Abstract
The paper deals with a crucial task of parametric optimization of an adaptive inertial sensor capable of varying the parameters in order to reduce errors which are caused by the influence of high-frequency transient disturbances. A method of parametric optimization of each component that makes it possible to vary the parameters of the nonlinear element of a compensating inertial sensor operating in the self-oscillation mode is developed. The method was tested with a pendulous accelerometer taken as an example. Numerical investigations confirmed the possibility of filtering external vibrations and internal noise of the inertial sensor while maintaining its sensitivity in the required measuring range due to the synthesis of the adaptive loop based on a non-linear element of the "hysteresis loop" type. The essence of the method is based on parametric synthesis of the adaptive loop with a nonlinear element. Numerical investigations show that the error of the pendulous accelerometer can be reduced, on the average, by an order of magnitude thanks to the adaptive parameter setting of the non-linear element, depending on the amplitude of the external vibrations. The above method of parametric optimization of each component can be applied to most compensating inertial sensors measuring motion parameters of spacecraft operating in conditions of non-stationary external and internal disturbances. The adaptation circuit in adaptive inertial sensors can be implemented through the use of modern microcontrollers.
Highlights
Рассматривается актуальная задача параметрической оптимизации адаптивного инерциального датчика, способного к вариации параметров с целью снижения погрешностей, которые обусловлены влиянием нестационарных высокочастотных возмущающих воздействий
A method of parametric optimization of each component that makes it possible to vary the parameters of the nonlinear element of a compensating inertial sensor operating in the self-oscillation mode is developed
Numerical investigations show that the error of the pendulous accelerometer can be reduced, on the average, by an order of magnitude thanks to the adaptive parameter setting of the non-linear element, depending on the amplitude of the external vibrations
Summary
МЕТОД ПОКОМПОНЕНТНОЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ АДАПТИВНОГО ИНЕРЦИАЛЬНОГО ДАТЧИКА КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА, ФУНКЦИОНИРУЮЩЕГО В РЕЖИМЕ АВТОКОЛЕБАНИЙ. Разработан метод покомпонентной параметрической оптимизации, который позволяет варьировать параметры нелинейного звена инерциального датчика компенсационного типа, функционирующего в режиме автоколебаний. Проведённые численные исследования подтвердили возможность фильтрации внешних вибраций и внутренних шумов инерциального датчика с сохранением чувствительности в требуемом диапазоне измерения за счёт синтеза адаптивного контура на основе нелинейного звена типа «петля гистерезиса». Рассмотренный метод покомпонентной параметрической оптимизации может быть применён к большинству компенсационных инерциальных измерителей параметров движения космических аппаратов, функционирующих в условиях нестационарных внешних и внутренних возмущений. Исследования инерциальных измерителей, результаты которых приведены в работах [1, 2], показали, что существенного повышения чувствительности и расширения диапазона измеряемых ускорений маятникового компенсационного акселерометра (МА) можно добиться путём искусственного введения его чувствительного элемента (ЧЭ) в режим автоколебаний при помощи импульсной обратной связи. Требуется найти такие значения параметров и С, при которых δx достигает минимальных значений: Pvar (∆= tа ) arg min δx(Pvar , Ф) , Pvar∈Ωд где ∆tа – интервал времени адаптации, необходимый для поиска оптимальных значений параметров Pvar и формирования их в нелинейном звене; Ωд – множество допустимых значений параметров нелинейного звена
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
