අවස්ථිති සංචලනය

අවස්ථිති සංචලනය

FOGs සංරචක විසඳුම්

Inertial Navigation යනු කුමක්ද?

අවස්ථිති සංචාලනයේ මූලික කරුණු

                                               

අවස්ථිති සංචාලනයේ මූලික මූලධර්ම අනෙකුත් නාවික ක්‍රමවලට සමාන වේ.එය මූලික පිහිටීම, ආරම්භක දිශානතිය, එක් එක් මොහොතෙහි චලිතයේ දිශාව සහ දිශානතිය ඇතුළු ප්‍රධාන තොරතුරු ලබා ගැනීම සහ දිශානතිය සහ පිහිටීම වැනි සංචාලන පරාමිතීන් නිශ්චිතව තීරණය කිරීම සඳහා මෙම දත්ත (ගණිත ඒකාබද්ධතා මෙහෙයුම් වලට සමාන) ක්‍රමානුකූලව ඒකාබද්ධ කිරීම මත රඳා පවතී.

 

අවස්ථිති සංචාලනයේ සංවේදක වල කාර්යභාරය

                                               

චලනය වන වස්තුවක වත්මන් දිශානතිය (ආකල්ප) සහ ස්ථානගත තොරතුරු ලබා ගැනීම සඳහා, අවස්ථිති සංචාලන පද්ධති මූලික වශයෙන් ත්වරණමාන සහ ගයිරොස්කෝප් වලින් සමන්විත තීරණාත්මක සංවේදක කට්ටලයක් භාවිතා කරයි.මෙම සංවේදක අවස්ථිති සමුද්දේශ රාමුවක් තුළ වාහකයේ කෝණික ප්‍රවේගය සහ ත්වරණය මනිනු ලබයි.ප්‍රවේගය සහ සාපේක්ෂ ස්ථාන තොරතුරු ලබා ගැනීම සඳහා දත්ත පසුව ඒකාබද්ධ කර කාලයත් සමඟ සකසනු ලැබේ.පසුව, මෙම තොරතුරු ආරම්භක ස්ථාන දත්ත සමඟ ඒකාබද්ධව සංචාලන ඛණ්ඩාංක පද්ධතිය බවට පරිවර්තනය වේ, වාහකයාගේ වත්මන් පිහිටීම තීරණය කිරීම අවසන් වේ.

 

අවස්ථිති සංචාලන පද්ධතිවල මෙහෙයුම් මූලධර්ම

                                               

අවස්ථිති සංචාලන පද්ධති ස්වයං අන්තර්ගත, අභ්‍යන්තර සංවෘත සංචාලන පද්ධති ලෙස ක්‍රියාත්මක වේ.වාහකයාගේ චලනය අතරතුර දෝෂ නිවැරදි කිරීමට ඔවුන් තත්‍ය කාලීන බාහිර දත්ත යාවත්කාලීන මත රඳා නොපවතී.එනිසා, කෙටි කාලීන සංචාලන කාර්යයන් සඳහා තනි අවස්ථිති සංචාලන පද්ධතියක් සුදුසු වේ.දිගුකාලීන මෙහෙයුම් සඳහා, සමුච්චිත අභ්‍යන්තර දෝෂ වරින් වර නිවැරදි කිරීම සඳහා චන්ද්‍රිකා මත පදනම් වූ සංචාලන පද්ධති වැනි අනෙකුත් සංචාලන ක්‍රම සමඟ ඒකාබද්ධ කළ යුතුය.

 

අවස්ථිති සංචලනයේ සැඟවීමේ හැකියාව

                                               

ආකාශ යාත්‍රාව, චන්ද්‍රිකා සංචලනය සහ ගුවන්විදුලි සංචාලනය ඇතුළු නවීන නාවික තාක්ෂණයන් තුළ, අවස්ථිති සංචලනය ස්වයංක්‍රීය ලෙස කැපී පෙනේ.එය බාහිර පරිසරයට සංඥා නිකුත් නොකරන අතර ආකාශ වස්තූන් හෝ බාහිර සංඥා මත රඳා නොපවතී.එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, අවස්ථිති සංචාලන පද්ධති ඉහළම මට්ටමේ සැඟවීමේ හැකියාවක් ලබා දෙයි, ඒවා උපරිම රහස්‍යභාවය අවශ්‍ය යෙදුම් සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.

 

Inertial Navigation හි නිල අර්ථ දැක්වීම

                                               

Inertial Navigation System (INS) යනු ගයිරොස්කෝප් සහ ත්වරණමාන සංවේදක ලෙස භාවිතා කරන සංචාලන පරාමිති ඇස්තමේන්තු පද්ධතියකි.මෙම පද්ධතිය, ගයිරොස්කෝප් වල ප්‍රතිදානය මත පදනම්ව, සංචාලන ඛණ්ඩාංක පද්ධතියක් ස්ථාපිත කරන අතරම, සංචාලන ඛණ්ඩාංක පද්ධතියේ වාහකයාගේ ප්‍රවේගය සහ ස්ථානය ගණනය කිරීම සඳහා ත්වරණමානවල ප්‍රතිදානය භාවිතා කරයි.

 

අවස්ථිති සංචාලනයේ යෙදුම්

                                               

අභ්‍යවකාශය, ගුවන් සේවා, සමුද්‍රීය, ඛනිජ තෙල් ගවේෂණ, භූ විද්‍යාව, සාගර විද්‍යාත්මක සමීක්ෂණ, භූ විද්‍යාත්මක කැණීම්, රොබෝ විද්‍යාව සහ දුම්රිය පද්ධති ඇතුළු විවිධ වසම්වල අවස්ථිති තාක්‍ෂණය පුළුල් පරාසයක යෙදුම් සොයාගෙන ඇත.උසස් අවස්ථිති සංවේදක පැමිණීමත් සමඟ, අවස්ථිති තාක්‍ෂණය අනෙකුත් ක්ෂේත්‍ර අතර මෝටර් රථ කර්මාන්තයට සහ වෛද්‍ය විද්‍යුත් උපාංගවලට සිය උපයෝගීතාව ව්‍යාප්ත කර ඇත.යෙදුම් විශාල සංඛ්‍යාවක් සඳහා ඉහළ නිරවද්‍ය සංචාලනය සහ ස්ථානගත කිරීමේ හැකියාවන් සැපයීමේදී අවස්ථිති සංචාලනයේ වඩ වඩාත් ප්‍රධාන කාර්යභාරය මෙම පුළුල් වන යෙදුම් විෂය පථය අවධාරනය කරයි.

අවස්ථිති මාර්ගෝපදේශයේ මූලික සංරචකය:ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප්

 

ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් හැඳින්වීම

අවස්ථිති සංචාලන පද්ධති ඔවුන්ගේ මූලික සංරචකවල නිරවද්‍යතාවය සහ නිරවද්‍යතාවය මත දැඩි ලෙස රඳා පවතී.මෙම පද්ධතිවල හැකියාවන් සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කර ඇති එවැනි එක් සංරචකයක් වන්නේ ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් (FOG) ය.FOG යනු වාහකයාගේ කෝණික ප්‍රවේගය කැපී පෙනෙන නිරවද්‍යතාවයකින් මැනීමේදී ප්‍රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරන තීරණාත්මක සංවේදකයකි.

 

ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් මෙහෙයුම

FOGs ක්‍රියාත්මක වන්නේ Sagnac ආචරණයේ මූලධර්මය මත වන අතර, ලේසර් කදම්භයක් වෙනම මාර්ග දෙකකට බෙදීම ඇතුළත් වන අතර, එය දඟර සහිත ෆයිබර් ඔප්ටික් ලූපයක් ඔස්සේ ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට ගමන් කිරීමට ඉඩ සලසයි.FOG සමඟ තැන්පත් කර ඇති වාහකය භ්‍රමණය වන විට, කදම්භ දෙක අතර ගමන් කාලයෙහි වෙනස වාහකයාගේ භ්‍රමණයෙහි කෝණික ප්‍රවේගයට සමානුපාතික වේ.මෙම කාල ප්‍රමාදය, Sagnac අදියර මාරුව ලෙස හැඳින්වේ, පසුව නිශ්චිතවම මනිනු ලබන අතර, වාහකයාගේ භ්‍රමණය සම්බන්ධයෙන් නිවැරදි දත්ත සැපයීමට FOG හට හැකි වේ.

 

ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝපයක මූලධර්මය වන්නේ ෆොටෝඩෙක්ටරයකින් ආලෝක කදම්භයක් විමෝචනය කිරීමයි.මෙම ආලෝක කදම්භය කප්ලර් හරහා ගමන් කරයි, එක් අන්තයකින් ඇතුළු වී තවත් කෙළවරකින් පිට වේ.ඉන්පසු එය දෘශ්‍ය ලූපයක් හරහා ගමන් කරයි.විවිධ දිශාවලින් පැමිණෙන ආලෝක කදම්භ දෙකක්, ලූපයට ඇතුළු වී, වටේ කැරකීමෙන් පසු සමෝධානික සුපිරි පිහිටීමක් සම්පූර්ණ කරයි.ආපසු එන ආලෝකය එහි තීව්‍රතාවය හඳුනා ගැනීමට භාවිතා කරන ආලෝක විමෝචක ඩයෝඩයකට (LED) නැවත ඇතුල් වේ.ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් මූලධර්මය සරල බවක් පෙනෙන්නට තිබුණද, වඩාත්ම වැදගත් අභියෝගය වන්නේ ආලෝක කදම්භ දෙකේ දෘශ්‍ය මාර්ග දිගට බලපාන සාධක ඉවත් කිරීමයි.මෙය ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් සංවර්ධනයේදී මුහුණ දෙන වඩාත් තීරණාත්මක ගැටළු වලින් එකකි.

 耦合器

1: සුපිරි දිදුලන ඩයෝඩය           2: ෆොටෝඩෙටෙක්ටර් ඩයෝඩය

3.ආලෝක ප්‍රභව කප්ලර්           4.ෆයිබර් රින්ග් කප්ලර්            5.ප්‍රකාශ තන්තු වලල්ල

ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් වල වාසි

FOGs අවස්ථිති සංචාලන පද්ධතිවල මිල කළ නොහැකි වාසි කිහිපයක් ලබා දෙයි.ඔවුන් ඔවුන්ගේ සුවිශේෂී නිරවද්‍යතාවය, විශ්වසනීයත්වය සහ කල්පැවැත්ම සඳහා ප්‍රසිද්ධය.යාන්ත්‍රික ගයිරෝ මෙන් නොව, FOG වලට චලනය වන කොටස් නොමැති අතර, එය දිරාපත් වීමේ අවදානම අඩු කරයි.මීට අමතරව, ඒවා කම්පන සහ කම්පනවලට ප්‍රතිරෝධී වන අතර, අභ්‍යවකාශ සහ ආරක්ෂක යෙදුම් වැනි ඉල්ලුම සහිත පරිසරයන් සඳහා ඒවා වඩාත් සුදුසු වේ.

 

අවස්ථිති සංචලනය තුළ ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් ඒකාබද්ධ කිරීම

අවස්ථිති සංචාලන පද්ධති ඒවායේ ඉහළ නිරවද්‍යතාවය සහ විශ්වසනීයත්වය හේතුවෙන් FOGs වැඩි වැඩියෙන් ඇතුළත් කරයි.මෙම ගයිරොස්කෝප් දිශානතිය සහ පිහිටීම නිවැරදිව නිර්ණය කිරීම සඳහා අවශ්‍ය තීරණාත්මක කෝණික ප්‍රවේග මිනුම් සපයයි.පවතින අවස්ථිති සංචාලන පද්ධති වෙත FOGs අනුකලනය කිරීමෙන්, ක්‍රියාකරුවන්ට වැඩිදියුණු කළ සංචාලන නිරවද්‍යතාවයෙන් ප්‍රතිලාභ ලබා ගත හැකිය, විශේෂයෙන් අතිශය නිරවද්‍යතාවයක් අවශ්‍ය අවස්ථාවන්හිදී.

 

Inertial Navigation හි ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් වල යෙදුම්

FOGs ඇතුළත් කිරීම විවිධ වසම් හරහා අවස්ථිති සංචාලන පද්ධතිවල යෙදීම් පුළුල් කර ඇත.අභ්‍යවකාශ සහ ගුවන් සේවා වලදී, FOG-සවි කළ පද්ධති ගුවන් යානා, ඩ්‍රෝන යානා සහ අභ්‍යවකාශ යානා සඳහා නිවැරදි නාවික විසඳුම් ලබා දෙයි.ඒවා සමුද්‍රීය සංචාලනය, භූ විද්‍යාත්මක සමීක්ෂණ සහ උසස් රොබෝ තාක්ෂණයේ ද බහුලව භාවිතා වන අතර, මෙම පද්ධති වැඩිදියුණු කළ කාර්ය සාධනය සහ විශ්වසනීයත්වය සමඟ ක්‍රියා කිරීමට හැකි වේ.

 

ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් වල විවිධ ව්‍යුහාත්මක ප්‍රභේද

ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් විවිධ ව්‍යුහාත්මක වින්‍යාසයන්ගෙන් පැමිණේ, දැනට ඉංජිනේරු ක්ෂේත්‍රයට ඇතුළු වන ප්‍රමුඛයා වන්නේසංවෘත-ලූප් ධ්‍රැවීකරණය නඩත්තු කරන ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප්.මෙම ගයිරොස්කෝපයේ හරය වන්නේධ්‍රැවීකරණය නඩත්තු කරන තන්තු පුඩුව, ධ්‍රැවීකරණය නඩත්තු කරන තන්තු සහ නිශ්චිතව නිර්මාණය කරන ලද රාමුවකින් සමන්විත වේ.මෙම ලූපය ඉදිකිරීම සඳහා හතර ගුණයක සමමිතික වංගු කිරීමේ ක්‍රමයක් ඇතුළත් වන අතර, ඝන-ස්ථිතික ෆයිබර් ලූප් දඟරයක් සෑදීම සඳහා අද්විතීය මුද්‍රා තැබීමේ ජෙල් මගින් අතිරේක වේ.

 

හි ප්රධාන ලක්ෂණධ්‍රැවීකරණය-නඩත්තු ෆයිබර් ඔප්ටික් ජීyro දඟරය

▶සුවිශේෂී රාමු නිර්මාණය:ගයිරොස්කෝප් ලූප විවිධ ආකාරයේ ධ්‍රැවීකරණය නඩත්තු කරන තන්තු සඳහා පහසුවෙන් ඉඩ සලසන සුවිශේෂී රාමු සැලසුමකින් සමන්විත වේ.

▶ හතර ගුණයක සමමිතික වංගු කිරීමේ තාක්ෂණය:හතර ගුණයකින් යුත් සමමිතික වංගු කිරීමේ තාක්ෂණය මගින් ෂුපේ ආචරණය අවම කරයි, නිරවද්‍ය සහ විශ්වාසනීය මිනුම් සහතික කරයි.

▶උසස් සීලිං ජෙල් ද්‍රව්‍ය:උසස් මුද්‍රා තැබීමේ ජෙල් ද්‍රව්‍යවල යෙදවීම, අද්විතීය සුව කිරීමේ තාක්‍ෂණයක් සමඟ ඒකාබද්ධව, කම්පන වලට ප්‍රතිරෝධය වැඩි කරයි, මෙම ගයිරොස්කෝප් ලූප ඉල්ලුම සහිත පරිසරයක යෙදීම සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.

▶ඉහළ උෂ්ණත්ව සහසම්බන්ධතා ස්ථායිතාව:ගයිරොස්කෝප් ලූප විවිධ තාප තත්ත්‍වයන්හිදී පවා නිරවද්‍යතාවය සහතික කරමින් ඉහළ උෂ්ණත්ව සමෝධානික ස්ථායීතාවයක් පෙන්නුම් කරයි.

▶ සරල කළ සැහැල්ලු රාමුව:ගයිරොස්කෝප් ලූප සරල නමුත් සැහැල්ලු රාමුවකින් නිර්මාණය කර ඇති අතර ඉහළ සැකසුම් නිරවද්‍යතාවයක් සහතික කරයි.

▶අස්ථිර වංගු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය:විවිධ නිරවද්‍ය ෆයිබර් ඔප්ටික් ගයිරොස්කෝප් අවශ්‍යතාවලට අනුවර්තනය වෙමින් වංගු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය ස්ථායීව පවතී.

යොමුව

Groves, PD (2008).Inertial Navigation හැඳින්වීම.The Journal of Navigation, 61(1), 13-28.

El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019).සංචාලන යෙදුම් සඳහා අවස්ථිති සංවේදක තාක්ෂණයන්: නවීනතම.චන්ද්‍රිකා සංචලනය, 1(1), 1-15.

වුඩ්මන්, OJ (2007).අවස්ථිති සංචලනය සඳහා හැඳින්වීමක්.කේම්බ්‍රිජ් විශ්ව විද්‍යාලය, පරිගණක රසායනාගාරය, UCAM-CL-TR-696.

Chatila, R., & Laumond, JP (1985).ජංගම රොබෝවරුන් සඳහා ස්ථාන යොමු කිරීම සහ ස්ථාවර ලෝක ආකෘති නිර්මාණය.රොබෝ තාක්ෂණය සහ ස්වයංක්‍රීයකරණය පිළිබඳ 1985 IEEE ජාත්‍යන්තර සම්මන්ත්‍රණයේ ක්‍රියාදාමයන්හිදී(Vol. 2, pp. 138-145).IEEE.

නොමිලේ උපදේශනයක් අවශ්‍යද?

මගේ ව්‍යාපෘති කිහිපයක්

මම දායක වූ විශිෂ්ට කෘති.ආඩම්බරයෙන්!