. Yurii GagarinRussian Federation201914112025272150161Copyright © Журавлев В.Ф., Ландау Б.Е., Плотников П.К., 20252025Журавлев В.Ф., Ландау Б.Е., Плотников П.К.Zhuravlev V.F., Landau B.E., Plotnikov P.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/249

Рассматриваются вопросы схемно-конструктивного решения по построению одногироскопного измерителя трех углов поворотов подвижного объекта. Физические основы данного решения базируются на создании с помощью гиромотора и датчиков силы вращательного, а также одно- и двухкомпонентных поступательно-колебательных движений сферического ротора в электростатическом подвесе. Приводятся теоретическое обоснование, алгоритмы и результаты сопоставительного математического моделирования. Показано, что однокомпонентные колебания ротора в экваториальной плоскости обеспечивают втрое меньшую погрешность определения угла азимута, чем двухкомпонентные.

The paper discusses a design solution for a single-gyro meter of three angles of a moving object's rotations. In terms of physics, this solution is based on the forces of rotation and one- and two-component translational motions of a spherical rotor in electrostatic suspension, generated by a gyro torque motor and sensors. Theoretical substantiation, algorithms and results of comparative mathematical modeling are presented. It is shown that one-component oscillations of the rotor in the equator plane provide the azimuth angle error that is three times smaller than that of two-component oscillations.

Роторэлектростатический подвесвращениеколебаниядатчик съема информацииэлектроддатчик моментов.Rotorelectrostatic suspensionrotationoscillationspick-offelectrodetorquer.ReferencesЖуравлев В.Ф. Бесплатформенная инерциальная навигационная система маятникового типа (БИНС МТ) // Изв. РАН. МТТ. 2014. №1. С. 6–17.Zhuravlev, V.F., Strapdown inertial navigation system of pendulum type (SINS PT), Izvestiya RAN. MTT, 2014, no. 1, pp. 6–17.Горенштейн И.А., Шульман И.А. Инерциальные навигационные системы. М.: Машиностроение, 1970. 232 с.Gorenshtein, I.A. and Shul’man, I.A., Inertsial’nye navigatsionnye sistemy (Inertial Navigation Systems), Moscow: Mashinostroenie, 1970.Пат. №155046. Российская Федерация. МПК G 01 C 19/24. Трехкомпонентный измеритель угловой скорости на основе сферического гироскопа с электростатическим подвесом / Журавлев В.Ф., Плотников П.К., Кузнецов А.О.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО СГТУ им. Гагарина Ю.А. Заявл. 04.06.2015; опубл. 20.09.2015 г.Zhuravlev, V.F., Plotnikov, P.K. and Kuznetsov, A.O., A three-component angular rate sensor based on a spherical gyroscope with electrostatic suspension, RF Patent 155046, 2015.Лукьянов Д.П., Распопов В.Я., Филатов В.Я. Прикладная теория гироскопов. СПб.: «ЦНИИ» Электроприбор», 2015. 316 с.Luk’yanov, D.P., Raspopov, V.Ya. and Filatov, V.Ya., Prikladnaya teoriya giroskopov (Applied Theory of Gyroscopes), St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2015.Ландау Б.Е. Электростатический гироскоп со сплошным ротором. // Гироскопия и навигация. 1993. Вып. 1. С. 6–12.Landau, B.E., Electrostatic gyro with a solid rotor, Giroskopiya i navigatsiya, 1993, no. 1, pp. 6–12.Дюгуров С.М., Ландау Б.Е. Об измерительном трехграннике бескарданного электростатического гироскопа // Гироскопия и навигация. 1999. №1.Dyugurov, S.M. and Landau B.E., On measuring trihedron of strapdown electrostatic gyro, Giroskopiya i navigatsiya, 1999, no. 1, pp. 21–29.Калихман Д.М. Прецизионные управляемые стенды для динамических испытаний гироскопических приборов. СПб.: «ЦНИИ Электроприбор», 2008. 296 с.Kalikhman, D.M., Pretsizionnye upravlyaemye stendy dlya dinamicheskikh ispytanii giroskopicheskikh priborov (Precision Controlled Testbenches for Dynamic Testing of Gyroscopic Instruments), St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2008.Пат. №176676. Российская Федерация. МПК G 01 C 19/24. Одногироскопный трехкомпонентный измеритель углов поворотов объекта на электростатическом подвесе / Журавлёв В.Ф., Ландау Б.Е., Плотников П.К.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО СГТУ им. Гагарина Ю.А. Заявл.11.01 2017г., зарегистрировано в ФИПС 04.06.2018г.Zhuravlev, V.F., Landau, B.E. and Plotnikov, P.K., A single-gyro three-component meter of vehicle rotatopn angles on electrostatic suspension, RF Patent 176676, 2018.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.