Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
В установившемся режиме работы ротор ЭСГ поддерживается в центре камеры. При смещении ротора от центра изменяется емкость системы «ротор - камера». При этом генерируются заряды, которые подаются на электроды, цешрнрующне ротор. В электронике системы N2000 используется амшгитудпо-импульеиая модуляция, а для создания центрирующей силы и определения положения ротора - схема, выполняющая мультиплексирование по времени. После запуска системы ротор разгоняется до скорости, соответствующей 2500 Гц. При вращении ротора электроды гироскопа вырабатывают сигналы, с помощью которых определяется положение геометрического Центра ротора. Положение оси собственного вращения ротора гироскопа однозначно определяет диаграмму модуляции сигналов электродов. Данные сигналы демодулируются, фильтруются и поступают на предварительный процессор ИИБ, который рассчитывает направляющие косинусы вектора угловой скорости собственного вращения ротора гироскопа в связанной с его корпусом системе координат.
Контроль за скоростью собственного вращения ротора осуществляется посредством введения зафаждаюіцего (режекторного) фильтра. Этот фильтр обеспечивает изменение коэффициента усиления на частоте режекции так, что результирующая сила и сила, обусловленная наличием радиального небаланса массы ротора, создают момент, который, по мере необходимости, либо ускоряет, либо замедляет вращение ротора. Необходимость в ускорении или замедлении ротора зависит от скорости его вращения относительно частоты режекции,
328
Управление скоростью осуществляется благодаря использованию обычных пассивных элементов.
Применение новой электроники в системе N2000 нашло свое отражение в микропроцессоре, рассчитанном на 16 бит. В состав микропроцессора входят блок памяти, реализованный на интегральных схемах, интерфейс, схема синхронизации, линия связи и буфер. Предполагается построение микропроцессора в виде трех процессоров. Один из них устанавливается в ИИБ и служит в качестве управляющего устройства, второй и третий - в стойке, причем один из них выполняет функции навигационного процессора, а другой - встроенного блока контроля и организационного управляющего процессора. Кроме этого, микропроцессор выполняет обработку выходных сигналов оггпгческого датчика списывания, преобразование дискретных данных в синусно-косинусном преобразователе и управление вводом-выводом дискретных данных.
В системе N2000 использованы экономичные провода, предназначенные для соединения процессоров и элементов системы. Работа проводов связана с функционированием микропроцессора. Если процессоры и данные элементы располагаются вместе, как это, например, предусмотрено в ИИБ или в электронике, размещаемой в стойке, то оптимальная связь между ними осуществляется посредством разделяемой, (совместно используемой) памяти. Канал связи между процессором системы, размешенным в ИИБ, и навигационным процессором, располагаемым в стойке, отличается более сложной технической реализацией посредством установки на каждом конце канала связи программируемого терминала.
При выборе блока микропроцессора большое внимание было уделено экономическим вопросам. Основу выбранного блока составляет микропроцессорный чип марки «Motorola MC 6S000», который отличается высокой пропускной способностью и конструкция которого обеспечивает удобство профаммировапия и возможность использования языков высокого уровня. Память микропроцессора включает в себя .постояшгую память (универсальную м программируемую). Программируемая логическая матрица с программируемой постоянной памятью включает в себя отображение памяти и при наличии некоторой дополнительной логики обеспечивает сопряжение памяти, согласуемое с микропроцессорным чипом. Для обеспечения одноканального сопряжения с програмнігруемой скоростью (max 9600 бод) наряду с адаптером для сопряжения с синхронными каналами связи используются буферы RS-232. Все адресные лшшн, линии шин данных, а также линии контроля, вьгхопящие из блока, подвергаются активному буферному воздействию.
Предусмотрено пять режимов работы системы N2000: 1. Начальный режим работы, который включает в себя предварительный прогрев, автономную проверку блоков системы, всплытие и
329
_ -„ ^-.,ui^up^^uiie их нутационных колебаний, а также выставку ИНС (горизонтированне и гарокомласирование).
2. Навигационный режим работы, язляющішся основным и включающим в себя автономный инерпиаяъный режим, демпфируемый инер-ннальный режим, а также режим работы в полярных областях.
3. Гирокомпасный режим работы, в котором поправка курса вырабатывается по данным относке ль ного лага или по данным спутниковой навигационной системы GPS.
4. Объединенный режим работы, предусматривающий работу системъс в навигационном и гирокомпас ном режимах одновременно.
5. Корректируемый или обсервационный режим работы, в котором может использоваться внешняя информация о координатах места, линейной скорости, курса, времени и т.п.
Отметим, что реализация корректируемого режима работы осуществляется в системе N2000 посредством выработки соответствующих поправок фильтром Калмана с 22 переменными состояния.
