Vísindi og rannsóknir

Þoku íhlutir lausnir

Hvað er tregðuleiðsögn?

Grundvallaratriði í tregðuleiðsögn

Grundvallarreglur tregðuleiðar eru í ætt við aðrar leiðsöguaðferðir. Það byggir á því að afla lykilupplýsinga, þar með talið upphafsstöðu, upphafsstefnu, stefnu og stefnu hreyfingar á hverju augnabliki, og smám saman að samþætta þessi gögn (hliðstætt stærðfræðilega samþættingaraðgerðum) til að ákvarða nákvæmlega leiðsögubreytur, svo sem stefnumörkun og stöðu.

Hlutverk skynjara í tregðuleiðsögn

Til að fá núverandi stefnumörkun (viðhorf) og stöðuupplýsingar um hreyfanlegan hlut nota tregðu leiðsögukerfi mengi mikilvægra skynjara, fyrst og fremst sem samanstendur af hröðum og gyroscopes. Þessir skynjarar mæla hraða og hröðun burðarins í tregðu viðmiðunarramma. Gögnin eru síðan samþætt og unnin með tímanum til að afla hraðans og hlutfallslegrar stöðuupplýsinga. Í kjölfarið er þessum upplýsingum umbreytt í leiðsagnarhnitakerfið, í tengslum við upphafsgögnin, sem náði hámarki við ákvörðun núverandi staðsetningar flutningsaðila.

Aðgerðarreglur tregðu leiðsögukerfa

Tregðu leiðsögukerfi starfa sem sjálfstætt, innra lokað lykkju leiðsögukerfi. Þeir treysta ekki á rauntíma utanaðkomandi gagnauppfærslur til að leiðrétta villur meðan á hreyfingu flutningsaðila stendur. Sem slíkt er eitt tregðu leiðsögukerfi hentugur fyrir stutta leiðsöguverkefni. Fyrir langvarandi aðgerðir verður að sameina það við aðrar leiðsöguaðferðir, svo sem gervihnattasniðið leiðsögukerfi, til að leiðrétta reglulega uppsöfnuð innri villur.

Leynda tregðuleiðsögn

Í nútíma siglingartækni, þar með talið himneskri leiðsögn, gervihnattasigling og útvarpsleiðsögn, stendur tregðuleiðsögn upp sem sjálfstæð. Það gefur hvorki merki frá utanaðkomandi umhverfi né veltur á himneskum hlutum eða ytri merkjum. Þar af leiðandi bjóða tregðu leiðsögukerfi hæsta stig leynda, sem gerir þau tilvalin fyrir forrit sem krefjast fyllstu trúnaðar.

Opinber skilgreining á tregðuleiðsögn

Tregðu leiðsögukerfi (INS) er mat á leiðsöguþáttum sem notar gyroscopes og hröðunarmælar sem skynjarar. Kerfið, byggt á framleiðsla gyroscopes, setur upp leiðsagnarhnitakerfi meðan það er notað afköst hröðunar til að reikna hraðann og staðsetningu flutningsaðila í leiðsöguhnitakerfinu.

Forrit af tregðu leiðsögn

Tregðutækni hefur fundið víðtæk forrit á fjölbreyttum sviðum, þar á meðal geimferða, flug, sjó, jarðolíuleit, landfræðilegum könnunum, jarðfræðilegum borunum, vélfærafræði og járnbrautakerfum. Með tilkomu háþróaðra tregðuskynjara hefur tregðutækni framlengt notagildi sitt til bifreiðaiðnaðarins og læknisfræðilegra raftækja, meðal annarra sviða. Þetta stækkandi umfang forrita undirstrikar sífellt lykilhlutverk tregðuleiðar við að veita mikla nákvæmni siglingar og staðsetningargetu fyrir margvíslegar forrit.

Kjarnaþáttur tregðuleiðbeiningar:Ljósleiðara gyroscope

Kynning á ljósleiðara

Tregðu leiðsögukerfi treysta mikið á nákvæmni og nákvæmni kjarnaþátta þeirra. Einn slíkur hluti sem hefur aukið getu þessara kerfa verulega er ljósleiðarinn gyroscope (þoka). Þoka er gagnrýninn skynjari sem gegnir lykilhlutverki við að mæla hornhraða burðarins með ótrúlegri nákvæmni.

Fiber Optic gyroscope aðgerð

Þokur starfa á meginreglunni um Sagnac áhrif, sem felur í sér að kljúfa leysigeislann í tvær aðskildar slóðir, sem gerir það kleift að ferðast í gagnstæða átt meðfram spóluðum ljósleiðara. Þegar burðarefnið, sem er fellt með þokunni, snýst, er mismunur á ferðatíma milli geislanna tveggja í réttu hlutfalli við hornhraða snúnings burðarins. Að þessu sinni er seinkun, þekkt sem Sagnac fasaskipti, síðan nákvæmlega mæld, sem gerir þokunni kleift að veita nákvæm gögn varðandi snúning burðarins.

Meginreglan um ljósleiðara gyroscope felur í sér að gefa frá sér ljósgeisla frá ljósnemanum. Þessi ljósgeisli fer í gegnum tengi, fer inn frá öðrum endanum og fer frá öðrum. Það ferðast síðan um sjónlykkju. Tveir ljósgeislar, sem koma úr mismunandi áttum, fara inn í lykkjuna og klára heildstæða ofurliði eftir að hafa hringt um. Endurkomuljósið fer aftur inn í ljósdíóða (LED), sem er notað til að greina styrkleika þess. Þó að meginreglan um ljósleiðara gíróskópa kann að virðast einföld, þá liggur mikilvægasta áskorunin í því að útrýma þáttum sem hafa áhrif á ljósleiðarlengd tveggja ljósgeislanna. Þetta er eitt mikilvægasta málið sem blasir við við þróun ljósleiðara gíróskópa.

1 ： SuperLuminescent díóða 2 ： Ljósmyndunardíóða

3. Light Source tengi 4.trefjahringur tengi 5. Optical trefjarhringur

Kostir ljósleiðara

Þokur bjóða upp á nokkra kosti sem gera þá ómetanlegan í tregðu leiðsögukerfi. Þeir eru þekktir fyrir óvenjulega nákvæmni, áreiðanleika og endingu. Ólíkt vélrænni gyros hafa þokur enga hreyfanlega hluti og draga úr hættu á sliti. Að auki eru þeir ónæmir fyrir áfalli og titringi, sem gerir þá tilvalið fyrir krefjandi umhverfi eins og geimferða- og varnarforrit.

Sameining ljósleiðara gírósóps í tregðu leiðsögn

Tregðu leiðsögukerfi eru í auknum mæli að fella þoku vegna mikillar nákvæmni þeirra og áreiðanleika. Þessar gyroscopes veita mikilvægar mælingar á hraðahraða sem krafist er til að ná nákvæmri ákvörðun stefnumörkunar og stöðu. Með því að samþætta þoku í núverandi tregðu leiðsögukerfi geta rekstraraðilar notið góðs af bættri leiðsögu nákvæmni, sérstaklega við aðstæður þar sem mikil nákvæmni er nauðsynleg.

Forrit af ljósleiðara gírósópum í tregðu leiðsögn

Með því að taka þoku hefur verið stækkað notkun tregðuleiðsögukerfa á ýmsum sviðum. Í geimferða og flugi bjóða þokubúin kerfi nákvæmar siglingarlausnir fyrir flugvélar, dróna og geimfar. Þau eru einnig mikið notuð við siglingar á sjó, jarðfræðilegum könnunum og háþróaðri vélfærafræði, sem gerir þessum kerfum kleift að starfa með aukinni afköstum og áreiðanleika.

Mismunandi burðarafbrigði af ljósleiðara

Trefjar sjónsýkingar eru í ýmsum burðarvirkum stillingum, þar sem þær eru ríkjandi sem nú koma inn í ríki verkfræðinnar erLokað lykkja skautun viðhaldið ljósleiðara. Kjarni þessa gyroscope erPolarization-viðhaldið trefjar lykkja, sem samanstendur af skautunarviðhaldandi trefjum og nákvæmlega hannað ramma. Smíði þessarar lykkju felur í sér fjórföld samhverf vinda aðferð, bætt við einstaka þéttingar hlaup til að mynda fastar trefjar lykkjuspólu.

Lykilatriði íPolarization-viðhaldið ljósleiðara gYro spólu

▶ Einstök rammahönnun:Gyroscope lykkjurnar eru með áberandi rammahönnun sem rúmar ýmsar tegundir af skautunarviðhaldandi trefjum með auðveldum hætti.

▶ Fjórföld samhverf vinda tækni:Fjórföld samhverf vinda tækni lágmarkar Shupe áhrifin og tryggir nákvæmar og áreiðanlegar mælingar.

▶ Advanced Seling Gel efni:Atvinna háþróaðs þéttingar hlaupsefna, ásamt einstökum ráðhússtækni, eykur viðnám gegn titringi, sem gerir þessar gyroscope lykkjur tilvalnar fyrir forrit í krefjandi umhverfi.

▶ Há hitastig stöðugleiki:Gyroscope lykkjurnar sýna stöðugleika í háum hita og tryggja nákvæmni jafnvel við mismunandi hitauppstreymi.

▶ Einfölduð léttur ramma:Gyroscope lykkjurnar eru hannaðar með einfaldan en en léttan ramma og tryggja mikla vinnslu nákvæmni.

▶ Samkvæmt vinda ferli:Vindunarferlið er stöðugt og aðlagast kröfum ýmissa nákvæmni ljósleiðara.

Tilvísun

Groves, PD (2008). Kynning á tregðuleiðsögn.Journal of Navigations, 61(1), 13-28.

El-S-Seimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Tregðu skynjara Tækni fyrir siglingarforrit: nýjustu mála.Gervihnattasigling, 1(1), 1-15.

Woodman, OJ (2007). Kynning á tregðuleiðsögn.Háskólinn í Cambridge, Computer Laboratory, UCAM-Cl-Tr-696.

Chatila, R., & Laumond, JP (1985). Staða tilvísunar og stöðug heimsmódel fyrir farsíma vélmenni.Í framhaldi alþjóðlegu ráðstefnunnar IEEE 1985 um vélfærafræði og sjálfvirkni(2. bindi, bls. 138-145). IEEE.