Измеритель угловых скоростей на основе неортогонально ориентированной гексоды ДУСов с электрическими обратными связями для космического корабля
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ания к наземному контролю изделия: должны аттестоваться как прибор ИУС-М, так и ИУС-А и ИУС-Б с полным комплектом технической документации на каждый прибор.
Геометрические характеристики ДУС КХ79-060, выполненного в форме цилиндра, позволяют осуществить оптимальную конструкторскую компоновку прибора.
Решению поставленной проблемы и посвящен настоящий дипломный проект.
Постановка задачи
Необходимо принять участие в разработке измерителя угловых скоростей (ИУС) для КА на базе поплавковых датчиков угловых скоростей КХ79-060. В качестве прототипа используется прибор разработки ФГУП ПО Корпус: измеритель угловых скоростей на основе ортогонально ориентированной триады датчиков угловой скорости с электрической обратной связью (БДУС КХ67-010М). В процессе дипломного проектирования должны быть выведены матрицы направляющих косинусов прибора ИУС-М, уравнения движения ДУС КХ79-60 и произведен анализ его погрешностей, рассчитаны: основные параметры ДУС, датчик момента, датчик угла, потребляемая мощность, коэффициент демпфирования, момент инерции поплавкового гидроузла, масштабный коэффициент ДУС и его погрешность, масштабный коэффициент и выходное сопротивление УОС-096, проведено моделирование измерительного канала навигационной системы, а также предложена методика регулировки масштабного коэффициента датчика угловых скоростей и произведен расчет основных экономических показателей системы, рассмотрены основные положения по безопасности технологического процесса.
Разрабатываемая ИУС должна иметь 6 измерителей угловой скорости, представлять собой две тройки неортогонально ориентированных ДУС (прибор ИУС-А и ИУС-Б) и удовлетворять следующим техническим характеристикам:
1. Каждая тройка должна выдавать: в систему телеизмерения (СТИ): формировать информацию об измеряемой угловой скорости в диапазоне от минус 3 до плюс 3 ?/с;
. Номинальные положения каждой из трех осей чувствительности ИК приборов ИУС-А и ИУС-Б должны совпадать с образующей конуса с углом полураствора ?0, равным .
. Номинальные значения углов ?i измерительных каналов должны быть: ?1 = 00, ?2 = 600, ?3 = 1200, ?4 = 1800, ?5 = 2400, ?6 = 3000,
. Фактическое угловое положение осей чувствительности относительно опорной плоскости YпОZп задается в формуляре на измеритель ИУС-М углами ??1 - ??6. Номинальные значения этих углов 35015?52? (разность между 900 и номинальным значением угла полураствора конуса ?0 = 54044?08?);
. Допустимые отклонения ??i и ???i не должны превышать ?6?.
. Линейный диапазон измеряемых проекций вектора абсолютной угловой скорости ИКi должен быть от минус 12 до плюс 12 ?/с.
. При угловой скорости по модулю от 10 до 60 ?/с измеритель ИУС-М должен обеспечивать правильное формирование знака угловой скорости с амплитудой выходного сигнала не меньше величины сигнала, соответствующего 10 ?/с.
. Масштабный коэффициент выходного сигнала ИКi должен находиться в пределах (1?1,5)?0,01% "/импульс.
. Систематическая составляющая смещения нуля ИКi, не зависящего от перегрузки, не должна превышать по модулю вместо 1 ?/ч и должна быть паспортизована в виде константы.
. Случайная составляющая смещения нуля ИКi (3 СКО), не зависящего от перегрузки, в запуске до 24 ч по отношению к среднему значению в этом запуске не должно превышать 0,2 ?/ч (0,3 ?/ч) при времени осреднения не более 100 с.
. Случайная составляющая смещения нуля ИКi, не зависящего от перегрузки, от включения к включению не должна превышать 0,6 ?/ч при времени осреднения не более 100 с.
. Амплитуда переменной составляющей выходного сигнала ИКi при отсутствии входной угловой скорости не должна превышать 0,001 ?/с..
. Систематическая составляющая погрешности ИКi, пропорциональная перегрузке n, не должна превышать по модулю и должна быть паспортизована.
. Полоса пропускания измерительного канала по уровню 0,7 должна быть не менее 20Гц.
. Мощность не более 30 Вт.
. Масса 15 кг.
. Измеритель ИУС-М должен запитываться от источника постоянного тока напряжением в пределах от 23 до 34. В при номинальном напряжении 27 В.
1. Теоретическая часть
1.1 Поиск и изучение патентной и научно-технической литературы
Необходимость создания бесплатформенных систем для угловой ориентации космических аппаратов (КА) возникла в 80-е годы, прежде всего для решения задачи управления угловыми эволюциями КА в любом заданном направлении без ограничения величины угловых поворотов. Решение этой задачи стало возможным только после внедрения на борту КА вычислительного комплекса и разработки математических методов преобразования информационных сигналов, снимаемых с измерительных осей, жестко связанных с КА, в инерциальную систему координат. Гироскопические приборы, положенные в основу построения бесплатформенной системы, получили название гироскопические измерители вектора угловой скорости.
Переход к бесплатформенным системам потребовал от разработчиков гироскопической техники решения целого ряда проблем. В первую очередь, это создание высокоточного чувствительного элемента - гироблока (ГБ), способного при минимальном дрейфе нуля, порадка 10-2 град/ч, производить измерения угловых скоростей до 5 - 10 град/ч с высокой стабильностью масштабного коэффициента (до 10-5 - 10-6).
Также необходимо было избавиться от влияния появившихся в опорах гироскопов сил реакции от гироскопического момента, возникающего при угловых эволюциях КА. Потребовалось также проведение исс?/p>