Инерцийн навигаци гэж юу вэ?
Инерцийн навигацийн үндэс
Инерцийн навигацийн үндсэн зарчим нь бусад навигацийн аргуудтай төстэй юм. Энэ нь анхны байрлал, анхны чиглэл, хөдөлгөөний чиглэл, чиг баримжаа зэрэг гол мэдээллийг олж авах, мөн эдгээр өгөгдлийг (математикийн интеграцийн үйлдлүүдтэй төстэй) аажмаар нэгтгэж, чиглэл, байрлал зэрэг навигацийн параметрүүдийг нарийн тодорхойлоход суурилдаг.
Инерцийн навигацид мэдрэгчийн үүрэг
Хөдөлж буй объектын одоогийн чиглэл (байрлал) болон байрлалын мэдээллийг авахын тулд инерцийн навигацийн системүүд нь голчлон акселерометр болон гироскопоос бүрдэх чухал мэдрэгчийн багцыг ашигладаг. Эдгээр мэдрэгчүүд нь инерцийн лавлах хүрээнд тээвэрлэгчийн өнцгийн хурд болон хурдатгалыг хэмждэг. Дараа нь өгөгдлийг нэгтгэж, хурд болон харьцангуй байрлалын мэдээллийг гаргаж авахын тулд цаг хугацааны явцад боловсруулдаг. Үүний дараа энэ мэдээллийг анхны байрлалын өгөгдөлтэй хамт навигацийн координатын систем болгон хувиргаж, тээвэрлэгчийн одоогийн байршлыг тодорхойлоход хүргэдэг.
Инерцийн навигацийн системийн үйл ажиллагааны зарчим
Инерцийн навигацийн системүүд нь бие даасан, дотоод хаалттай хүрдний навигацийн систем хэлбэрээр ажилладаг. Тэд тээвэрлэгчийн хөдөлгөөний явцад гарсан алдааг засахын тулд бодит цагийн гадаад өгөгдлийн шинэчлэлтэд найддаггүй. Тиймээс ганц инерцийн навигацийн систем нь богино хугацааны навигацийн ажлуудад тохиромжтой. Урт хугацааны үйл ажиллагааны хувьд хуримтлагдсан дотоод алдааг үе үе засахын тулд хиймэл дагуулд суурилсан навигацийн систем гэх мэт бусад навигацийн аргуудтай хослуулах ёстой.
Инерцийн навигацийн нууцлал
Орчин үеийн навигацийн технологиуд, түүний дотор тэнгэрийн навигаци, хиймэл дагуулын навигаци, радио навигацид инерцийн навигаци нь бие даасан байдлаараа ялгардаг. Энэ нь гадаад орчинд дохио цацруулдаггүй, тэнгэрийн биетүүд эсвэл гадаад дохионоос хамаардаггүй. Үүний үр дүнд инерцийн навигацийн системүүд нь хамгийн өндөр түвшний нууцлалыг санал болгодог тул хамгийн дээд нууцлал шаарддаг програмуудад тохиромжтой болгодог.
Инерцийн навигацийн албан ёсны тодорхойлолт
Инерцийн навигацийн систем (INS) нь гироскоп болон хурдатгалын хэмжигчийг мэдрэгч болгон ашигладаг навигацийн параметрийн тооцооллын систем юм. Энэхүү систем нь гироскопын гаралт дээр үндэслэн хурдатгалын хэмжигчийн гаралтыг ашиглан навигацийн координатын системийг тогтоож, навигацийн координатын систем дэх тээвэрлэгчийн хурд болон байрлалыг тооцоолдог.
Инерцийн навигацийн хэрэглээ
Инерцийн технологи нь сансар судлал, агаарын тээвэр, далайн тээвэр, газрын тосны хайгуул, геодези, далай судлалын судалгаа, геологийн өрөмдлөг, робот техник, төмөр замын систем зэрэг олон салбарт өргөн хэрэглэгддэг болсон. Дэвшилтэт инерцийн мэдрэгчүүд гарч ирснээр инерцийн технологи нь автомашины үйлдвэрлэл, эмнэлгийн электрон төхөөрөмж болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгдэж байна. Энэхүү өргөжиж буй хэрэглээний цар хүрээ нь олон төрлийн хэрэглээнд өндөр нарийвчлалтай навигаци, байршил тогтоох чадварыг хангахад инерцийн навигацийн улам бүр чухал үүрэг гүйцэтгэж байгааг онцолж байна.
Инерцийн удирдамжийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг:Шилэн оптик гироскоп
Шилэн оптик гироскопын танилцуулга
Инерцийн навигацийн системүүд нь үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийнхээ нарийвчлал, нарийвчлалаас ихээхэн хамаардаг. Эдгээр системийн чадавхийг мэдэгдэхүйц сайжруулсан нэг бүрэлдэхүүн хэсэг бол шилэн оптик гироскоп (FOG) юм. FOG нь зөөгч төхөөрөмжийн өнцгийн хурдыг гайхалтай нарийвчлалтайгаар хэмжихэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг чухал мэдрэгч юм.
Шилэн оптик гироскопын ажиллагаа
FOG нь Сагнак эффектийн зарчмаар ажилладаг бөгөөд энэ нь лазер туяаг хоёр тусдаа замд хувааж, ороомог шилэн кабелийн гогцооны дагуу эсрэг чиглэлд явах боломжийг олгодог. FOG-тэй хамт суулгагдсан тээвэрлэгч эргэлдэх үед хоёр цацрагийн хоорондох аяллын хугацааны зөрүү нь тээвэрлэгчийн эргэлтийн өнцгийн хурдтай пропорциональ байна. Сагнак фазын шилжилт гэгддэг энэхүү хугацааны саатлыг нарийн хэмжиж, FOG нь тээвэрлэгчийн эргэлтийн талаарх үнэн зөв өгөгдлийг өгөх боломжийг олгодог.
Шилэн кабелийн гироскопын зарчим нь фотодетектороос гэрлийн цацраг ялгаруулахыг хэлнэ. Энэ гэрлийн цацраг нь холбогчоор дамжин өнгөрч, нэг үзүүрээс орж, нөгөө үзүүрээс гардаг. Дараа нь оптик гогцоонд дамждаг. Өөр өөр чиглэлээс ирж буй хоёр гэрлийн цацраг нь гогцоонд орж, тойрон эргэлдсэний дараа когерент суперпозиция үүсгэдэг. Буцаж ирсэн гэрэл нь түүний эрчмийг илрүүлэхэд ашигладаг гэрэл ялгаруулах диод (LED)-д дахин ордог. Шилэн кабелийн гироскопын зарчим нь энгийн мэт санагдаж болох ч хамгийн чухал бэрхшээл нь хоёр гэрлийн цацрагийн оптик замын уртад нөлөөлдөг хүчин зүйлсийг арилгах явдал юм. Энэ бол шилэн кабелийн гироскопыг хөгжүүлэхэд тулгардаг хамгийн чухал асуудлуудын нэг юм.
1: хэт гэрэлтэгч диод 2: фотодетектор диод
3. гэрлийн эх үүсвэрийн холбогч 4.шилэн цагираг холбогч 5. шилэн кабелийн цагираг
Шилэн оптик гироскопын давуу талууд
FOG нь инерцийн навигацийн системд үнэлж баршгүй хэд хэдэн давуу талтай. Эдгээр нь онцгой нарийвчлал, найдвартай байдал, бат бөх чанараараа алдартай. Механик гироскопоос ялгаатай нь FOG нь хөдөлгөөнт эд ангигүй тул элэгдэл, урагдах эрсдэлийг бууруулдаг. Нэмж дурдахад тэдгээр нь цочрол, чичиргээнд тэсвэртэй тул сансар судлал, батлан хамгаалах зэрэг хүнд нөхцөлд тохиромжтой.
Инерцийн навигацид шилэн кабелийн гироскопуудыг нэгтгэх нь
Инерцийн навигацийн системүүд нь өндөр нарийвчлал, найдвартай байдлаасаа шалтгаалан FOG-г улам бүр нэвтрүүлж байна. Эдгээр гироскопууд нь чиглэл болон байрлалыг нарийн тодорхойлоход шаардлагатай чухал өнцгийн хурдны хэмжилтийг өгдөг. FOG-г одоо байгаа инерцийн навигацийн системд нэгтгэснээр операторууд навигацийн нарийвчлалыг сайжруулах, ялангуяа хэт нарийвчлал шаардлагатай нөхцөлд ашиг тусаа өгөх боломжтой.
Инерцийн навигацид шилэн кабелийн гироскопын хэрэглээ
FOG-уудыг оруулснаар инерцийн навигацийн системийн хэрэглээг янз бүрийн салбарт өргөжүүлсэн. Агаарын тээвэр болон агаарын тээврийн салбарт FOG-ээр тоноглогдсон системүүд нь нисэх онгоц, дрон, сансрын хөлөгт зориулсан нарийн навигацийн шийдлүүдийг санал болгодог. Эдгээрийг мөн далайн навигаци, геологийн судалгаа, дэвшилтэт робот техникт өргөн ашигладаг тул эдгээр системийг сайжруулсан гүйцэтгэл, найдвартай ажиллагаагаар ажиллуулах боломжийг олгодог.
Шилэн оптик гироскопын янз бүрийн бүтцийн хувилбарууд
Шилэн кабелийн гироскопууд нь янз бүрийн бүтцийн тохиргоотой байдаг бөгөөд одоогоор инженерийн салбарт нэвтэрч буй зонхилох нь ...хаалттай гогцоонд туйлшрал хадгалдаг шилэн кабелийн гироскопЭнэхүү гироскопын гол цөм ньтуйлшралыг хадгалах шилэн кабелийн гогцоо, туйлшралыг хадгалах утас болон нарийн зохион бүтээсэн хүрээнээс бүрдэнэ. Энэхүү гогцоог барихад дөрвөн талт тэгш хэмтэй ороомгийн аргыг ашигладаг бөгөөд хатуу төлөвт шилэн гогцооны ороомог үүсгэхийн тулд өвөрмөц битүүмжлэх гельээр нэмэлт хийдэг.
Гол онцлогуудТуйлшрал-Арчилгаа Шилэн оптик Gжил ороомог
▶Өвөрмөц хүрээний дизайн:Гироскопын гогцоонууд нь туйлшралыг хадгалдаг төрөл бүрийн утаснуудыг хялбархан байрлуулах өвөрмөц хүрээний загвартай.
▶Дөрвөн талт тэгш хэмтэй ороомгийн техник:Дөрвөн талт тэгш хэмтэй ороомгийн арга нь Шупе эффектийг багасгаж, нарийвчлалтай, найдвартай хэмжилтийг баталгаажуулдаг.
▶Дэвшилтэт битүүмжлэх гель материал:Дэвшилтэт битүүмжлэх гель материалыг өвөрмөц хатууруулах техниктэй хослуулан ашиглах нь чичиргээнд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлж, эдгээр гироскоп гогцоог хүнд нөхцөлд ашиглахад тохиромжтой болгодог.
▶Өндөр температурын когеренцийн тогтвортой байдал:Гироскопын гогцоо нь өндөр температурын когеренцийн тогтвортой байдлыг харуулдаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн дулааны нөхцөлд ч нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.
▶Хялбаршуулсан хөнгөн хүрээ:Гироскопын гогцоонууд нь энгийн хэрнээ хөнгөн хүрээтэй тул өндөр боловсруулалтын нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.
▶Тогтмол ороох үйл явц:Ороомгийн процесс нь тогтвортой хэвээр байгаа бөгөөд янз бүрийн нарийвчлалтай шилэн кабелийн гироскопуудын шаардлагад нийцсэн.
Лавлагаа
Гроувс, ПД (2008). Инерцийн навигацийн танилцуулга.Навигацийн сэтгүүл, 61(1), 13-28.
Эль-Шейми, Н., Хоу, Х., & Ниу, Х. (2019). Навигацийн хэрэглээнд зориулсан инерцийн мэдрэгчийн технологиуд: орчин үеийн байдал.Хиймэл дагуулын навигаци, 1(1), 1-15.
Вудман, ОЖ (2007). Инерцийн навигацийн танилцуулга.Кембрижийн Их Сургууль, Компьютерийн Лаборатори, UCAM-CL-TR-696.
Чатила, Р., & Лаумонд, Ж.П. (1985). Хөдөлгөөнт роботуудад зориулсан байршлын лавлагаа ба дэлхийн тогтвортой загварчлал.1985 оны IEEE робот техник ба автоматжуулалтын олон улсын бага хурлын эмхэтгэлд(2-р боть, хх. 138-145). IEEE.
Үнэгүй зөвлөгөө авах шаардлагатай юу?
МИНИЙ ЗАРИМ ТӨСЛҮҮД
Миний хувь нэмэр оруулсан гайхалтай бүтээлүүд. БАХАРХАЛТАЙ!
