Research the option to determine the roll angle of a rotating unmanned aerial vehicle based on angular rate sensors combined with a single-axis stabilizer platform
142 viewsDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.88.2023.51-57Keywords:
Roll angle; Micro-mechanical sensor; Stabilizer platform; Anti-tank missile; Rate gyro block; Three degrees of freedom gyroscope.Abstract
The article offers a plan to determine the roll angle of the rotating unmanned aerial vehicle by using a gyro block combined with a single-axis stabilizer platform. In which the axis of rotation of the stabilizer platform is placed coincident with the rotation axis of the rotating unmanned aerial vehicle. Placing the gyro block on the stabilizer platform reduces the impact of the high-speed rotation of the missile. Due to the influence of gravity, the rotation of the platform is similar to a pendulum, and its rotation speed is much lower than the rotation speed of the rotating unmanned aerial vehicle. The use of a gyro block that measures angular velocity allows to determine the roll angle of the stabilizer platform. Combined with the information received from the sensor, measuring the angle of rotation between the unmanned aerial vehicle and the stabilizer platform allows to determine the roll angle of the unmanned aerial vehicle. The simulation of the proposed algorithm for determining the roll angle of the unmanned aerial vehicle is done on Matlab/Simulink software.
References
[1]. Chenming Zhang, Jie Li, “Semi-Strapdown Inertial Navigation System”. Sensors 2019, 19, 1683, (2019). doi:10.3390/s19071683 DOI: https://doi.org/10.3390/s19071683
[2]. D F Long, J Lin, X M Zhang. Orientation estimation algorithm applied to high-spin projectiles. Meas. Sci. Technol. 25-065001, (2014). https://doi.org/10.1088/0957-0233/25/6/065001. DOI: https://doi.org/10.1088/0957-0233/25/6/065001
[3]. Liangliang An, Liangming Wang, Ning Liu. “Combinatory Attitude Determination Method for High Rotational Speed Rigid-Body Aircraft”, Hindawi Mathematical Problems in Engineering. Volume 2020, Article ID 7130142, 15 pages, (2020), https://doi.org/10.1155/2020/7130142. DOI: https://doi.org/10.1155/2020/7130142
[4]. https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-3300Datasheet1.pdf?ref_disty=digikey.
[5]. https://www.novotechnik.com/pdfs/RFC4800_complete_US_e.pdf.
[6]. Бабичев В.И., Грязев М.В. Разработка бортовых гироскопов противотанковых управляемых артиллерийских снарядов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 9. Ч. 2.С. 9 – 18. (2017).
[7]. В.Д. Дудка, В.И. Бабичев, В.Я. Филимонов, В.В. Кирилин, В.И. Горин, В.Я. Распопов, Д.М. Малютин. Бортовые гироприборы вращающихся по крену летательных аппаратов// Гироскопия и навигация. №1(56). С. 36-47. (2007).
[8]. Горин В.И., Распопов В.Я. Гирокоординаторы вращающихся по крену ракет / под ред. В.Я. Распопова. М.: НТЦ «Информтехника». 151 с, (1996);
[9]. Лобусов Е. С., Фомичев А. В., “Формирование алгоритмов бесплатформенной инерциальной системы навигации и основных режимов функционирования системы управления малогабаритного космического аппарата”. Часть 1. / Лобусов Е. С., Фомичев А. В. // Мехатроника, автоматизация, управление. - № 12. - С. 60-66. (2014).
[10]. Лобусов Е. С., Фомичев А. В., “Формирование алгоритмов бесплатформенной инерциальной системы навигации и основных режимов функционирования системы управления малогабаритного космического аппарата”, Часть 2 / Лобусов Е. С., Фомичев А. В. // Мехатроника, автоматизация, управление. - Т. 16, № 1. - С. 54-60. (2015).
[11]. Матвеев В.В., Шведов А.П., Серегин С.И. Алгоритм ориентации для вращающегося по крену летательного аппарата // Мехатроника, автоматизация, управление.
[12]. Р.В. Алалуев, В.В. Лихошерст, В.В. Матвеев, В.Я. Распопов, А.П. Шведов., “Инерциальные измерители угловых параметров вращающихся летательных аппаратов”. Научно-технические разработки и их внедрение. Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 10. (2016).
