Взаємне калібрування зміщення нуля двох співвісних гіроскопів у русі

Автор(и)

  • Валерій Чіковані Національний авіаційний університет, Україна
  • Сергій Пономаренко КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна
  • Сергій Головач АТ «ЕЛМІЗ», Україна
  • Павло Піщела КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/0203-3771472024307712

Ключові слова:

метод корекції, вібраційний гіроскоп, калібрування

Анотація

У роботі розглядається метод корекції систематичної компоненти зміщення нуля двох співвісних гіроскопів у русі при самих загальних припущеннях на її модель. Цей метод дозволяє об’єднувати в єдиний блок різнорідні МЕМС та не-МЕМС або оптичні гіроскопи. Алгоритм, що реалізує цей метод потребує початкового калібрування на стоянці, наприклад, на основі зовнішньої інформації. Надалі, на основі сумісної обробки інформації залишкових датчиків, алгоритм видає більш точну інформацію про кутову швидкість так званого «віртуального» гіроскопа, що значно перевищує звичайне середнє значення показів цих гіроскопів. Наведено застосування методу корекції до результатів вимірювань двох співвісних вібраційних гіроскопів  з металевими резонаторами на стоянці та у русі.  

Посилання

L. Xue, L. Wang, T. Xiong et el. “Analysis of Dynamic Performance of a Kalman Filter for Combining Multiple MEMS Gyroscopes.”, Microm-achines 2014, 5, 1034-1050; doi:10.3390/mi5041034.

Faizullin, M., Ferrer, G. (2021). “Best Axes Composition: Multiple Gyro-scopes IMU Sensor Fusion to Reduce Systematic Error.” 2021, ArXiv. /abs/2107.02632.

Xunsheng Ji “Research on Signal Processing of MEMS Gyro Array.”, Hindawi Publishing Corporation, Mathematical Problems in Engineering v. 2015, Article ID 120954, 6 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2015/120954

H. Chang, L. Xue, W. Qin, et el. “An Integrated MEMS Gyroscope Array with Higher Accuracy Output.”, Sensors 2008, 8, 2886-2899, www.mdpi.org/sensors.

Matthew J. Leszczynski “Improving the performance of MEMS gyros via redundant measurements: theory and experiments.”, Master’s Thesis, Dec. 2014, Naval Postgraduate School, Monterey, CA 93943-5000, 101 pages, http://hdl.handle.net/10945/44605.

W. Wang, X. Lv, F. Sun, “Design of a novel MEMS gyroscope array,” Sen-sors, vol. 13, no. 2, pp. 1651–1663, 2013.

Valeri V. Chikovani “Vibratory Gyroscopes Based on Micro-Electro-Mechanical and non-Micro-Electro-Mechanical Systems.”, Cambridge Scholar Publishing, 2023, P. 375.

P. D. Groves. “Navigation using Inertial Sensors.” IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 30(2):42-69 01 Feb 2015. DOI: 10.1109/MAES.2014.130191.

X. He, M. Wu, and X. Hu, “Research on closed-loop driving technology for silicon micro-gyroscope array,” Measurement Control Technology, vol. 33, no. 3, pp. 64–67, 2014.

L. Xue, C.-Y. Jiang, H.-L. Changуе et el. “A novel Kalman filter for combining outputs of MEMS gyroscope array,”Measurement, vol. 45,no. 4, pp. 745–754, 2012.

H. Pan, B. Yang, and L. Wang, “Measurement of random gyro drift and establishment of mathematical model,” Aerospace Shanghai, vol. 20, no. 3, pp. 20–23, 2003.

Duslman, “On gyro drift models and their evaluation,” IEEE Transactions on Aerospace and Navigation Electronic, vol. 5, no. 2, pp. 230–234, 2002.

D. S. Bayard, “High accuracy inertial sensors from inexpensive compo-nents,” NASA JPL New Technology Report NPO, NASA, 2003.

H. Yanling, L. Bo, and Z. Guangtao, “Design of a MEMS gyroscope array with high sensitivity,” Huazhong University of Science & Technology (Natural Science Edition), vol. 42, no. 3, pp. 42–47, 2014.

Y. Q. Zhang and S. R. Wang, “Research on closed-loop driving technology for silicon micro-gyroscope array,” Measurement Control Technology, vol. 33, no. 3, pp. 64–67, 2014.

W. Wang, X. Lv, and F. Sun, “Design of a novel MEMS gyroscope array,” Sensors, vol. 13, no. 2, pp. 1651–1663, 2013.

V. Chikovani, O. Suschenko, H. Tsiruk “Redundant Information Processing Techniques Comparison For Differential Vibratory Gyroscope”.- Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 4/7 (82), 2016, pp. 45-52, DOI: 10.15587/1729-4061.2016.75206.

V. V. Chikovani, S. V. Golovach “A Vibratory Gyroscope Scale Factor and Bias On-run Self-calibration”// Electronics and Control Systems, N 3(69), 2021 pp.16-27. DOI:10.18372/1990-5548.69.16423.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-05-15

Номер

№ 47 (2024): Механіка гіроскопічних систем

Розділ

Прилади та методи контролю

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).