Модернизация поплавкового датчика угловой скорости (ДУС) путем введения цифровой обратной связи, разработка его структурной схемы с процессором. Математическая модель ДУС с цифровым регулятором. Расчет основных параметров. Анализ погрешностей датчика.
Аннотация к работе
Обзор научно-технической и патентной литературы 1.4 Конструкция и принцип действия поплавкового ДУС КХ79-060 1.5 Математическая модель ДУС КХ79-060 2. Расчетно-конструкторская часть 2.1 Расчет датчика угла в составе ДУМ-036 2.2 Расчет потребляемой мощности ДУС 2.3 Расчет коэффициента демпфирования 2.4 Расчет момента инерции поплавкового гироузла 2.5 Расчет сопротивления термошунта и добавочных сопротивлений 2.5.1 Структурная схема ДУС КХ79-060 с цифровым регулятором 2.5.2 Математическая модель чувствительного элемента ДУС с датчиком угла 2.5.3 Математическая модель усилителя мощности по току с датчиком момента и термошунтом 2.5.4 Математическая модель предварительного усилителя с ФЧВ 2.5.5 Математическая модель совокупного объекта управления 2.5.6 Математическая модель усилителя мощности по выходному напряжению с фильтром 2.6 Синтез дискретного регулятора ДУС 2.6.1 Структура и синтез регулятора 2.6.2 Расчет частотных характеристик с использованием Matlab 2.6.3 Результат расчета переходных процессов 3. Технологический процесс изготовления заглушки в корпусе модернизированного ДУС КХ79-060 Заключение Литература Введение С 1982 года в системе управления космическими аппаратами (КА)Союз и Прогресс применяется трехкомпонентный блок поплавковых датчиков угловых скоростей КХ97-010М, где в качестве инерциального чувствительного элемента используется ДУС КХ79-060. И блок ДУС, и сам чувствительный элемент были разработаны на ФГУП ПО Корпус г. Саратова. Соединение технических разработок инерциальных чувствительных элементов, алгоритмов теории автоматического управления и с каждым годом увеличивающихся технических возможностей микропроцессоров позволят не только создать новый класс гироскопических приборов, но и усовершенствовать каждый из типов инерциальных чувствительных элементов без радикальных изменений функциональной электроники и технической документации за счет перепрограммирования процессора, находящегося в обратной связи инерциального чувствительного элемента. Постановка задачи Необходимо модернизировать поплавковый измеритель угловой скорости - ДУС КХ 79-060 разработки ФГУП ПО Корпус. Теоретическая часть Настоящая бакалаврская работа посвящена модернизации поплавкового ДУС средней точности КХ79-060 разработки ФГУП ПО Корпус путем введения цифровой обратной связи. 1.1 Доказательство необходимости разработки Поплавковые гироскопические датчики угловой скорости средней точности нашли широкое применение в авиационной и ракетно-космической технике. Прецизионные поплавковые ДУС разработки ведущих отечественных предприятий имеют: диапазон измеряемых угловых скоростей ± (0,5-6) °/с, коэффициент преобразования 0,2-2?/бит, случайную составляющую дрейфа, не зависящего от перегрузки, в запуске ± (0,003-0,005) °/ч, случайную составляющую дрейфа, не зависящего от перегрузки, между запусками ± (0,03-0,05) °/ч, случайную составляющую дрейфа, зависящего от перегрузки, в запуске ±0,05°/ч, случайную составляющую дрейфа, зависящего от перегрузки, между запусками ±0,2 °/ч, дрейф, зависящий от квадрата перегрузки, ±0,03°/ч, нелинейность коэффициента преобразования ± (0,001-0,003) %, нестабильность коэффициента преобразования не более 0,003%, ресурс 100000 ч, массу 0,5 - 0,7 кг на один канал измерения. датчик угловая скорость модернизация Обеспечение указанного высокого уровня точностных характеристик (случайной составляющей дрейфа, не зависящего от перегрузки, нелинейности и нестабильности коэффициента преобразования) возможно только при малом диапазоне измеряемых угловых скоростей. Поплавковые ДУС, используемые в системах телеметрии, имеют: диапазон измеряемых угловых скоростей ± (0,12-1500) °/с; случайную составляющую дрейфа ?100 °/ч; нелинейность коэффициента преобразования не более 4%; динамические погрешности (по АЧХ и ФЧХ) аттестуются, как правило, в диапазоне 1-15 Гц. Материалы о данной разработке были представлены в 2004 году на 11 - й Санкт - Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. Рисунок 1.4-1 Схема датчика угловой скорости с электрической пружиной: ДУ - датчик угла; ДМ - датчик момента; ГД - гидравлический демпфер, Х0Y0Z0 - оси, связанные с корпусом; Y, Z - оси, связанные с рамкой Сигнальная обмотка ДУ, обмотка управления и обратной связи ДМ расположены на одном корпусе ротора комбинированного датчика угла и момента в торцевой части гироузла. Принцип действия датчика угловой скорости основан на свойстве двухстепенного гироскопа: совмещать вектор кинетического момента Н с вектором входной угловой скорости [4,9,11]. Величина этого момента пропорциональна току усилителя, и, следовательно, по величине и полярности тока можно определить величину и направление угловой скорости.