Анализ динамики гироприборов в кардановых подвесах с учетом эффекта предварительного смещения в трении

• Автор: Захаров, Юрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВЛИЯНИЮ ТРЕНИЯ

НА СВОЙСТВА ГИРОПРИБОРОВ

1.2. АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ СИЛ ТРЕНИЯ И ПОДХОДОВ К КОМПЕНСАЦИИ ВЛИЯНИЯ ТРЕНИЯ НА ГИРОПРИБОРЫ

1.2.1. АНАЛИЗ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПУБЛИКАЦИЙ

1.2.2. АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ

1.3. ОБЬЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.3.1. АЗИМУТАЛЬНЫЙ ОДНООСНЫЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР

1.3.2. ОДНООСНЫЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР В ВИДЕ КАЛИБРОВОЧНОГО ГИРОСКОПИЧЕСКОГО СТЕНДА

1.3.3. ГИРОСКОПИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ
1.3.4. ГИРОМАЯТНИКОВАЯ ВЕРТИКАЛЬ
1.3.5. ГИРОВЕРТИКАЛЬ С РАДИАЛЬНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ
1.4. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. МОДЕЛИ СИЛ ТРЕНИЯ В ГИРОПРИБОРАХ ПРИ УЧЕТЕ ЭФФЕКТА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ
2.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОЛНАЯ МОДЕЛЬ СИЛЫ ТРЕНИЯ
2.2. УЧЕТ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ТРЕНИЯ
2.3. УКОРОЧЕННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕНИЯ 3
2.4. УПРОЩЕННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕНИЯ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГИРОТАХОМЕТРА
3.1. МЕТОДИКА И АППАРАТУРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИРОТАХОМЕТРА
3.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ СТАТИЧЕСКАЯ-ХАРАКТЕРИСТИКА ГИРОТАХОМЕТРА
3.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГИРОТАХОМЕТРА
3.4. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ГИРОТАХОМЕТРА
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИРОВЕРТИКАЛЕЙ ПРИ УЧЕТЕ ЭФФЕКТА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ В ТРЕНИИ
4.1. МЕТОДИКА И СХЕМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ УПРУГОГО ТРЕНИЯ В ГИРОВЕРТИКАЛИ
4.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ГИРОВЕРТИКАЛИ С РАДИАЛЬНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ
4.3. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИРОМАЯТНИКОВОЙ ВЕРТИКАЛИ
4.4. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕЦЕССИОННОГО ДВИЖЕНИЯ ГИРОМАЯТНИКОВОЙ ВЕРТИКАЛИ С УПРОЩЕННОЙ МОДЕЛЬЮ ТРЕНИЯ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
5. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМНЫХ И АЛГОРИТМИЧЕСКИХ ПУТЕЙ СНИЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОРА ОТ МОМЕНТОВ СИЛ ТРЕНИЯ ПО ОСИ СТАБИЛИЗАЦИИ
5.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТЕНДА С МОДЕЛЬЮ ТРЕНИЯ ПРИ УЧЕТЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ
5.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТРЕНИЯ
70 85

103 107 109

2. ПОСТРОЕНИЕ МЕТОДА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ПРИБЛИЖЕНИЙ
РЕШЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ УРАВНЕНИЙ ГИРОТАХОМЕТРА
3. ПОСТРОЕНИЕ МЕТОДА НА ОСНОВЕ РАСШИРЕНИЯ ПОНЯТИЯ СИГНАТУРЫ НА ПОЛЕ КОМПЛЕКСНЫХ ЧИСЕЛ 13
4. ПОСТРОЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО РЕШЕНИЯ
5. ПОСТРОЕНИЕ ИТЕРАЦИОННОГО МЕТОДА

В АЗИМУТАЛЬНОМ ГИРОСТАБИЛИЗАТОРЕ
5.3. МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ТРЕНИЯ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
5.4. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТОВ ДЛЯ СТЕНДА
5.5. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМНО-АЛГОРИТМИЧЕСКИХ СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ МОМЕНТОМ ТРЕНИЯ ПО ОСИ СТАБИЛИЗАЦИИ
5.5.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТЕНДА С РЕГУЛЯТОРОМ НА ОСНОВЕ НАБЛЮДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ЛЫОИНБЕРГЕРА ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ПРИБЛИЖЕННОЙ МЕТОДИКИ ЧАСТОТНОГО АНАЛИЗА ГИРОСИСТЕМ С ТРЕНИЕМ
1. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОГО РЕЗОНАНСА
координата А также растет по закону Л = х0; А(0)=0; з1§п(| А|-р)<0; з1§п(хсЯ)> О до значения А = А» в точке 1. В этой точке происходит срыв координаты А от А» до Хо по экспоненциальному закону, определяемому уравнением:
тЛ+Л=Я„, Л(^)=ЛХ, (2.1.3)
где 11 - значение времени в точке 1 срыва.
В точке 1 произойдут также скачкообразные изменения координат р и V от значений А» до Х0 в соответствии с уравнениями, аналогичными (2.1.3), но с постоянной времени, вдвое меньшей, чем в (2.1.3):
ООФ+р=^>', 00о>+у =Л; ^п(|я.]-/?)>о. (2.1.4)
Такое соотношение постоянных времени в (2.1.3) и (2.1.4) выбрано искусственно, из соображений обеспечения условий опережения процессов по р и V при срыве координат по сравнению с А. При дальнейшем увеличении Хо(х0 >0) до точки 2 все три координаты будут совпадать. В точке 2 может наблюдаться один из двух случаев: а) остановка, а затем движение в прежнем направлении х0 >0; б) смена знака скорости х0 < 0 и, следовательно, движение в противоположном первоначальному направлении.
В случае «а» будет наблюдаться нарастание параметра V, а вслед за ним и р в соответствии с уравнениями:
Гй+и=Яот; трл- р-у; Л(^)=Я0 . (2.1.5)
Нарастание будет происходить до некоторого значения ЛСЕ(Л0, Хх) в зависимости от продолжительности остановки (отрезок 2-2' на рис. 2.1.1, в).
При дальнейшем увеличении координаты х0 (х0 >0) будет наблюдаться нарастание А до точки 7 (рис. 2.1.1, б) (отрезок 2-7, рис. 2.1.1, в) в соответствии с уравнениями Л = х„, поскольку здесь АЕ(0, Х^. В точке 7 происходит срыв, аналогичный срыву в точке 1, и процесс идет аналогично по линии 7-8 (рис. 2.1.1, б, рис. 2.1.1, в).
В случае «б» также происходит нарастание координат V и р по уравнениям (2.1.5) и изменение координаты А согласно уравнению Л - х0; А(7д) = Ао,