The 29 reference contexts in paper A. Aviev A., I. Saneev V., V. Enin N., А. Авиев А., В. Енин Н., И. Санеев В. (2016) “Экспериментальные исследования методом вариаций Аллана триады лазерных гироскопов с виброподставкой // Experimental Research of the Dithering Ring Laser Gyro Triad by Allan Variations Method” / spz:neicon:technomag:y:2016:i:6:p:145-161

  1. Start
    1674
    Prefix
    шумов Введение В последнее время для оценки структуры и параметров парциальных составляющих основных ошибок инерциальных измерителей (гироскопов и акселерометров) широкое применение получил метод вариаций Аллана (ВА), суть которого описана в стандартах Международного общества инженеров электротехники и электроники (IEEE), например, для волоконно-оптических гироскопов (ВОГ) в
    Exact
    [1]
    Suffix
    , лазерных гироскопов (ЛГ) в [2], а практические рекомендации по проведению экспериментальных исследований и вычислению вариаций Аллана в [3]. Идеи и особенности метода, безотносительно типа измерителя, достаточно подробно обсуждены в литературе [4-8].
    (check this in PDF content)

  2. Start
    1709
    Prefix
    для оценки структуры и параметров парциальных составляющих основных ошибок инерциальных измерителей (гироскопов и акселерометров) широкое применение получил метод вариаций Аллана (ВА), суть которого описана в стандартах Международного общества инженеров электротехники и электроники (IEEE), например, для волоконно-оптических гироскопов (ВОГ) в [1], лазерных гироскопов (ЛГ) в
    Exact
    [2]
    Suffix
    , а практические рекомендации по проведению экспериментальных исследований и вычислению вариаций Аллана в [3]. Идеи и особенности метода, безотносительно типа измерителя, достаточно подробно обсуждены в литературе [4-8].
    (check this in PDF content)

  3. Start
    1820
    Prefix
    и акселерометров) широкое применение получил метод вариаций Аллана (ВА), суть которого описана в стандартах Международного общества инженеров электротехники и электроники (IEEE), например, для волоконно-оптических гироскопов (ВОГ) в [1], лазерных гироскопов (ЛГ) в [2], а практические рекомендации по проведению экспериментальных исследований и вычислению вариаций Аллана в
    Exact
    [3]
    Suffix
    . Идеи и особенности метода, безотносительно типа измерителя, достаточно подробно обсуждены в литературе [4-8]. В частности в [8] показано, что для гироскопов бесплатформенных систем (БИНС) необходима более «тонкая» идентификация структуры шумов, чем гироскопов платформенных систем.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    1927
    Prefix
    стандартах Международного общества инженеров электротехники и электроники (IEEE), например, для волоконно-оптических гироскопов (ВОГ) в [1], лазерных гироскопов (ЛГ) в [2], а практические рекомендации по проведению экспериментальных исследований и вычислению вариаций Аллана в [3]. Идеи и особенности метода, безотносительно типа измерителя, достаточно подробно обсуждены в литературе
    Exact
    [4-8]
    Suffix
    . В частности в [8] показано, что для гироскопов бесплатформенных систем (БИНС) необходима более «тонкая» идентификация структуры шумов, чем гироскопов платформенных систем. Такую идентификацию парциальных составляющих, определяющих аддитивную погрешность гироскопа, и позволяет провести метод вариаций Аллана.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    1947
    Prefix
    общества инженеров электротехники и электроники (IEEE), например, для волоконно-оптических гироскопов (ВОГ) в [1], лазерных гироскопов (ЛГ) в [2], а практические рекомендации по проведению экспериментальных исследований и вычислению вариаций Аллана в [3]. Идеи и особенности метода, безотносительно типа измерителя, достаточно подробно обсуждены в литературе [4-8]. В частности в
    Exact
    [8]
    Suffix
    показано, что для гироскопов бесплатформенных систем (БИНС) необходима более «тонкая» идентификация структуры шумов, чем гироскопов платформенных систем. Такую идентификацию парциальных составляющих, определяющих аддитивную погрешность гироскопа, и позволяет провести метод вариаций Аллана.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    2315
    Prefix
    Такую идентификацию парциальных составляющих, определяющих аддитивную погрешность гироскопа, и позволяет провести метод вариаций Аллана. Современные БИНС среднего и прецизионного классов строятся на ЛГ и ВОГ
    Exact
    [10- 12]
    Suffix
    . Результаты экспериментальных исследований точностных характеристик ВОГ методом вариаций Аллана за период с 2000-2015 г. полно отражены в научно-технической литературе, например, в [8-11]. Значительно меньше публикаций [12-14] за этот же период посвящено теме настоящей работы, что можно объяснить сложностью проведения таких исследований и особенностями ЛГ с виброподставкой.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    2551
    Prefix
    Современные БИНС среднего и прецизионного классов строятся на ЛГ и ВОГ [1012]. Результаты экспериментальных исследований точностных характеристик ВОГ методом вариаций Аллана за период с 2000-2015 г. полно отражены в научно-технической литературе, например, в
    Exact
    [8-11]
    Suffix
    . Значительно меньше публикаций [12-14] за этот же период посвящено теме настоящей работы, что можно объяснить сложностью проведения таких исследований и особенностями ЛГ с виброподставкой. В работах [12-13], посвященных анализу некоторых конструктивных и схемных особенностей одноосного ЛГ с виброподставкой прецизионного класса, приведены результаты оценки составляющих вариаций Аллана по массив
    (check this in PDF content)

  8. Start
    2588
    Prefix
    Результаты экспериментальных исследований точностных характеристик ВОГ методом вариаций Аллана за период с 2000-2015 г. полно отражены в научно-технической литературе, например, в [8-11]. Значительно меньше публикаций
    Exact
    [12-14]
    Suffix
    за этот же период посвящено теме настоящей работы, что можно объяснить сложностью проведения таких исследований и особенностями ЛГ с виброподставкой. В работах [12-13], посвященных анализу некоторых конструктивных и схемных особенностей одноосного ЛГ с виброподставкой прецизионного класса, приведены результаты оценки составляющих вариаций Аллана по массиву выходных данных ЛГ, каждый отсчет кот
    (check this in PDF content)

  9. Start
    2755
    Prefix
    Значительно меньше публикаций [12-14] за этот же период посвящено теме настоящей работы, что можно объяснить сложностью проведения таких исследований и особенностями ЛГ с виброподставкой. В работах
    Exact
    [12-13]
    Suffix
    , посвященных анализу некоторых конструктивных и схемных особенностей одноосного ЛГ с виброподставкой прецизионного класса, приведены результаты оценки составляющих вариаций Аллана по массиву выходных данных ЛГ, каждый отсчет которого производился за интервал времени измерения, кратный периоду виброподставки (ВП), что позволило исключить погрешность «вычитания» подставки.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    3297
    Prefix
    оценки составляющих вариаций Аллана по массиву выходных данных ЛГ, каждый отсчет которого производился за интервал времени измерения, кратный периоду виброподставки (ВП), что позволило исключить погрешность «вычитания» подставки. Однако, такой режим измерения существенно ограничивает сверху частоту обработки информации в БИНС, что для большинства практических приложений неприемлемо. В
    Exact
    [14]
    Suffix
    представлен, в частности, график вариаций Аллана для прецизионного ЛГ с периметром 28 см, где отмечаются нечеткие границы между участками и неопределенность оценивания параметров ВА. Анализ причин существенного расхождения полученного графика ВА с гипотетическим графиком ВА по стандарту [2] выходит за рамки настоящей статьи.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    3593
    Prefix
    В [14] представлен, в частности, график вариаций Аллана для прецизионного ЛГ с периметром 28 см, где отмечаются нечеткие границы между участками и неопределенность оценивания параметров ВА. Анализ причин существенного расхождения полученного графика ВА с гипотетическим графиком ВА по стандарту
    Exact
    [2]
    Suffix
    выходит за рамки настоящей статьи. В качестве общего замечания к работам [12-14] можно добавить следующее:  существенно ограниченный по времени анализируемый массив выходных данных ЛГ;  выбор в качестве объекта исследований одноосных ЛГ с виброподставкой, тогда как БИНС содержит триаду таких ЛГ, колебательные системы которых взаимодействуют между собой, что существенно изменяет точностные
    (check this in PDF content)

  12. Start
    3670
    Prefix
    В [14] представлен, в частности, график вариаций Аллана для прецизионного ЛГ с периметром 28 см, где отмечаются нечеткие границы между участками и неопределенность оценивания параметров ВА. Анализ причин существенного расхождения полученного графика ВА с гипотетическим графиком ВА по стандарту [2] выходит за рамки настоящей статьи. В качестве общего замечания к работам
    Exact
    [12-14]
    Suffix
    можно добавить следующее:  существенно ограниченный по времени анализируемый массив выходных данных ЛГ;  выбор в качестве объекта исследований одноосных ЛГ с виброподставкой, тогда как БИНС содержит триаду таких ЛГ, колебательные системы которых взаимодействуют между собой, что существенно изменяет точностные характеристики приборов в зависимости от конструктивных и схематических решений БИ
    (check this in PDF content)

  13. Start
    4535
    Prefix
    Анализ практических возможностей определения параметров ВА при снятии массивов выходных данных триады ЛГ на продолжительных интервалах времени в лабораторных условиях без выполнения требований стандарта
    Exact
    [3]
    Suffix
    по обеспечению и контролю внешних (по отношению к ЛГ) условий испытаний, например, температуры, вибраций, магнитных и электрических полей и т.д. Объекты исследований: 1. Триада (Т28) одноосных ЛГ типа ГЛ-2 с периметром 28 см [15] со взаимным «разнесением» частот виброподставки на 40-50 Гц и исключением составляющей виброподставки с помощью цифрового фильтра. 2.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    4767
    Prefix
    параметров ВА при снятии массивов выходных данных триады ЛГ на продолжительных интервалах времени в лабораторных условиях без выполнения требований стандарта [3] по обеспечению и контролю внешних (по отношению к ЛГ) условий испытаний, например, температуры, вибраций, магнитных и электрических полей и т.д. Объекты исследований: 1. Триада (Т28) одноосных ЛГ типа ГЛ-2 с периметром 28 см
    Exact
    [15]
    Suffix
    со взаимным «разнесением» частот виброподставки на 40-50 Гц и исключением составляющей виброподставки с помощью цифрового фильтра. 2. Триада (Т44) одноосных ЛГ типа ГЛ-1 с периметром 44 см и аналогичной схемой построения измерительных каналов.
    (check this in PDF content)

  15. Start
    5086
    Prefix
    Триада (Т28) одноосных ЛГ типа ГЛ-2 с периметром 28 см [15] со взаимным «разнесением» частот виброподставки на 40-50 Гц и исключением составляющей виброподставки с помощью цифрового фильтра. 2. Триада (Т44) одноосных ЛГ типа ГЛ-1 с периметром 44 см и аналогичной схемой построения измерительных каналов. Стандартные (общепринятые) характеристики ЛГ представлены, например, в
    Exact
    [16]
    Suffix
    . Триада Т28 входит в состав «технологического образца» БИНС-Т28, триада Т44 в состав технологического образца БИНС-Т44. Технологические образцы БИНС соответствуют не всем требованиям ТУ и используются для экспериментальных исследований и отработки систем.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    5466
    Prefix
    Технологические образцы БИНС соответствуют не всем требованиям ТУ и используются для экспериментальных исследований и отработки систем. Краткое описание упрощенного варианта схемы построения БИНС представлено в
    Exact
    [17]
    Suffix
    , внешний вид некоторых промышленных образцов БИНС на приборах типа ГЛ1,2 показан в [18]. Условия проведения испытаний Испытания проводились в лабораторных условиях на первом и нулевом этажах с частичной развязкой мест установки от фундамента здания.
    (check this in PDF content)

  17. Start
    5555
    Prefix
    Технологические образцы БИНС соответствуют не всем требованиям ТУ и используются для экспериментальных исследований и отработки систем. Краткое описание упрощенного варианта схемы построения БИНС представлено в [17], внешний вид некоторых промышленных образцов БИНС на приборах типа ГЛ1,2 показан в
    Exact
    [18]
    Suffix
    . Условия проведения испытаний Испытания проводились в лабораторных условиях на первом и нулевом этажах с частичной развязкой мест установки от фундамента здания. В лабораториях работало другое испытательное оборудование электромеханического типа (термокамеры, компрессоры).
    (check this in PDF content)

  18. Start
    6576
    Prefix
    Например, в процессе 14-часовых испытаний (БИНС-Т28) изменение температуры каждого ЛГ триады после завершения выбега находилось в диапазоне ± 1 град/ºC; Параметры всех внешних возмущений, оговоренных в стандарте
    Exact
    [3]
    Suffix
    , не контролировались. Характеристики массива выходных данных В качестве примера на рис.1 представлен фрагмент массива данных ЛГ триады Т28 по оси Z (ЛГ28z), который снимался в течение 14 часов с тактом tc, равным 1 секунде.
    (check this in PDF content)

  19. Start
    7728
    Prefix
    Амплитудная спектральная плотность выходного сигнала прибора ЛГ28x в диапазоне частот от 0 до 0.5 Гц. Рис.5. Амплитудная спектральная плотность выходного сигнала прибора ЛГ28y в диапазоне частот от 0 до 0.5 Гц. Стандартами
    Exact
    [2]
    Suffix
    и [3] предписано выделить и исключить из обработки интервал времени, в течение которого прибор прогревается и выходит на установившийся температурный режим (в дальнейшем будем называть этот интервал времени «Выбегом»).
    (check this in PDF content)

  20. Start
    7734
    Prefix
    Амплитудная спектральная плотность выходного сигнала прибора ЛГ28x в диапазоне частот от 0 до 0.5 Гц. Рис.5. Амплитудная спектральная плотность выходного сигнала прибора ЛГ28y в диапазоне частот от 0 до 0.5 Гц. Стандартами [2] и
    Exact
    [3]
    Suffix
    предписано выделить и исключить из обработки интервал времени, в течение которого прибор прогревается и выходит на установившийся температурный режим (в дальнейшем будем называть этот интервал времени «Выбегом»).
    (check this in PDF content)

  21. Start
    8193
    Prefix
    выделить и исключить из обработки интервал времени, в течение которого прибор прогревается и выходит на установившийся температурный режим (в дальнейшем будем называть этот интервал времени «Выбегом»). Построение графика медленного изменения дрейфа нуля гироскопа (инфранизкочастотной (ИНЧ) составляющей дрейфа) (рис.6) произведено методом линейной комбинации показательных функций
    Exact
    [19]
    Suffix
    . Был выявлен «Выбег», который, например, для прибора ЛГ28z происходит в течение первых 3 часов 15 минут (11700 сек). Рис.6. Цифровая обработка массива выходных данных ЛГ28z: тонкая линия – 100-сек осреднение, толстая линия – результат выделения ИНЧ дрейфа нуля методом линейной комбинации показательных функций.
    (check this in PDF content)

  22. Start
    9098
    Prefix
    Мелкий шаг построения графика выбран для более детального изображения результатов расчетов. Полученный график 1 на рис.7 не является монотонным и гладким, попытки выделить на нем участки с наклонами согласно
    Exact
    [2]
    Suffix
    не дали результатов. Аналогичная неопределенность и зашумленность правой части графиков вариаций Аллана отмечена в работах [9] и [14]. Графики, аналогичные графику 1 рис.7, были построены для других начальных точек отсчета (i0): с 11701-й по 11799-ую секунду.
    (check this in PDF content)

  23. Start
    9225
    Prefix
    Полученный график 1 на рис.7 не является монотонным и гладким, попытки выделить на нем участки с наклонами согласно [2] не дали результатов. Аналогичная неопределенность и зашумленность правой части графиков вариаций Аллана отмечена в работах
    Exact
    [9]
    Suffix
    и [14]. Графики, аналогичные графику 1 рис.7, были построены для других начальных точек отсчета (i0): с 11701-й по 11799-ую секунду. В стандартах [2] и [3] не определен критерий завершения переходного процесса прогрева прибора, не указано с какой именно точки нужно начинать расчет вариаций Аллана, следовательно, расчет вариаций можно производить с любой из множества точек, в которой,
    (check this in PDF content)

  24. Start
    9230
    Prefix
    Полученный график 1 на рис.7 не является монотонным и гладким, попытки выделить на нем участки с наклонами согласно [2] не дали результатов. Аналогичная неопределенность и зашумленность правой части графиков вариаций Аллана отмечена в работах [9] и
    Exact
    [14]
    Suffix
    . Графики, аналогичные графику 1 рис.7, были построены для других начальных точек отсчета (i0): с 11701-й по 11799-ую секунду. В стандартах [2] и [3] не определен критерий завершения переходного процесса прогрева прибора, не указано с какой именно точки нужно начинать расчет вариаций Аллана, следовательно, расчет вариаций можно производить с любой из множества точек, в которой, по мнен
    (check this in PDF content)

  25. Start
    9371
    Prefix
    Аналогичная неопределенность и зашумленность правой части графиков вариаций Аллана отмечена в работах [9] и [14]. Графики, аналогичные графику 1 рис.7, были построены для других начальных точек отсчета (i0): с 11701-й по 11799-ую секунду. В стандартах
    Exact
    [2]
    Suffix
    и [3] не определен критерий завершения переходного процесса прогрева прибора, не указано с какой именно точки нужно начинать расчет вариаций Аллана, следовательно, расчет вариаций можно производить с любой из множества точек, в которой, по мнению исследователя, завершился процесс «Выбега».
    (check this in PDF content)

  26. Start
    9377
    Prefix
    Аналогичная неопределенность и зашумленность правой части графиков вариаций Аллана отмечена в работах [9] и [14]. Графики, аналогичные графику 1 рис.7, были построены для других начальных точек отсчета (i0): с 11701-й по 11799-ую секунду. В стандартах [2] и
    Exact
    [3]
    Suffix
    не определен критерий завершения переходного процесса прогрева прибора, не указано с какой именно точки нужно начинать расчет вариаций Аллана, следовательно, расчет вариаций можно производить с любой из множества точек, в которой, по мнению исследователя, завершился процесс «Выбега».
    (check this in PDF content)

  27. Start
    10808
    Prefix
    Аналогичные графики вариаций Аллана получены и при обработке массивов гироскопов, установленных по оси X и по оси Y (ЛГ28x и ЛГ28y) триады Т28 трехосного измерительного блока. Анализ причин «зашумленности» графиков вариаций Аллана В
    Exact
    [20]
    Suffix
    показано, что с уменьшением шага построения «зашумленность» графиков вариаций Аллана увеличивается, но с прикладной точки зрения важна не только «зашумленность» графика, но и его повторяемость, которая при уменьшении шага также снижается.
    (check this in PDF content)

  28. Start
    11398
    Prefix
    Графики σ(τ) на рис.8 по «зашумленности» много лучше предыдущих, представленных на рис.7, есть возможность выделить участки с определенным наклоном кривой и «привязать» к какой-либо составляющей погрешностей согласно
    Exact
    [2]
    Suffix
    , но повторяемости нет – небольшое изменение шага приводит к другому графику, значения в котором в некоторых точках отличаются на 200 %. Рис.8. вариаций Аллана (1), их минимальные (2) и максимальные (3) значения, полученные для тех же исходных данных, что и на рис.7, только с шагом ∆τ = 0.11 и 0.2 декады для ЛГ28z.
    (check this in PDF content)

  29. Start
    16280
    Prefix
    Среднее значение σmean вариаций Аллана (1), минимальные (2) и максимальные (3) значения при изменении в диапазоне от i0 до i0+τ/∆tс точки начала отсчета ЛГ44z. На рис.12 выделены участки с оговоренными в стандартах
    Exact
    [2,3]
    Suffix
    наклонами: «Шум квантования», «Случайное блуждание угла», «Нестабильность смещения нуля» и «Случайное блуждание угловой скорости». Приведем значения этих составляющих: Шум квантования (1σ): σ(τ)= Q/τ, отсюда Q = 0.0635 угл.сек; Случайное блуждание угла (1σ): σ(τ)=N/ N=0.00065 º/ ; Нестабильность смещения нуля (1σ):σ(τ)=B В= 0.0012 º/час; Случайное блуждание угловой скор
    (check this in PDF content)