Принципы инерциальных измерений

Лекция 4. Базовые биосистемы пространственной ориентации

В настоящее время инерциальные измерения являются одним из основных ис­точников информации о движении технических управляемых объектов. В живой природе инерциальные методы используются весьма широко, что обусловлено сле­дующими их существенными достоинствами.

1. Инерциальные измерения являются наиболее информативными, так как по­зволяют не только определять силовые воздействия на движущийся объект, но и на основе этой информации вычислять величину и направление скорости движения и координаты местонахождения этого объекта в пространстве.

2. Чувствительные элементы инерциальных измерителей всегда движутся вместе с объектом и непрерывно моделируют динамику его движения. Их от­носительные перемещения незначительны и могут быть измерены в любой момент с достаточно высокой точностью.

3. Инерциальные методы измерения не зависят от внешних условий, в кото­рых движется объект. Благодаря этому они осуществляются автономно и мо­гут быть реализованы на объектах, движущихся в любых физических средах: по поверхности Земли, в воздушном, космическом или водном пространстве.

4. Инерциальные измерения не имеют ограничений по величинам измеряемых ускорений, вычисляемым скоростям и перемещениям.

Существенной особенностью инерциальных измерений является то, что необ­ходимое для управления движением объекта ускорение не измеряется пол­ностью, а только его активная составляющая, так как гравитационное ускорение на борту движущегося объекта измерять сложно. Это объясняется тем, что гравитационные силы действуют одновременно на все материальные частицы объекта.

Рис. 14. Обобщенная модель инерциальной системы.

Второй существенной особенностью инерциальных измерений является то, что они не воспринимают параметры равномерного и прямолинейного движения. Поэтому для инерциального счисления скорости и пройденного пути необхо­дима информация о начальной скорости и местонахождении объекта.

Третья особенность инерциальных измерений заключается в том, что параметры движения являются векторными физическими величи­нами, а каждый отдельный инерциальный измеритель воспринимает только одну составляющую результирующего вектора активных сил. Для определения векторных величин необходимо иметь не менее трех из­мерителей с различной ориентацией осей чувствительности, а также опорную си­стему отсчета, относительно которой проводится измерение составляющих векторных величин.

Дата добавления: 2014-01-04