Метод оценки погрешности навигационных приборов с помощью лабораторных стендов в условиях, приближенных к эксплуатации на судне
EDN: YRCARR
Аннотация
В статье предложены новые подходы к оценке погрешности навигационных приборов в динамическом режиме, представляющей собой стационарный процесс. Они основаны на воспроизведении псевдослучайных колебаний в заданном спектре частот в соответствии с условиями эксплуатации на судне. Методы адаптированы для применения на существующем испытательном оборудовании и позволяют упростить экспериментальную оценку погрешности при контроле характеристик серийных изделий. Апробация осуществлялась в лабораторных условиях при оценке погрешностей электронного кренометра и магнитного компаса в динамическом режиме. Результаты этих экспериментов согласуются с полученными ранее в ходе натурных исследований. Погрешность электронного кренометра оценивалась также в динамическом режиме с помощью детерминированного подхода – при воспроизведении гармонических колебаний с известной частотой и амплитудой. Показано, что погрешность, полученная при детерминированном подходе, не в полной мере отражает реальную погрешность приборов в условиях их эксплуатации.
Предложенные методы позволяют сократить время оценки погрешности датчиков и систем с нескольких часов до 15-20 минут, так как не требуют выполнения измерений на каждой частоте в отдельности. С их помощью можно также получить дополнительную информацию о составляющих погрешности приборов. Сделан вывод о том, что при оценке погрешности приборов в динамическом режиме на испытательном стенде целесообразно воспроизводить входное воздействие, соответствующее конкретным условиям эксплуатации.
Об авторах
Д. Г. Грязин
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»; Университет ИТМО
Россия
Россия
Грязин Дмитрий Геннадиевич. Доктор технических наук, профессор, главный метролог – начальник отдела. Действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением»
Санкт-Петербург
О. О. Белова
АО Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»
Россия
Россия
Белова Ольга Олеговна. Кандидат технических наук, заместитель главного метролога – начальника отдела
Санкт-Петербург
Список литературы
1. РМГ 29-2013. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения. М.: Стандартинформ, 2014. 55 с.
2. РМГ 29-99. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения. М.: Стандартинформ, 2008. 58 с.
3. Распопов В.Я. Микромеханические приборы. М.: Машиностроение, 2007. 400 с.
4. https://blog.goldsupplier.com/ru/coefficient-of-friction-testing/
5. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования: в 4 кн. Книга 2. Анализ и синтез линейных непрерывных и дискретных систем автоматического регулирования / под ред. В. В. Солодовникова. М.: Машиностроение, 1967. 682 с.
6. Быстров С.В., Григорьев В.В., Мансурова О.К. и др. Анализ свойств динамических систем // Изв. вузов. Приборостроение. 2019. Т. 62. №10. С. 886–892.
7. Балакирев В.С., Дудников Е.Г., Цирлин А.М. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления. М.: Энергия, 1967. 232 с.
8. Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы. М.: Машиностроение, 1982. 504 с.
9. Пахоменков Ю.М. Идентификация постоянной времени динамического звена по мгновенным значениям переходной функции с учетом погрешностей измерений // Системы управления и обработки информации. 2020. №4 (51). С. 45–52.
10. Felski, A., Jaskólski, K., Zwolak, K., Piskur, P., Analysis of Satellite Compass Error’s Spectrum, Sensors (Basel), 2020, Jul 22; 20 (15):4067, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7435794.
11. Артамонов Д.В., Литвинов А.Н., Юрков Н.К. Методика проведения экспериментально-теоретических динамических исследований в процессе проектирования приборных устройств // Надежность и качество сложных систем. 2017. №4 (20). С. 28–34.
12. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1953. 215 с.
13. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Наука, 1968. 449 с.
14. Рози А.М. Теория информации и связи. М.: Энергия, 1971. 184 с.
15. Лэндли Р., Дэвис Д., Албрехт А. Справочник радиоинженера. М.: Гос. энергетическое издательство, 1961. 704 с.
16. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974. 832 с.
17. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1971. 408 с.
18. Способ определения динамических погрешностей микромеханических инерциальных датчиков и инерциальных измерительных модулей на их основе. Патент на изобретение №2546983, авторы Грязин Д.Г, Величко О.О. Опубликовано: 10.04.2015. Бюл. № 10.
19. Грязин Д.Г., Падерина Т.В. Разработка электронного кренодифферентометра на микромеханических датчиках, свободного от действия переносных ускорений // Гироскопия и навигация. 2023. Т. 31. №2 (121). С. 51–64.
20. Кардашинский-Брауде Л.А. Современные судовые магнитные компасы. СПб.: ФГУП «ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 1999. 138 с.
21. Грязин Д.Г., Гороховский К.С. Новые средства контроля динамических погрешностей магнитных компасов // Изв. вузов. Приборостроение. 2021. Т. 64. № 7. С. 567–575.
22. Hangfang Zhao, Lin Gui, Nonparametric and parametric methods of spectral analysis, MATEC Web of Conferences, 2019, 283, 07002, FCAC 2018, https://doi.org/10.1051/matecconf/201928307002.
23. Боронахин А.М., Вейнмейстер А.В. и др. Метод оценки динамических погрешностей испытательных стендов, предназначенных для калибровки инерциальных датчиков // Материалы XXXII конференции памяти Н.Н.Острякова. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2020. С. 108–110.
24. Иванов П.А, Лазарев В.А. и др. Исследование характеристик трехосного стенда для испытаний навигационных систем // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30. №3 (118). С. 80–93. DOI 10.17285/0869-7035.00100.
25. Анисимов С.А. Динамические методы аттестации испытательных стендов для калибровки инерциальных систем // Материалы XIV конференции молодых ученых «Навигация и управление движением». СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2012. 515 с.
26. Vasilevskyi, O., Kulakov, P., Spectral method to evaluate the uncertainty of dynamic measurements, Technical Electrodynamics, 2017, 4(4):72–78, https://www.researchgate.net/.
Рецензия
Для цитирования:
Грязин Д.Г., Белова О.О. Метод оценки погрешности навигационных приборов с помощью лабораторных стендов в условиях, приближенных к эксплуатации на судне. Гироскопия и навигация. 2025;33(2):131-141. EDN: YRCARR
For citation:
Gryazin D.G., Belova O.O. Method of Estimating the Error of Navigation Devices Using Laboratory Benches under Conditions Close to Operation on Board a Ship. Gyroscopy and Navigation. 2025;33(2):131-141. (In Russ.) EDN: YRCARR
Просмотров:
16
Послать статью по эл. почте 