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
?ия крутизны датчика момента Кдм, и, тем самым, стабилизации масштабного коэффициента
,
где Кш - коэффициент передачи схемы для тока iдм.
Рис. 2.2.3. Схема компенсации температурного изменения КДМ
На Рис. 2.2.1 2.2.3 приняты следующие обозначения:
wвх - входная угловая скорость;
Мг , Мдм - гироскопический момент и момент датчика момента ДМ,
действующие по оси прецессии гироузла (поплавковой гирокамеры);
b, Uду - угол процессии гироузла и напряжение с датчика угла ДУ;дм - суммарный ток через обмотку обратной связи датчика момента и термошунт (при компенсации температурного изменения масштабного коэффициента КДУС , ) ;ум, Uвых - напряжение с измерительного резистора R33 и фильтра 2-го порядка Ф в УОС-096 (соответственно, с выхода усилителя мощности УМ и с аналогового выхода измерительного канала);
Uк1, Uк2 - напряжение на входах усилителя мощности УМ;
Uд+, Uд- - напряжение на выходе синхронных детекторов;
Uпу+, Uпу- - напряжение на дифференциальных выходах предваритель-
ного усилителя ПУ.
Математическая модель датчика угловой скорости КХ79-060 - УОС-096 для расчета амплитудных и фазочастотных характеристик (АФЧХ) формируется в виде передаточных функций [20] в соответствии с дифференциальными уравнениями движения гироузла (обозначения аналогичны принятым в таблице 2.2.1) :
Jb + nb + Сос b = Н wвх (2.2.1)
где Сос - жесткость контура обратной связи, определяется крутизной ДУ, ДМ, передаточными функциями функциональных узлов УОС-096 и коэффициентом передачи схемы компенсации (Рис.2.2.3).
При введении символа дифференцирования имеем
( Jb s2 + nb s + Сос) b = Н wвх (2.2.2)
Следовательно, символическая форма (операторная форма при нулевых начальных условиях, где s - символ преобразования Лапласа) уравнения движения гироузла имеет вид:
(2.2.3)
На Рис.2.2.4 в соответствии с операторной формой (2.2.3) и Рис. 2.2.1 2.2.3, приведена структурная схема математической модели ДУС.
Рис. 2.2.4. Структурная схема математической модели ДУС (для расчета АФЧХ)
Согласно Рис. 2.2.4 жесткость (передаточная функция) контура обратной связи имеет вид:
, (2.2.4)
где Kпу = Wпу - коэффициент передачи предварительного усилителя ПУ , при этом передаточная функция предусилителя ПУ (Рис.2.2.2) имеет вид:
(2.2.5)
при С2=С3, С5=С6, R6=R7 (Рис.2.2.2) имеем:
, ,
- передаточная функция ФЧВ имеет вид:
(2.2.6)
при R10=R11, R16=R17, С15=С17, С8=С9, fду> имеем
,
где tси - длительность синхроимпульсов Си1, Си2.
-передаточная функция корректирующего контура КК имеет вид:
(с учетом Rш , Сш)
Wкк = Wкк1 + Wкк2(2.2.7)
где Wкк1 =, Wкк2 =,
передаточная функция усилителя мощности УМ для тока Jдм имеет вид (при R24 = R25, С21 = С22):
WJум (2.2.8)
- передаточная функция усилителя мощности УМ для тока Jдм по напряжению Uу c выхода транзисторной схемы УМ имеет вид:
Wум (2.2.8а)
(2.2.8б)
-полное сопротивление эталонного резистора (нагрузки усилителя
мощности УМ, без учета фильтра Ф):
Zум = (2.2.9)
- передаточная функция фильтра Ф имеет вид:
(2.2.10)
-коэффициент передачи для тока iдм по току Jдм, в схеме компенсации
температурного изменения крутизны Кдм имеет вид:
Кш = (2.2.11)
при этом температурная зависимость имеет вид:
(2.2.12)
где - сопротивление обмотки обратной связи датчика момента ДМ, добавочного и шунтирующего резисторов при 0 С;
- температурные коэффициенты сопротивлений .
Температурная зависимость крутизны датчика момента ДМ имеет вид:
(2.2.13)
где - крутизна при 0С и температурный коэффициент датчика момента ДМ.
Компенсация температурного изменения крутизны Кдм и, тем самым, стабилизация заданного значения масштабного коэффициента обеспечивается в рабочем диапазоне температур, с учетом ограничения на паспортное значение крутизны датчика момента ДМ:
К0дм > , гссм/А(2.2.14)
при этом минимально возможную погрешность стабилизации предполагается обеспечить выбором (при заданном и ).
Значение сопротивления выбирается с учетом условия:
(2.2.15)
Значение определяется из выражения:
(2.2.16)
Значение масштабного коэффициента КДУС, в заданном диапазоне температур, определяется из выражения:
, (2.2.17)
Значения , считаются оптимальными, если в заданном диапазоне температур погрешность стабилизации масштабного коэффициента ДУС будет минимальной.
Погрешность стабилизации определяется согласно соотношения:
(2.2.18)
Расчет погрешности DКДУС осуществляется в следующей последовательности:
-определяются значения ,
при этом, - паспортные значения сопротивления обмотки обратной связи и крутизны датчика момента при номинальной температуре С;
-определяется по выражению (2.2.15) значение (минимально допустимое значение ;
- задается максимальное значение и шаг D;
-определяются от нижнего до верхнего значения температуры (с шагом ) значения - по выражению (2.2.12), зна?/p>