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
?ение - по выражению (2.2.20), значение Кш - по выражению (2.2.11), значение Кдм - по выражению (2.2.13), значение Кдус - по выражению (2.2.17), значение DКДУС% по выражению (2.2.18).
Расчетные значения Кш, Rш, Rдм, Rдоб, суммарного сопротивления Rшдм (Рис.2.2.3) и Rогр (Рис.2.2.2), крутизны датчика момента (Кдм), а также погрешность стабилизации DКдус, в условиях меняющейся температуры от -5С до +50С, приведены в таблице 2.2.3 ( при шаге = 5C, aдм = 4,3510-3 1/град, aдоб = 0,310-4 1/град, aш = 5,0110-3 1/град, aКдм =4,2110-4 1/град, Н=65 гссмс, Кномдус =2 , wmaxвх =6 тАж/с, U maxу =12в).
Таблица 2.2.3
Температура, С0С+25С+50СRш, Ом351,57395,61439,64Rдм, -//-126,27140,0153,73Rдоб, -//-7,6167,6227,628Rшдм, , -//-96,96107,5118,04Кш,0,72420,72820,7315Rогр, , Ом803,04792,49781,96Кдм, гссм/А783,24775766,76DКдус,%~00,5031,13
Из анализа таблицы 2.2.3 следует, что погрешность стабилизации DКдус составляет (0 1,13)%. Снижение погрешности стабилизации наблюдается при увеличении R0ш; снижение погрешности стабилизации при номинальной температуре обеспечивается при значениях параметров, полученных при 0С.
При этом, значение Rогр определяется из выражения:
, Ом (2.2.19)
где , Ом (2.2.20)
, мА (2.2.21)
Для расчета АФЧХ определяются, из структурной схемы математической модели ДУС (Рис.2.2.4) с учетом (2.2.4), следующие передаточные функции:
-передаточная функция разомкнутой цепи:
Wр.с. = (2.2.22)
-передаточная функция для тока Jдм по скорости wвх :
Ф= , (2.2.23)
передаточная функция для напряжения Uвых по скорости wвх :
Ф = 10 -3ZумWф Ф , (2.2.24)
-передаточная функция для угла b по скорости wвх :
Ф= , (2.2.25)
Передаточная функция генератора (полосового усилителя) напряжения питания ДУ определяется в соответствии с (Рис.2.2.2) и имеет вид:
(2.2.26)
где КГ =,
,
,
3. Расчетно-конструкторская часть
3.1 Расчет ДУ, ДМ (ДУМ-031)
3.1.1 Описание конструкции и основные параметры ДУМ-031
Датчик ДУМ-031 выполняет функции датчика угла (ДУ) и датчика момента (ДМ) и предназначен для эксплуатации в составе прибора КХ79-060 в качестве преобразователя угла поворота чувствительного элемента в электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна углу поворота чувствительного элемента, а фаза определяется направлением поворота, и в качестве преобразователя постоянного тока во вращающий момент, пропорциональный величине этого тока.
Основные геометрические размеры ДУМ приведены на рис.3.1.1, электрическая схема на рис. 3.1.2. Геометрические размеры ДУМ определялись из условий оптимального размещения его в малогабаритном датчике угловой скорости.
Конструктивно ДУМ-031 состоит из ротора (1), статора (2) и наружного магнитопровода (3).
Рис.3.1.1
Рис.3.1.2.
Статор датчика представляет собой шихтованный магнитопровод, набранный из листов трансформаторной стали, на котором размещены обмотки возбуждения (4) ДУ и восемь магнитов (5) ДМ, выполненных из магнитотвердого высококоэрцитивного сплава ЮНДКТ5БА.
Ротор (1) датчика представляет собой цилиндрический немагнитный каркас, на котором размещены четыре катушки сигнальной обмотки ДУ и четыре катушки двух обмоток ДМ.
Наружный магнитопровод (3) выполнен из магнитомягкого материала.
Статор датчика и наружный магнитопровод закреплены на неподвижной части прибора, ротор - на подвижной части прибора.
По принципу действия трансформаторный ДУ представляет собой трансформаторный датчик рамочного типа. При подключении обмотки возбуждения к источнику переменного тока в магнитопроводе датчика и в воздушном зазоре возникает переменное магнитное поле, которое пронизывает катушки сигнальной обмотки, находящиеся в воздушном зазоре, и индуцирует в них ЭДС. Катушки сигнальной обмотки включены последовательно встречно в каждой паре и последовательно согласно между парами. В исходном (нулевом) положении датчика катушки ротора располагаются симметрично относительно магнитопровода и величины ЭДС, индуцируемые в них переменным магнитным потоком, будут одинаковыми и выходные (вторичные) напряжения датчика благодаря встречному включению сигнальных катушек в паре будут равны нулю. При повороте ротора в ту или другую сторону от нулевого положения потокоiепление одной из сигнальных катушек в каждой паре увеличивается (или уменьшается), а потокоiепление другой катушки в каждой паре - уменьшается (или увеличивается).
Вследствие этого нарушается равенство индуцируемых в катушках ЭДС и на выходе сигнальной обмотки появляется результирующая ЭДС, амплитуда и фаза которой определяется величиной и направлением поворота ротора.
По принципу действия датчик момента относится к магнитоэлектрическим датчикам момента постоянного тока. Вращающий момент в магнитоэлектрическом датчике момента создается в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и проводников с током, находящихся в этом поле. В датчике момента магнитное поле создается 8 постоянныыми магнитами. В воздушном зазоре между магнитом и наружным экраном в зоне действия постоянного магнитного поля расположены катушки двух обмоток ДМ. При подаче на обмотки постоянного тока возникает вращающий момент, напрвленгие которого зависит от полярности подаваемого тока.
Основные электрические параметры ДУМ-031 приве