CC BY
327
УДК 681.518.3
МЕТОДИКА КАЛИБРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ БЕСПЛАТФОРМЕННОЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Варабин Д.А., инженер-исследователь ОАО «ВНИИ «Сигнал», e-mail: denvar@bk.ru
В статье приведено описание блока чувствительных элементов, входящего в состав бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Блок, как правило, включает в себя три акселерометра и три датчика угловой скорости. Дано описание методики калибровки применимой для таких вариантов построения блока чувствительных элементов, когда акселерометры имеют 2 аналоговых выхода - выход измерения ускорения и выход измерения температуры датчика. В таком случае канал измерения ускорения содержит в себе отдельный точный аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), а канал измерения температуры использует АЦП, встроенный в вычислитель, обрабатывающие данные с датчиков. В качестве такого вычислителя может выступать микроконтроллер. Методика калибровки блока чувствительных элементов сводится к калибровке аналоговых измерительных трактов и состоит из нескольких этапов. На основе разработанной методики созданы и представлены в статье алгоритмы калибровки нуля и полной шкалы. Разработанная методика была применена в составе блока чувствительных элементов на разрабатываемой ОАО «ВНИИ «Сигнал» бесплатформенной инерциальной навигационной системе.
Ключевые слова: бесплатформенная инерциальная навигационная система, блок чувствительных элементов, методика калибровки, алгоритм калибровки.
CALIBRATION TECHNIQUE OF MEASURING CHANNELS STRAPDOWN
INERTIAL NAVIGATION SYSTEM
Varabin D., experimental engineer, JSC «Institute for scientific research» Signal», e-mail: denvar@bk.ru
The article describes the unit of sensitive elements constituting the strapdown inertial navigation system. The block usually includes three accelerometers and three angular rate sensor. The description of the calibration procedures applicable to such variants of block sensitive elements when accelerometers have 2 analog outputs - output measuring acceleration and temperature output of the sensor. In this case, acceleration measurement channel comprises a separate accurate analog-to-digital converter (ADC) and uses a temperature measurement channel ADC built into computer, processing the data from the sensors. As such calculator can be a microcontroller. Technique for calibrating unit of sensitive elements is reduced to calibrate the analog measuring circuits and consists of several stages. On the basis of the developed technique created and presented in the paper calibration algorithms zero and full scale. The developed method was applied as part of the block on the sensitive elements developed JSC «Institute for scientific research» Signal» strapdown inertial navigation system.
Keywords: strapdown inertial navigation systems, block of sensitive elements, calibration procedures, calibration algorithm.
Введение.
Блок чувствительных элементов (БЧЭ) является неотъемлемой частью бесплатформенной инерциальной навигационной системы и состоит из непосредственно датчиков - блоков акселерометров - приборов, измеряющих проекцию кажущегося ускорения [1] и датчиков угловой скорости (ДУС) [2], а так же из модуля встроенной электроники, обеспечивающего работоспособность датчиков. Как правило, БЧЭ содержит 3 аналоговых акселерометра - и 3 ДУС.
Предлагаемая методика калибровки применима для таких вариантов построения БЧЭ, когда акселерометры имеют 2 аналоговых выхода - выход измерения ускорения и выход измерения температуры датчика. В таком случае канал измерения ускорения содержит в себе отдельный точный аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), а канал измерения температуры использует АЦП, встроенный в вычислитель, обрабатывающие данные с датчиков. В качестве такого вычислителя может выступать микроконтроллер.
Методика и алгоритм.
Методика калибровки БЧЭ сводится к калибровке аналоговых измерительных трактов акселерометров. Она основывается на следующих принципах:
1. Перед началом процедуры калибровки производится отстыковка акселерометров от измерительных каналов БЧЭ. Процедура калибровки проходит последовательно в 2 этапа - калибровка ухода нуля измерительного канала и калибровка максимальной шкалы измерительного канала с сохранением в энергонезависимую память полученных калибровочных коэффициентов;
2. Для уменьшения времени калибровка осуществляется одновременно для всех измерительных каналов;
3. Для увеличения точности производится многократная калибровка с усреднением полученных калибровочных коэффициентов.
Последовательность действий, согласно разрабатываемой методике, представлена в алгоритмах, изображенных на рисунках 1 и 2.
Очередность выполнения этапов калибровки обуславливается экспериментальными данными. Поставленный опыт показал, что при такой последовательности наблюдается наибольшая точность калибровки.
Закорачивание измерительных каналов БЧЭ U„x= ОВ
Подача команды в БЧЭ калибровки нуля
Передача в АЦП команды начала калибровки нуля
Ожидание окончания процесса калибровки
Получение от АЦП и сохранение настроечных коэффициентов
__I
_У_
Усреднение сохраненных настроечных коэффициентов
Г
Сохранение усредненного значения в энергонезависимую память микроконтроллера
Рис. 1. Алгоритм калибровки нуля.
Значение эталонного напряжения ^ в алгоритме калибровки максимальной шкалы равно максимальному входному напряжению измерительного тракта. Его сохранение необходимо для пересчета значений АЦП. Очевидно, что точность замера эталонного напряжения должна быть выше точности измерительных трактов.
Настроечные коэффициенты, сохраненные в энергонезависимой памяти микроконтроллера, при включении БЧЭ в рабочем режиме загружаются обратно в АЦП.
Количество N циклов калибровки зависит от уровня пульсаций эталонного напряжения, а так же шумов в измерительном тракте и подбирается экспериментальным путем.
Разработанная методика была применена в составе блока чувствительных элементов на разрабатываемой ОАО «ВНИИ «Сигнал» бесплатформенной инерциальной навигационной системе. Анализ показал, что при правильном выборе параметра N достигается высокая точность оцифровывания сигнала линейного ускорения.
Рис. 2. Алгоритм калибровки полной шкалы.
Литература:
1. URL: https://m.wikipedia.org/wiki/Акселерометр
2. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/Датчик_угловой_скорости
УДК 338.49
ПРОБЛЕМЫ МОДЕРНИЗАЦИИ И РАЗВИТИЯ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ РЕГИОНА
Рубан В.А., д.э.н., доцент, доцент кафедры финансы и кредит ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», г.Улан-Удэ, Россия, e-mail: vlalru@inbox.ru
В статье рассматриваются проблемы развития транспортной инфраструктуры региона. Рассмотрены тенденции и факторы развития транспортной инфраструктуры, в том числе специфические факторы, свойственные Байкальскому региону. Раскрыто влияние межрегиональной интеграции и процессов глобализации на развитие транспортной инфраструктуры региона. Показано влияние транспортной инфраструктуры на возможность реализации экономического потенциала региона. Рассмотрены современные тенденции размещения производительных сил и формирование основных региональных экономических кластеров как ключевых предпосылок дляраз-вития транспортной инфраструктуры региона. Раскрыто влияние транспортной инфраструктуры на социальную привлекательность региона и освоение труднодоступных территорий Севера. Показаны направлениямодернизационного, инвестиционного и инновационного развития транспортной инфраструктуры. Раскрыта роль стратегического партнерства в развитии транспортной инфраструктуры региона. Предложены основные направления актуализации стратегии развития транспортной инфраструктуры.
Ключевые слова: транспортная инфраструктура, регион, развитие, экономический потенциал, социальная привлекательность.
PROBLEMS OF MODERNIZATION AND DEVELOPMENT OF TRANSPORT INFRASTRUCTURE IN THE REGION
Ruban V., Doctor of Economics, assistant professor of Finance and credit chair, East Siberian State University of Technology and Management,
Ulan-Ude, Russia, e-mail: vlalru@inbox.ru
This article discusses the development of transport infrastructure in the region. The tendencies and factors of development of transport infrastructure, including the specific factors inherent in the Baikal region. Disclose the effect of inter-regional integration and globalization processes on the development of transport infrastructure in the region. Shows the effect of transport infrastructure on the possibility of implementing the economic potential of the region. The modern trend of productive forces and the formation of major regional economic clusters as a key prerequisite for the development of transport infrastructure in the region. Discloses the impact of transport infrastructure on the social attractiveness of the region and the development of remote areas of the North. Indicate the direction of modernization, investment and innovative development of transport infrastructure. The role of strategic partnership in the development of transport infrastructure in the region. The main directions of updating the strategy of development of transport infrastructure.
Keywords: transport infrastructure, the region, the development of economic potential, social attractiveness.
Современная экономика вошла в эпоху интенсивного нарастания темпов инноваций во всех областях жизнедеятельности, научно-технологического прогресса и изменения технологических
укладов, что привело к росту межрегиональной конкуренции, актуализации проблем безопасности развития. Глобальные проблемы естественно затронули экономику регионов России. Предприятия
