Инерциальные методы и средства динамических измерений параметров движения и деформаций объектов

• Автор: Мочалов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 353 с. : ил

Оглавление
Введение
1. Анализ и синтез инерциальных методов и средств измерения параметров
движения
1.1. Параметры движения и инерциальные методы их измерений
1.1.1. Угловые скорости и ориентация объекта.
1.1.2. Ускорения, скорости и линейные перемещения точек объекта
1.1.3. Ускорение произвольной точки объекта, движущегося по вращающейся Земле
1.2. Математические модели БИНС
1.2.1. Уравнения погрешностей БИНС
1.2.2. Кинематические соотношения для погрешностей выработки навигационных параметров
1.2.3. Погрешности построения аналога ИТ
1.2.4. Погрешности построения вертикали и выработки параметров ориентации
1.3. Анализ погрешностей БИНС и методов их снижения в режиме динамических измерений
1.3.1. Погрешности измерения параметров движения
1.3.2. Модифицированная схема БИНС с дополнительным измерительным каналом
1.4. Анализ и синтез аналитических гировертикалей усеченного состава
1.4.1. Исходные положения и классификация АГВУС
1.4.2. Принципы построения контура коррекции в АГВУС
1.4.3. Погрешности АГВУС
1.4.4. Экспериментальные исследования АГВУС 2а-3 и режима ее начальной выставки
1.4.5. Исследование АГВУС в составе путеизмерительных комплексов
2. Исследование характеристик ЛГ и методов их улучшения
2.1. ЛГ с линеаризованной выходной характеристикой
2.1.1. Методы линеаризации выходной характеристики ЛГ
2.1.2. Математическая модель ЛГ с периодическим начальным смещением
2.1.3. Экспериментальные исследования ЛГ с виброподставкой
2.2. Разработка методов повышения разрешающей способности и расширения полосы пропускания ЛГ со знакопеременной подставкой
2.3. Математические модели трехосных блоков ЛГ
2.4. Калибровка ЛГ и блоков Ж
2.4.1. Определение масштабного множителя и смещения нуля выходной
характеристики Ж.
2.4.2. Калибровка трехосных блоков лазерных гироскопов (БЛГ)
2.4.3. Калибровка БЖ по угловой скорости Земли
3. Инерциальные методы в задаче измерения параметров рельсового пути
3.1. Анализ современного состояния и тенденций развития путеизмерительной техники
3.2. Анализ структуры и алгоритмов инерциальных путеизмерительных комплексов
3.3. Разработка концепции построения системы определения профиля рельсовых нитей по результатам инерциальных измерений
3.4. Исследование влияния динамического взаимодействия рельсового
пути и путеизмерительного вагона на результаты измерений
3.4.1. Основные расчетные схемы и соотношения
3.4.2. Моделирование динамического взаимодействия движущегося вагона и упругого пути
3.5. Синтез алгоритмов нормирования результатов измерений с
учетом деформаций пути

4. Интегрированные системы навигации на рельсовом пути
4.1. Используемые методы измерений и постановка задачи навигации
4.1.1. Методы и средства измерения скорости и пройденного пути.
4.1.2. Анализ погрешностей элементов интегрированной системы.
4.2. Алгоритмы обработки и коррекции показаний одометра
4.3. Интегрированные системы навигации на рельсовом пути
4.4. Результаты испытаний и пути совершенствования интегрированной
системы
5. Определение параметров угловых деформаций движущихся объектов
5.1. Алгоритмы определения статических и динамических деформаций и их анализ
5.2 Исследование чувствительности фильтра Калмана к неточности задания параметров модели
5.3. Исследование погрешностей измерений и основных направлений развития метода
5.4. Использование метода определения угловых деформаций для контроля
ориентации трехкомпонентного магнитометра на корабле
Заключение
Библиографический список использованной литературы
заключающийся в следующем. Матрица перехода от ИТ к его приборному аналогу, построенному по показаниям инерциального блока, учитывая малость углов а0,ро,Уо, может быть представлена выражением
C*,=E + SCl
(1.60)

0 <*о -Уо
0 Ро (1.61)

- кососимметрическая матрица, составленная из компонент вектора малого поворота (1.55), Е - единичная матрица. Аналогично матрицу перехода от ГСТ к его аналогу запишем в виде

ÔC* =

Е + SCI

а -у о р -р о
(1.62)
(1.63)
Тогда матрица перехода от приборного аналога ИТ к приборному аналогу ГСТ представляется в виде
С1с?с£ = (Е+ - вс*) »
(1.64)
Cf + 8CCf - С?SCI = с!° + 5*Ct
Одновременно этот же переход может быть осуществлен в соответствии с выражением (1.15), если заменить в нем ф и Л. на их приборные значения
фп=(р±А(р и Я„-Л+АЛ. Тогда матрица С ^оп может быть представлена в виде