Измерительные приборы и системы для ориентации, стабилизации и управления

УДК 531.383

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ, СТАБИЛИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ

В.Я. Распопов, Д.М. Малютин

Приведены результаты теоретических и опытно-конструкторских работ в области прикладной гироскопии, выполненных коллективом кафедры «Приборы управления» Института высокоточных систем им. В.П. Грязева Тульского государственного университета. Рассмотрены характеристики инерциальных приборов (акселерометры, гироскопы) и измерительно-управляющих систем на их основе для стабилизации полезной нагрузки, определения угловых координат и навигационных параметров объектов различного базирования.

Ключевые слова: гироскоп, акселерометр, гиростабилизатор.

Измерительной основой на борту подвижного объекта (ПО) наземного, морского и воздушно-космического базирования для определения их угловых координат и навигационных параметров в автономном режиме служат инерциальные приборы (гироскопы и акселерометры) и измерительные системы на их основе. Решение ряда задач ориентации, в том числе позиционирования, навигации и управления возможно с использованием информации о геофизических полях (гравитационное, магнитное и др.) и комплексированием ее с информацией от измерительных датчиков (приборов).

Следует отметить, что в современных инерциальных датчиках, помимо механической и (или) электромеханической части, которые вырабатывают и сохраняют инерциальную информацию, имеется развитая электроника, которая обеспечивает съем информации, а также в гироскопических приборах и системах на их основе, управление их работой. Кроме того, в последнее десятилетие активно развиваются и применяются динамически настраиваемые гироскопы (ДНГ), волоконно - оптические гироскопы (ВОГ), волновые твердотельные гироскопы (ВТГ), микромеханические гироскопы и акселерометры (ММГ и ММА).

I. Инерциальные датчики и измерительные системы

Опыт разработки гироприборов для решения задач ориентации и управления динамичных летательных аппаратов (ЛА) [1-5] показал, что могут быть применены модернизированные решения соответствующих ги-роприборов и инерциальные системы с применением ММГ и ММА, ком-плексированные с магнитометрическими датчиками и системами спутниковой навигации [6 - 8].

1. Для измерения угловых отклонений продольной оси ЛА от исходного положения служат гироприборы - измерители угловых перемещений [9]. На рис. 1, 2 приведены варианты конструкций подобных гиропри-боров, а в табл.1 - их характеристики [10]. Технические решения защищены патентами.

а б в

Рис. 1. ИУП-01: а - прибор в сборе; б - прибор со снятым кожухом;

в - ЗБ-модель

а б в

Рис. 2. ИУП-02: а - прибор со снятым кожухом; б - прибор в сборе;

в - ЗБ-модель

Таблица 1

Технические характеристики измерителей угловых перемещений

№ Характеристика Шифр гироприбора

п/п ИУП-01 ИУП-02

1 Схема гироскопа Трехстепенной с передачей момента вращения от привода к ротору через карданов подвес Трехстепенной с вращающимся кардановым подвесом и ротором вращающимся по инерции после разгона

2 Передаточная функция = Т/

Окончание табл. 1

№ п/п Характеристика Шифр гироприбора

ИУП-01 ИУП-02

3 Постоянная времени, с 1,0

4 Тип датчика угла Оптико-элекронный

5 Разброс коэффициента передачи, %

6 Чувствительность, град/с 0,05 0,1

7 Привод ротора Электропривод специальной разработки Пружинный двигатель разобщенного типа

8 Габариты, мм (диаметр х длина) 60х60 36х46

9 Масса, г (не более) 420 120

Отличительной особенностью ИУП - 01 является возможность работы электродвигателя в качестве генератора при отключенном питании, когда ротор гироскопа вращается на выбеге (по инерции) и является приводом для двигателя-генератора.

2. Трехстепенной гироскоп со сферическим шарикоподшипниковым подвесом [11] находит широкое применение [12]. Ротор гироскопа имеет малые углы прокачки и используется преимущественно в замкнутых системах стабилизации. Качество стабилизации и управления существенно зависит от электронного блока управления. Прибор Д7 с целью уменьшения габаритов имеет плату, на которой расположены и датчики углов и датчики моментов, следствием чего является их электромагнитное взаимовлияние. Для устранения этого эффекта разработан модифицированный прибор Д7-М, в котором датчики углов и моментов размещены на отдельных платах. На рис. 3 показан прибор Д7 с разработанной платой электроники, обеспечивающей заданные режимы работы гиростабилизатора (ГС) оптической аппаратуры большого увеличения, а на рис. 4 прибор Д7-М. Технические характеристики приборов приведены в табл. 2.

Рис. 3. Гироприбор Д7 с платой электроники - датчик углов стабилизируемой платформы оптической аппаратуры

374

Рис. 4. Модернизированный гироприбор Д7-М

Таблица 2

Технические характеристики гироприборов

Параметр, размерность Д7 Д7-М

Угловая скорость управляемой прецессии 600/с 1300/с

Минимальная угловая скорость управления 0,02% 0,020/с

Диапазон выходных значений углов 0,5° 0,50

Погрешность статической крутизны 2,5 % 2,5 %

Габариты (диаметр, длина) 55 мм, 40 мм 63 мм, 52 мм

3. Волновые твердотельные гироскопы [11] с металлическим резонатором обладают эксплутационными и точностными характеристиками достаточными для применения в бортовой аппаратуре динамичных летательных аппаратов. Требования, предъявляемые к волновым твердотельным гироскопам (ВТГ)-ДУС по параметрам точности, в настоящее время примерно следующие: уход 1 - 30 град/ч в диапазоне температур -50... +60 °С, диапазон измерения 0,01.9000 град/ч, порог чувствительности -не более 0,005 град/ч, смещение нуля - не более 1.10 град/ч в рабочем диапазоне температур -50...+60 °С, отклонение линейности масштабного коэффициента в рабочем диапазоне температур - не более 0,0035 %. Указанные параметры достаточны для использования ВТГ-ДУС в системах навигации и стабилизации среднего класса точности. В настоящее время в разработке находится (ВТГ) - ДУС с металлическим резонатором, на котором могут быть достигнуты указанные параметры точности (рис. 5).

Рис. 5. ВТГ-ДУС с металлическим резонатором; слева направо: прибор в сборе, кожух, чувствительный элемент (резонатор на основании), основание с узлом крепления, резонатор, крепежный винт

375

Работа (ВТГ) - ДУС проходит в режиме, так называемой силовой компенсации. При кратковременном отключении питания ВТГ сохраняет инерциальную информацию. Замечательной особенностью ВТГ является его способность работать в режиме, так называемой, свободной волны (СВ) при отключенном питании. При этом в течении нескольких секунд ВТГ работает как интегратор угловой скорости, то есть является датчиком угла. Следовательно, в режиме СВ ВТГ может быть применен как датчик угла вращающегося ЛА.

4. Для решения некоторых задач управления требуется измерение линейного ускорения ЛА с большой точностью. На рис. 6 показан модуль измерения линейного ускорения на базе акселерометра АК с частотным выходом. Высокую точность измерения обеспечивает акселерометр, а частотный выход позволяет встроиться в цифровую систему управления ЛА. Модуль имеет следующие технические характеристики: нестабильность

масштабного коэффициента 0,1%, диапазон измеряемых ускорений: с час-

2 2 тотным выходом -10...+50 м/с ; с аналоговым выходом -50...+50 м/с ,

напряжение питания 24В, потребляемый ток 80 мА, дрейф нулевого сигнала через 30 с после включения 0,1 Гц/мин, коэффициент передачи

2

5 Гц/м/с , температурный диапазон -55...+60 °С.

а б

Рис. 6. Модуль измерения линейного ускорения с частотным выходом: а - общий вид; б - сборочные единицы

5. На базе акселерометра и магнитометров разработан измеритель параметров морской волны (рис. 7) для работы в составе морского волно-мерного буя в качестве измерителя высоты, направления распространения и скорости волны. Очевидно, что указанные параметры морского волнения имеют важное значение для стационарных морских платформ различного назначения, а также для прогнозирования навигационной обстановки в районах расположения буев. Погрешности измерений имеют характери-

376

стики: погрешность по углам бортовой и килевой качек - не более 0,8 град; погрешность по углу магнитного курса - не более 1 град. Погрешность измерения ординаты волны: в диапазоне 15 м с длиной волны 300 м (период 13,9 с) не более ±5 %, в диапазоне 1,5 м с длиной волны 30 м (период 4,4 с) не более ±8 %.

Интегрн

тк

а б

Рис. 7. Морской волномерный буй: а - ЗБ-модель; б - блок-схема вычислительного алгоритма для определения высоты волны на базе преобразования Фурье; g - ускорение силы тяжести; БПФ - блок преобразования Фурье; ОБПФ - блок обратного преобразования Фурье;

Н - высота волны

II. Системы позиционирования

Системы позиционирования [13] могут быть построены на различных физических принципах и применяться, например, в нашлемных целе-указателях и других применениях.

Малогабаритная система для автоматического определения углов места и азимута (рис. 8) построена на базе акселерометров АТ-1104 и маг-ниторезисторов. Использование магниторезисторов для определения азимута потребовало решения задачи по компенсации девиации, обусловленной не только «топографией» магнитного поля объекта, но и фактом изменения магнитного «склонения».

Рис. 8. Малогабаритная система позиционирования

377

Система позиционирования имеет следующие технические характеристики: диапазон изменения азимутального угла от 0 до 360 град, диапазон изменения угла места от -20 до +60 град, погрешность определения угла места 0,5 град, погрешность определения азимута в горизонте 0,5 град, масса 0,35 кг, габаритные размеры блока магниторезистивных датчиков 70х30х15 мм.

III. Системы ориентации и навигации на базе инерциальных, оптических, магнитометрических и пирометрических датчиков

Системы служат для определения угловых координат подвижных объектов (ПО) и являются важнейшей составной частью систем навигации. Применение МЭМС-датчиков и МЭМС-технологий позволяет создавать миниатюрные по массе, габаритам и энергопотреблению измерительные приборы и системы [8], что делает возможным их применение в системах ориентации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) [14,15,16] и создания на их основе программно-аппаратных комплексов, обеспечивающих выполнение полетного задания БПЛА, то есть микросистемную авионику [17,18] (рис. 9, табл. 3,4).

а

б

Рис. 9. Инерциальные системы ориентации: а - для малоразмерного БПЛА; б - для пилотируемого ЛА

Таблица 3

Технические характеристики инерциальной микросистемы ориентации малогабаритного БПЛА

Характеристика Значение

Напряжение питания, В 7...12

Потребляемый ток, А 0,35

Диапазон действующих угловых скоростей, °/с ±400

Диапазон действующих ускорений, g 6

Окончание табл.3

Характеристика Значение

Диапазон измерения углов:

- курса,0 0-360

- тангажа, ° ±90

- крена,° ±180

Масса, г 100

Габаритные размеры, мм 50x50x50

Таблица 4

Технические характеристики резервной системы ориентации

Характеристика Значение

Напряжение питания, В 9, ±15

Потребляемый ток

- по уровню напряжения ±15 В, А 0,1

- по уровню напряжения 9В, А 0,5

Характеристика Значение

Диапазон действующих угловых скоростей, °/с ±100

Диапазон действующих ускорений, g 10

Диапазон измерения углов:

- тангажа, ° ±90

- крена,° ±180

Погрешность по углу тангажа:

- прямолинейный полет, ° 2

- маневрирования ° 3

Погрешность по углу крена:

- прямолинейный полет, ° 2

- маневрирования ° 3

Масса, г 750

Габаритные размеры, мм 79,5x0118

IV. Гравиметрические комплексы

Гравиметрические комплексы на базе индикаторных ГС имеют определяющее значение для создания и уточнения крупномасштабных карт гравитационного поля Земли [19, 20]. Глобальные карты аномалий гравитационного поля служат для целей автономной навигации в мировом океане, а также разведочной геофизики. Очевидно, что малогабаритные гравиметрические комплексы для морских и аэроизмерений существенно расширяют географию их применения.

Технические характеристики набортного гравиметрического комплекса ГРИН (рис. 10): инструментальная погрешность каналов гравиметрических датчиков 0,04 мГал; температура статирования гравиметрических датчиков 45 оС; линейное смещение нуль-пункта гравиметрических датчиков не более 1 мГал/сут; точность удержания вертикали в динамике ±15 ; напряжение питания 220 В, 50 Гц; потребляемая мощность 1 кВт.

Комплекс «ГРИН» применен при проведении научных исследований и производственных работ в акватории Мирового океана и переходных зон на научно-исследовательском судне «17 съезд профсоюзов» водоизмещением 5000 т; при проведении научных и производственных работ в районе Штокмановского месторождения в Баренцевом море, при проведении поисково-разведочной гравиметрической съемки Ахтанизовских лиманов Приазовья по заказу Министерства геологии РФ 1999 г. на катере типа "Бриз" водоизмещением 10 т.; при проведении гравиразведочных работ в районах Северного и Центрального Каспия по заказу Министерства природных ресурсов РФ в 2000 г. на судне "Тантал" водоизмещением 300 т.; при проведении гравиразведочных работ в районе Центрального Каспия по заказу Министерства природных ресурсов РФ и ООО "Лукойл-Астраханьнефть" в 2001 г. на судне СР-933 водоизмещением 2000 т.; при проведении гравиразведочных работ в районе Северного Каспия и дельте реки Волги по заказу Министерства природных ресурсов РФ в 2002г. на судне "Колонок" водоизмещением 100 т, при проведении научных гравиметрических работ с борта самолета АН 30 Д в районе Ладожского озера. На набортный гравиметрический комплекс "ГРИН" получен сертификат соответствия № 0000419, выданный ГП "ВНИИФТРИ" Госстандарта РФ, который зарегистрирован в Реестре Системы сертификации средств измерений под № 000080070.

В реальных условиях эксплуатации гравиинерциальных измерительных систем функция распределения возмущений заранее неизвестна и её параметры изменяются. Таким образом, имеет место априорная и текущая неопределенность в описании модели внешних возмущений. В этих условиях повышение точности возможно за счёт использования самонастраивающихся систем, в которых для восполнения недостающей информации о возмущениях активно используется текущая информация. Следовательно, наиболее целесообразное решение проблемы повышения точности гравиинерциальных измерительных систем связано с использованием принципа самонастройки.

а б

Рис. 10. Малогабаритные гравиметрические комплексы: а - «ГРИН»;

б - «ГРИН-М»

380

Разработаны и исследованы математические модели схем акселе-рометрической коррекции индикаторного ГС морского гравиметра с самонастройкой параметров. Сигнал с выхода датчиков ГС (двух акселерометров и датчика угловой скорости, ось чувствительности которого перпендикулярна плоскости стабилизируемой площадки с гравиметром) подается на вход устройств измерения спектра, характеристики которых определяются интегральным преобразованием Фурье временного сигнала в его частотный спектр. В спектре определяются частоты качки, где спектр имеет преобладающее значение амплитуды. В соответствии с полученными значениями частот качки управляющее устройство изменяет параметры дополнительных динамических звеньев контура коррекции таким образом, чтобы обеспечить фазовый сдвиг между горизонтальными ускорениями и отклонением платформы, точно равным -270 град на преобладающих частотах качки. Исследованы различные структурные решения построения схем акселерометрической коррекции с самонастройкой параметров, в которых в каждом из двух каналов системы в качестве звеньев с постоянными параметрами применена комбинация колебательного и изодромного звеньев, а в качестве дополнительных динамических звеньев с переменными параметрами рассмотрены варианты применения апериодического звена (с одним переменным параметром), интегродифференцирующего звена (с двумя переменными параметрами) и комбинации четырех интегродиф-ференцирующих звеньев (с восемью переменными параметрами (рис.11)). Сформулированы соответствующие критерии самонастройки, позволяющие однозначно определить переменные параметры дополнительных динамических звеньев в соответствии с текущими значениями преобладающих частот качки и постоянными параметрами системы. Предлагаемые схемы акселерометрической коррекции обеспечивают отсутствие погрешности < 8g1 > (< 8g1 > - среднее за период качки значение погрешности гравиметра из-за ускорений и наклонов стабилизированной площадки) на преобладающих частотах качки, пренебрежимо малое значение погрешности <5g2 > (<5g2 > - среднее за период качки значение погрешности гравиметра, обусловленное наклонами стабилизированной площадки), отсутствие погрешности по скорости, статической погрешности из-за постоянных возмущающих моментов, действующих по оси прецессии гироскопа и малое время переходного процесса. Важно то, что предлагаемый подход в случае применения комбинации четырех интегродифференцирующих звеньев (с восемью переменными параметрами) обеспечивает отсутствие систематических погрешностей гиростабилизированного гравиметра от составляющих горизонтального ускорения с различными значениями преобладающей частоты качки, обусловленных линейными ускорениями орбитального движения центра тяжести корабля, рысканием и наличием хода корабля, рысканием, бортовой качкой, килевой качкой при установке гравиметра на некотором расстоянии от центра тяжести корабля в условиях изменяющейся нерегулярной качки корабля. Кроме того, обеспечены

381

минимальные значения погрешности измерения < 8g1 > при изменении преобладающей частоты качки, в течении интервала времени, необходимого для самонастройки устройства системы коррекции и неточности при определении истинного значения преобладающей частоты качки.

Преобладающая частота составляющих результирующего горизонтального ускорения качки, обусловленных рысканием корабля и составляющей, обусловленной рысканием и наличием хода корабля, лежит в низкочастотной области. Погрешности измерения ускорения силы тяжести на этой частоте превалируют. Расчеты подтвердили высокую эффективность применения акселерометрической коррекции с самонастройкой параметров.

Рис. 11. Структурная схема системы коррекции ГСП морского гравиметра с самонастройкой параметров: а(р), Ь(р) - погрешность стабилизации по первому и второму каналам системы соответственно; ых2 - абсолютная угловая скорость

стабилизированной площадки относительно оси перпендикулярной ее плоскости; -горизонтальныеускорения качки;

КА - коэффициент передачи акселерометра; КГ - коэффициент передачи гироскопа по управляющему воздействию; g - ускорение силы тяжести; Т2, Т3, К2,, Х2 - параметры корректирующего устройства СК, Ц(р), ^2(р) - угловые скорости системы отсчета по первому и второму каналам СК; Кдус - коэффициент передачи датчика угловой

скорости

382

Систематическая составляющая погрешности измерения ускорения силы тяжести из-за совместного влияния составляющей горизонтального ускорения, обусловленной рысканием корабля и наклоном гиростабилизи-рованной платформы в случае нерегулярной качки равна -0,000337 мГал. Систематическая составляющая погрешности измерения ускорения силы тяжести из-за совместного влияния составляющей горизонтального ускорения, обусловленной рысканием и наличием хода корабля и наклоном ги-ростабилизированной платформы равна -0,058 мГал. Полученные значения погрешностей соответствуют перспективным показателям точности.

Разработан алгоритм цифрового управления гиростабилизировнной платформой с самонастройкой параметров контура коррекции и технология цифровой реализации адаптивной схемы акселерометрической коррекции ГС гравиметрического комплекса. В системе применен вычислитель спектра, который не требует больших информационных ресурсов. Информация о значениях преобладающих частот качки имеется по завершении каждого интервала наблюдения. Реализована автоматическая процедура определения момента времени перенастройки параметров. Для автоматического определения необходимого момента времени перенастройки параметров дополнительных динамических звеньев вводятся пороговые условия. При условии, что новое значение преобладающей частоты больше или меньше на заданную величину предыдущего значения, происходит перенастройка параметров дополнительных динамических звеньев.

V. Гиростабилизаторы

Оптико-электронные системы, применяемые на борту ПО, работают, как правило, в составе управляемых ГС [21, 22]. ГС могут быть построены с использованием трехстепенных гироскопов с кардановым и сферическим шарикоподшипниковым подвесом, динамически - настраиваемых и волоконно-оптических гироскопов, а также на базе ММГ и ММА [23, 24, 25] (рис.12, табл.5).

а б в г

Рис. 12. Двухосные индикаторные гиростабилизаторы оптической аппаратуры: а - на трехстепенном астатическом гироскопе; б - ЗБ-модель ГС на ВОГ; в - ЗБ-модель ГС на ДНГ; г - ГС на ММГ и ММА 383

Таблица 5

Технические характеристики ГС

Чувствительный элемент Диаметр, длина, мм Масса ГС и полезной нагрузки, кг Погрешность стабилизации

3х-степенной гироскоп в карда-новом подвесе 200*210 6,0 Менее 1 угл. мин

ВОГ 116*86 0,78 Менее 1 угл. мин

ДНГ 116*90 1,3 Менее 1 угл. мин

ММГ и ММА 240 2 Менее 1, 5 угл. мин

Выводы

Достигнутые технические характеристики приборов и систем, разработанных на кафедре «Приборы управления» Тульского государственного университета, позволяют использовать их для эффективного решения задач ориентации, стабилизации и управления.

Работа (в части гравиметрические комплексы) выполнена при финансовой поддержке РФФИ. Грант №17-08-00434 А.

Список литературы

1. Бортовые приборы вращающихся по крену летательных аппаратов / В.И. Бабичев, В.И. Горин, В. Д. Дудка, В.В. Кирилин, Д.М. Малютин,

B.Я. Распопов, В.Я. Филимонов // Гироскопия и навигация. 2007. №1(56).

C. 36 - 46.

2. Состояние и развитие высокоточного оружия сухопутных войск РФ / В.И. Бабичев, М.В. Грязев, В.В. Игнатов, В.П. Танаев, А.В. Шигин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти В.П. Грязева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. С. 31 - 42.

3. Бабичев В.И., Грязев М.В. Разработка бортовых гироскопов противотанковых управляемых артиллерийских снарядов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 9. Ч. 2. С. 9 - 18.

4. Горин В.И., Распопов В.Я. Научные разработки конструкций бортовых гироприборов с импульсными гиромоторами // Оборонная техника. 1995. №6. С.44 - 50.

5. Горин В.И., Распопов В.Я. Гирокоординаторы вращающихся по крену ракет / под ред. В.Я. Распопова. М.: НТЦ «Информтехника», 1996. 151 с.

6. Распопов В.Я. Микромеханические приборы. М.: Машиностроение, 2007. 401с.

7. Распопов В.Я. Гироприборы и системы управляемых ракет ближней тактической зоны: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 248 с.

8. Матвеев В.В., Распопов В.Я. Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации на МЭМС-датчиках. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 224 с.

9. Белобрагин В.Н., Зайцев В.Д., Распопов В.Я. Опыт разработки гироприборов для вращающихся по крену изделий // Гироскопия и навигация. 2005. №4. С. 57 - 72.

10. Белобрагин В.Н, Горин В.И., Распопов В.Я. Измерители угловых параметров летательного аппарата на базе гироскопов с вращающимся подвесом // Датчики и системы. 2005. №2. С. 7 - 10.

11. Лукъянов Д.П., Распопов В.Я., Филатов Ю.В. Прикладная теория гироскопов: учебник. СПб.: Государственный научный центр Российской Федерации «ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2015. 355 с.

12. Распопов В.Я. Гироскопы с шарикоподшипниковым подвесом. Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. 176 с.

13. Системы позиционирования / Р.В. Алалуев, Ю.В. Иванов, Д.М. Малютин, В.В. Матвеев, М.Г. Погорелов, В.Я. Распопов. А.П. Шведов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 10. С. 233 - 238.

14. Микросистемы ориентации / В.Я. Распопов, В.В. Матвеев, А.П. Шведов, М.Г. Погорелов, М.В. Рябцев, Р.В. Алалуев, А.В. Ладонкин, В.М. Глаголев // Известия Тульского государственного университета. Технические науки 2016. Вып. 10. С. 239 - 265.

15. Микросистемы ориентации беспилотных летательных аппаратов / под ред. В.Я. Распопова. М.: Машиностроение, 2011. 184 с.

16. Кухарь В.Д., Распопов В.Я. Системы ориентации для малоразмерных летательных аппаратов // Новый оборонный заказ. Стратегии. СПб.: ООО «Дефанс Медиа», 2011. №4(16). С. 81-84.

17. Распопов В.Я. Микросистемная авионика. Гриф и К°, 2010.

247 с.

18. Матвеев В.В., Распопов В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем: учеб. пособие / под общ. ред. В.Я. Распопова. СПб.: Государственный научный центр Российской Федерации «ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2009. 278 с.

19. Малютин Д.М., Распопов В.Я. Исследование динамики гироста-билизатора морского гравиметра с самонастройкой параметров // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 9. Ч. 2 . С. 96 - 104.

20. Малютин Д.М. Алгоритм цифрового управления гиростабили-зированной платформой морского гравиметра с самонастройкой параметров // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 9. Ч. 2. С. 88 - 95.

21. Распопов В.Я. Теория гироскопических систем. Гиростабилиза-торы: учеб. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 386 с.

22. Малютин Д.М., Телухин С.В., Распопов В.Я. Гиростабилизато-ры оптической аппаратуры // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 10. С. 290 - 300.

23. Малютин Д.М. Система стабилизации и управления на волоконно-оптических гироскопах // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. №5. С. 121 - 125.

24. Малютин Д.М. Система стабилизации полезной нагрузки на динамически настраиваемом гироскопе // Приборы и методы измерений. 2016. Т.7. №1. С.32 - 23.

25. Малютин Д.М., Малютина М.Д., Филин И.В. Индикаторный ги-ростабилизатор на микромеханических гироскопах // Инженерный журнал. Справочник. 2011. №1 (166) с приложением. С. 44 - 53.

Распопов Владимир Яковлевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, tgupu@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Малютин Дмитрий Михайлович, канд. техн. наук, доцент, tgupu@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

MEASURING INSTRUMENTS AND SYSTEMS FOR ORIENTATION, STABILIZATION

AND CONTROL

V. Ya. Raspopov, D.M. Malyutin

The results of theoretical and experimental design work in the field of applied gyroscope performed by the staff of the Department "control Devices" of the Institute of high-precision systems. V. P. Gryazev, Tula state University. Characteristics of inertial devices (accelerometers, gyroscopes) and measuring and control systems based on them for useful load stabilization, determination of angular coordinates and navigation parameters of objects of different basing are considered.

Key words: gyroscope, accelerometer, gyrostabilizer.

Raspopov Vladimir Yakovlevich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, tgupu@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Malyutin Dmitriy Mikhailovich, candidate of technical sciences, docent, tgu-pu@yandex.ru Russia, Tula, Tula State University