Активное гашение колебаний локаторов, размещаемых на привязных аэростатах с использованием механизмов параллельной кинематики

• Автор: Никулин, Дмитрий Константинович
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Оглавление
Введение
Г лава 1. Механическая система аэростат - трипод
1.1 Анализ механической системы аэростат - трипод
1.2 Механическая система трипода
1.3 Суммирование управляющих воздействий подсистем
1.4 Выводы по Главе
Глава 2. Активная стабилизация с использованием непрерывных законов обратной связью
2.1 Управление с обратной связью симметричной подсистемы
2.2 Управление с обратной связью кососимметричной подсистемы
2.3 Выводы по Главе
Глава 3. Программное управление активной стабилизацией антенного комплекса
3.1 Программное управление симметричной подсистемой
3.2 Программное управление кососимметричной подсистемой
3.3 Выводы по Главе
Глава 4. Цифровое управление с обратной связью активной стабилизацией антенного комплекса
4.1 Цифровое управление симметричной подсистемой
4.2 Цифровое управление кососимметричной подсистемой
4.3 Выводы по Главе
Общие выводы по работе
Список литературы
Приложение!
Приложение
АКТИВНОЕ ГАШЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ЛОКАТОРОВ, РАЗМЕЩАЕМЫХ НА
ПРИВЯЗНЫХ АЭРОСТАТАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНИЗМОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКИ
ВВЕДЕНИЕ.
Развитие робототехнических систем приводит к новым задачам, в которых создание систем гашения колебаний и стабилизации решается на основе механизмов параллельной кинематики. Примером таких задач является стабилизация радиолокационной антенны установленной на привязном аэростате. Интерес к таким комплексам, особенно базирующимся на привязных аэростатах, обусловлен, прежде всего, экономическими преимуществами, и возможностью долговременной непрерывной работы комплекса, в сочетании с высокой его эффективностью и простотой развертывания. Ближайшим и более часто используемым аналогом таких комплексов являются самолетные, однако последние, в отличие от установок аэростатного базирования, отличаются меньшими экономическим преимуществами, связанными прежде всего с затратами как на саму конструкцию самолета с локатором, так и на дополнительные затраты на обслуживание комплекса «самолет - локатор», много меньший период непрерывной работы комплекса, а так же ряд ограничений по метеоусловиям. На сам локационный комплекс также накладывается ряд ограничений, снижающих его эффективность.
В то же время, аэростаты в процессе эксплуатации подвержены колебаниям по тангажу и крену, вызванными воздействием ветровых нагрузок, которые приводят к отклонению оси вращения антенны РЛС от заданного положения, что недопустимо. Помимо этого, на подобные системы значительно воздействуют низкочастотные колебания по крену и тангажу, амплитуды которых могут достигать значительных величин. Защита от

низкочастотных колебаний в настоящее время осуществляется применением стабилизаторов аэростата [21,28], и путем установки антенны РЛС на кардановом или другом подобном подвесе с образованием физического маятника [28]. Однако из-за высоких требований по точности ориентации и стабилизации оси вращения антенны РЛС применение указанных средств оказывается недостаточным. Для устранения раскачивания антенны РЛС под действием ветровых нагрузок возможно использовать системы с активной стабилизацией, функционирующие на основе следящих приводов с различными вариантами их реализации, в том числе с механическими передачами типа «винт-гайка».
Предлагается совместить в конструкции системы стабилизации как принцип пассивной стабилизации на основе использования физического маятника, так и систему активной стабилизации, реализованную с помощью механизма параллельной кинематики, в совместном использовании этих механизмов и заключается новизна предлагаемой конструкции.
Подобная работа на основе следящих пневмоприводов, была реализована Саяпиным C.H., Синевым A.B., Лебедевым В.Н. [102].
Задачами активного гашения колебаний занимались многие отечественные и зарубежные исследователи. Наиболее значимый вклад в это направлении был выполнен в работах Фролова К.В, Фурмана Ф.А., Коловского М.З., Гурецкого В.В. Задача о гашении колебаний при полном успокоении колебательных систем рассматривались в работах Черноусько-Ф.Л., Красовского H.H.
В большинстве из этих работ при решении задач успокоения колебаний определялись, в том числе и с использованием методов теории оптимального управления, программные законы гашения. Такая задача для системы без упругих связей решалась, в частности, в работе Бабицкого В.И. и Израиловича М.Я. Однако даже в таком простейшем случае структура закона программного управления оказывается достаточно громоздкой. Поэтому

1.2 МЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТРИПОДА.
Рассмотрим отдельно механическую систему трипода.
Прежде всего рассмотрим вопрос о количестве степеней свободы трипода.
1) - одноподвижные кинематические пары (поступательные пары); 2) -двухподвижные кинем, пары (типа «карданов подвес»); 3) - трехподвижная кинем, пара (сферическая); 4) - одноподвижная кинем, пара (вращательная).
Согласно формуле общего числа степеней свободы механизма, трипод будет иметь следующее количество степеней свободы:
где п - число подвижных звеньев; р! число кинематических пар, подвижность которых равна г; q - число избыточных степеней свободы.
Рис.1.6 Упрощенная кинематическая схема трипода.