واحدهای مرجع حرکت (MRU)

واحدهای مرجع حرکت (MRU) جهت یک جسم را نسبت به چارچوب مرجع اینرسی یا جسم دیگری تعیین می کنند. برای کنترل این خروجی داده، که به آن نگرش گفته می شود، MRU ها حسگرهایی را برای اندازه گیری جهت گیری و همچنین محرک هایی را برای اعمال گشتاور برای قرار دادن یک شی در موقعیت مورد نظر ادغام می کنند. الگوریتم ها به محرک ها دستوراتی را بر اساس نگرش های فعلی و دلخواه ارائه می دهند.

نمایش تمام سازندگان واحدهای مرجع حرکت (MRU).

عملیات

MRUها از حسگرهای حرکتی با پیکربندی تک محوره یا چند محوره استفاده می کنند. آنها دارای ژیروسکوپ هایی هستند که قادر به تشخیص حرکت در فضا بدون نیاز به ردیابی اجسام خارجی هستند. ژیروسکوپ ها انواع مختلفی دارند. مدل‌های انتخابی دارای جرم چرخان یا لیزرهای حلقه‌ای هستند که نور را برای تشخیص چرخش منعکس می‌کنند. انواع دیگر شامل ژیروسکوپ تشدید کننده نیمکره ای (HRG) است که به عنوان ژیروسکوپ شیشه ای شراب نیز شناخته می شود. یک HRG جهت نوسان ایجاد شده توسط یک پوسته تشدید کننده در فضای اینرسی را در رابطه با موقعیت یک جسم متحرک محاسبه می کند.

ژیروسکوپ های ارتعاشی بر اساس نیروهای کوریولیس عمل می کنند که الگوهای ارتعاشی را در اطراف محور چرخش ایجاد می کنند و اثر شتاب را برای حس کردن چرخش اعمال می کنند.

یک ژیروسکوپ مینیاتوری که با استفاده از فناوری MEMS (سیستم میکروالکترومکانیکی) ساخته شده است، یک واحد اندازه گیری اینرسی (IMU) را فراهم می کند. واحدهای اختیاری چندین ژیروسکوپ و شتاب سنج را ادغام می کنند.

واحدهای مرجع حرکت در کشتی‌های بزرگی که در دریا کار می‌کنند استفاده می‌شوند. دستگاه‌های MRU برای نظارت بر عملکرد کشتی، اندازه‌گیری‌های رول، گام، انحراف و ارتفاع را با دقت بالا ضبط می‌کنند. این اندازه گیری ها برای مشاهده ارتفاع موج یا تعیین موقعیت دینامیکی اعمال می شود.

ویژگی ها

MRU از طیف گسترده ای از ویژگی ها پشتیبانی می کند، از جمله:

• شتاب سنج های محوری

• ژیرو متر محوری

• سنسورهای مغناطیسی محور

• نرم افزار نمایشگر گرافیکی

• گیرنده داخلی GPS

• نقشه مغناطیسی شمال واقعی

• محفظه تیتانیومی

• فیلتر کالمن توسعه یافته (EKF)

• MEM (سیستم های میکروالکترومکانیکی)

• پیش کالیبراسیون

• تنظیم ارتفاع خودکار

• رابط وب داخلی

برنامه های کاربردی

واحدهای مرجع حرکت از کاربردهای متعددی در چندین صنعت پشتیبانی می کنند، از جمله:

• زیر دریا

• دریایی

• هوانوردی

• نفت و گاز

• حمل و نقل

• نقشه برداری

• مخابرات 

در زیر نگاهی دقیق به برخی از کاربردهای خاص MRU آورده شده است:

تثبیت

کشتی‌های دارای آنتن‌های مخابراتی به سیستم‌های تثبیت‌کننده قابل اعتماد برای جبران چرخش کشتی و زمین و بازرسی پرتوهای رادیویی نیاز دارند. MRU ها اندازه گیری ها را برای دستیابی به ثبات سیستم و اطمینان از انتقال روان انجام می دهند. MRUهای دریایی همچنین دارای حسگرهای اینرسی پیشرفته مانند شتاب سنج های خطی و همچنین ژیروسکوپ های MEMS برای عملیات دریایی هستند. ژیروسکوپ MEMS عملکرد کم نویز را با پایداری بایاس برتر و دقت بهره استثنایی ترکیب می کند. حسگرهای حالت جامد، بدون قطعات متحرک، عملکردی قوی با قابلیت اطمینان مادام العمر ارائه می دهند.

جبران افزایش فعال (AHC)

اطلاعات مربوط به دامنه ارتفاع نوک جرثقیل برای سیستم های AHC یکپارچه شده در تجهیزات، مانند جرثقیل های دریایی، ضروری است. جبران ارتفاع کافی مستلزم دسترسی به اطلاعات بلادرنگ از حرکت ارتفاع کشتی، سرعت و شتاب نوک جرثقیل است. داده های Roll و Pitch گرفته شده توسط MRU، ادغام شده در سیستم AHC، در کنترل حرکت کشتی با انتقال حرکت بالا رفتن از نوک جرثقیل به نقطه نصب MRU اعمال می شود. این سیستم با تطبیق با شرایط مختلف و حفظ پایداری بار، عملکرد کارآمد و جبران خسارت را تضمین می کند.

موقعیت یابی با استفاده از هیدرو آکوستیک

کشتی هایی که برای عملیات زیردریایی استفاده می شوند، موقعیت خود را با استفاده از آکوستیک آبی تعیین می کنند. اندازه گیری فاصله و یاتاقان از مبدل های روی بدنه تا فرستنده های بستر دریا در شرایط بدون نویز و پایدار موقعیت را به دست می آورد. MRUها برای رسیدن به این هدف، به جبران بهینه حرکت کشتی دست می یابند.

میرایی حرکتی با سرعت بالا

سیستم‌هایی که میرایی حرکت با سرعت بالا یا کنترل سواری را ارائه می‌کنند، از داده‌های زاویه چرخش و گام و نرخ زاویه‌ای برای سیستم کنترل فویل استفاده می‌کنند. یک MRU داده های مورد نیاز را با سرعت خروجی سریع و با حداقل تأخیر ارائه می دهد.

MRU ها طیف گسترده ای از کاربردها را ترکیب می کنند، از جمله:

• جبران حرکت برای اکوی صداهای تک پرتو و چند پرتو

• سیستم های کنترل و میرایی حرکت کشتی های پرسرعت

• برای جرثقیل های دریایی غرامت دریافت کنید

• موقعیت یابی هیدرو آکوستیک

• نظارت بر حرکت کشتی

• اندازه گیری امواج اقیانوس

• جبران حرکت و تثبیت آنتن ها

• اندازه گیری نگرش و جهت گیری وسایل نقلیه از راه دور (ROV).

• اندازه گیری نگرش و جهت گیری وسایل نقلیه زیر آب خودمختار (AUV).

• سیستم های ردیابی غواص

• ساخت و ساز زیر آب

• حفاری جهت دار

• عملیات لایروبی

• موقعیت یابی پویا

• نظارت بر حرکت سازه فراساحلی

• نظارت بر حرکت کشتی

• تغییرات دوره به کمک GPS

• ناوبری USBL

• نقشه برداری تک تیر

• نقشه برداری چند تیر

• سیستم های بررسی عمق سنجی

انتخاب

اکثر واحدها با استانداردهای IHO (سازمان بین المللی هیدروگرافی) مطابقت دارند. در مورد کاربردهای زیر دریا، سطح عمق مورد نیاز واحد را برای اطمینان از عملکرد بهینه تعیین کنید. برای تثبیت حرکت کشتی، بررسی کنید که MRU داده های خروجی گام و انحراف را ضبط می کند.

منبع

globalspec