Sayansi na Utafiti

Suluhisho za Vipengele vya FOGs

Urambazaji wa Inertial ni nini?

Misingi ya Urambazaji Usiotumia Nguvu

Kanuni za msingi za urambazaji usiotumia nguvu ni sawa na zile za mbinu zingine za urambazaji. Inategemea kupata taarifa muhimu, ikiwa ni pamoja na nafasi ya awali, mwelekeo wa awali, mwelekeo na mwelekeo wa mwendo katika kila wakati, na kuunganisha data hizi hatua kwa hatua (zinazofanana na shughuli za ujumuishaji wa hisabati) ili kubaini kwa usahihi vigezo vya urambazaji, kama vile mwelekeo na nafasi.

Jukumu la Sensorer katika Urambazaji wa Inertial

Ili kupata mwelekeo wa sasa (mtazamo) na taarifa za nafasi ya kitu kinachosogea, mifumo ya urambazaji isiyotumia nguvu hutumia seti ya vitambuzi muhimu, hasa vinavyojumuisha vipima kasi na gyroskopu. Vitambuzi hivi hupima kasi ya angular na kasi ya kibebaji katika fremu ya marejeleo isiyotumia nguvu. Kisha data huunganishwa na kusindika baada ya muda ili kupata taarifa za kasi na nafasi husika. Baadaye, taarifa hii hubadilishwa kuwa mfumo wa uratibu wa urambazaji, pamoja na data ya nafasi ya awali, na kufikia kilele katika uamuzi wa eneo la sasa la kibebaji.

Kanuni za Uendeshaji wa Mifumo ya Urambazaji Isiyotumia Kielektroniki

Mifumo ya urambazaji isiyotumia nguvu hufanya kazi kama mifumo ya urambazaji ya ndani iliyojitegemea, iliyofungwa. Haitegemei masasisho ya data ya nje ya wakati halisi ili kurekebisha makosa wakati wa mwendo wa mtoa huduma. Kwa hivyo, mfumo mmoja wa urambazaji usiotumia nguvu unafaa kwa kazi za urambazaji za muda mfupi. Kwa shughuli za muda mrefu, lazima uunganishwe na mbinu zingine za urambazaji, kama vile mifumo ya urambazaji inayotegemea setilaiti, ili kurekebisha makosa ya ndani yaliyokusanywa mara kwa mara.

Kufichwa kwa Urambazaji Usiotumia Kiotomatiki

Katika teknolojia za kisasa za urambazaji, ikiwa ni pamoja na urambazaji wa angani, urambazaji wa setilaiti, na urambazaji wa redio, urambazaji wa inertial unajidhihirisha kama unaojiendesha. Hautoi ishara kwa mazingira ya nje wala hutegemea vitu vya angani au ishara za nje. Kwa hivyo, mifumo ya urambazaji wa inertial hutoa kiwango cha juu cha kuficha, na kuifanya iwe bora kwa matumizi yanayohitaji usiri mkubwa.

Ufafanuzi Rasmi wa Urambazaji Usiotumia Nguvu

Mfumo wa Urambazaji wa Inertial (INS) ni mfumo wa kukadiria vigezo vya urambazaji unaotumia gyroskopi na vipima kasi kama vitambuzi. Mfumo huo, kulingana na matokeo ya gyroskopi, huanzisha mfumo wa uratibu wa urambazaji huku ukitumia matokeo ya vipima kasi ili kukokotoa kasi na nafasi ya kibebaji katika mfumo wa uratibu wa urambazaji.

Matumizi ya Urambazaji Usiotumia Kielektroniki

Teknolojia ya inertial imepata matumizi mapana katika nyanja mbalimbali, ikiwa ni pamoja na anga, usafiri wa anga, baharini, utafutaji wa mafuta, jiodesiki, tafiti za bahari, uchimbaji wa kijiolojia, roboti, na mifumo ya reli. Kwa ujio wa vitambuzi vya inertial vya hali ya juu, teknolojia ya inertial imepanua matumizi yake kwa tasnia ya magari na vifaa vya kielektroniki vya matibabu, miongoni mwa nyanja zingine. Wigo huu unaopanuka wa matumizi unasisitiza jukumu muhimu zaidi la urambazaji wa inertial katika kutoa uwezo wa urambazaji wa usahihi wa hali ya juu na uwekaji nafasi kwa matumizi mengi.

Kipengele Kikuu cha Mwongozo wa Kiini:Gyroskopu ya Fiber Optic

Utangulizi wa Gyroscope za Fiber Optic

Mifumo ya urambazaji isiyotumia nguvu hutegemea sana usahihi na usahihi wa vipengele vyake vya msingi. Kipengele kimoja kama hicho ambacho kimeboresha kwa kiasi kikubwa uwezo wa mifumo hii ni Fiber Optic Gyroscope (FOG). FOG ni kitambuzi muhimu kinachochukua jukumu muhimu katika kupima kasi ya pembe ya kibebaji kwa usahihi wa ajabu.

Uendeshaji wa Gyroskopu ya Fiber Optic

FOG hufanya kazi kwa kanuni ya athari ya Sagnac, ambayo inahusisha kugawanya boriti ya leza katika njia mbili tofauti, ikiruhusu kusafiri katika pande tofauti kando ya kitanzi cha nyuzinyuzi kilichopinda. Wakati kibebaji, kilichopachikwa na FOG, kinapozunguka, tofauti ya muda wa kusafiri kati ya mihimili hiyo miwili ni sawia na kasi ya angular ya mzunguko wa kibebaji. Ucheleweshaji huu wa muda, unaojulikana kama mabadiliko ya awamu ya Sagnac, kisha hupimwa kwa usahihi, na kuwezesha FOG kutoa data sahihi kuhusu mzunguko wa kibebaji.

Kanuni ya gyroscope ya fiber optic inahusisha kutoa mwanga kutoka kwa kigunduzi cha mwanga. Mwanga huu hupita kwenye kiunganishi, ukiingia kutoka upande mmoja na kutoka mwingine. Kisha husafiri kupitia kitanzi cha macho. Mwanga mbili, unaotoka pande tofauti, huingia kwenye kitanzi na kukamilisha nafasi thabiti baada ya kuzunguka. Mwanga unaorudi huingia tena kwenye diode inayotoa mwanga (LED), ambayo hutumika kugundua nguvu yake. Ingawa kanuni ya gyroscope ya fiber optic inaweza kuonekana kuwa rahisi, changamoto kubwa zaidi iko katika kuondoa mambo yanayoathiri urefu wa njia ya macho ya miale miwili ya mwanga. Hili ni mojawapo ya masuala muhimu zaidi yanayokabiliwa katika ukuzaji wa gyroscope za fiber optic.

1: diode ya superluminescent 2: diode ya kigunduzi cha picha

3. kiunganishi cha chanzo cha mwanga 4.kiunganishi cha pete ya nyuzi 5. Pete ya nyuzi ya macho

Faida za Gyroscope za Fiber Optic

FOG hutoa faida kadhaa zinazozifanya kuwa muhimu sana katika mifumo ya urambazaji isiyotumia umeme. Zinajulikana kwa usahihi wao wa kipekee, uaminifu, na uimara. Tofauti na gyros za mitambo, FOG hazina sehemu zinazosogea, hivyo kupunguza hatari ya uchakavu. Zaidi ya hayo, ni sugu kwa mshtuko na mtetemo, na kuzifanya ziwe bora kwa mazingira magumu kama vile matumizi ya anga za juu na ulinzi.

Ujumuishaji wa Gyroscope za Fiber Optic katika Urambazaji Usiotumia Nguvu

Mifumo ya urambazaji isiyotumia nguvu inazidi kuingiza FOG kutokana na usahihi na uaminifu wao wa hali ya juu. Gyroskopu hizi hutoa vipimo muhimu vya kasi ya pembe vinavyohitajika kwa ajili ya uamuzi sahihi wa mwelekeo na nafasi. Kwa kuunganisha FOG katika mifumo iliyopo ya urambazaji isiyotumia nguvu, waendeshaji wanaweza kufaidika na usahihi ulioboreshwa wa urambazaji, hasa katika hali ambapo usahihi mkubwa unahitajika.

Matumizi ya Gyroscope za Fiber Optic katika Urambazaji Usiotumia Nguvu

Kujumuishwa kwa FOGs kumepanua matumizi ya mifumo ya urambazaji isiyotumia nguvu katika nyanja mbalimbali. Katika anga na usafiri wa anga, mifumo iliyo na FOG hutoa suluhisho sahihi za urambazaji kwa ndege, ndege zisizo na rubani, na vyombo vya angani. Pia hutumika sana katika urambazaji wa baharini, tafiti za kijiolojia, na roboti za hali ya juu, na kuwezesha mifumo hii kufanya kazi kwa utendaji na uaminifu ulioboreshwa.

Tofauti Tofauti za Miundo ya Gyroscopes za Fiber Optic

Gyroskopu za optiki za nyuzi huja katika miundo mbalimbali, huku inayoongoza kwa sasa ikiingia katika ulimwengu wa uhandisi nigyroscope ya fiber optic inayodumisha upolarization wa kitanzi kilichofungwaKatika kiini cha gyroscope hii nikitanzi cha nyuzi kinachodumisha upolarization, inayojumuisha nyuzi zinazodumisha polarisation na mfumo ulioundwa kwa usahihi. Ujenzi wa kitanzi hiki unahusisha mbinu ya ulinganifu wa vizingiti mara nne, inayoongezewa na jeli ya kipekee ya kuziba ili kuunda koili ya kitanzi cha nyuzi-hali ngumu.

Sifa Muhimu zaFiber Optic G Inayodumisha UbaguziKoili ya yro

▶ Muundo wa Kipekee wa Mfumo:Mizunguko ya gyroskopu ina muundo tofauti wa mfumo unaoweza kubeba aina mbalimbali za nyuzi zinazodumisha polarizing kwa urahisi.

▶ Mbinu ya Kuzungusha Ulinganifu Mara Nne:Mbinu ya ulinganifu wa vizingo mara nne hupunguza athari ya Shupe, na kuhakikisha vipimo sahihi na vya kuaminika.

▶ Nyenzo ya Jeli ya Kufunga ya Kina:Matumizi ya vifaa vya hali ya juu vya jeli ya kuziba, pamoja na mbinu ya kipekee ya kuponya, huongeza upinzani dhidi ya mitetemo, na kufanya vitanzi hivi vya gyroscope kuwa bora kwa matumizi katika mazingira magumu.

▶ Uthabiti wa Mshikamano wa Joto la Juu:Mizunguko ya gyroskopu huonyesha uthabiti wa mshikamano wa halijoto ya juu, na kuhakikisha usahihi hata katika hali tofauti za joto.

▶ Mfumo Mwepesi Uliorahisishwa:Mizunguko ya gyroscope imebuniwa kwa mfumo rahisi lakini mwepesi, na kuhakikisha usahihi wa hali ya juu wa usindikaji.

▶Mchakato wa Kuzungusha Ulio thabiti:Mchakato wa kuzungusha unabaki thabiti, ukibadilika kulingana na mahitaji ya gyroscopes mbalimbali za usahihi wa nyuzinyuzi.

Marejeleo

Groves, PD (2008). Utangulizi wa Urambazaji Usiotumia Kiotomatiki.Jarida la Urambazaji, 61(1), 13-28.

El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Teknolojia za vitambuzi visivyotumia nguvu kwa matumizi ya urambazaji: hali ya juu.Urambazaji wa Setilaiti, 1(1), 1-15.

Woodman, OJ (2007). Utangulizi wa urambazaji wa inertial.Chuo Kikuu cha Cambridge, Maabara ya Kompyuta, UCAM-CL-TR-696.

Chatila, R., & Laumond, JP (1985). Marejeleo ya nafasi na uundaji wa mifumo thabiti ya ulimwengu kwa roboti zinazoweza kuhamishika.Katika Kesi za Mkutano wa Kimataifa wa IEEE wa 1985 kuhusu Robotiki na Uendeshaji(Juzuu ya 2, uk. 138-145). IEEE.