Система управления гиростабилизированной платформой мобильного вертикального градиентометра

• Автор: Семенов, Илья Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КОМБИНИРОВАННЫЙ КРИТЕРИЙ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИРОСКОПИЧЕСКИМ СТАБИЛИЗАТОРОМ ГРАДИЕНТОМЕТРА
1.1 Свойства гравитационного градиента
1.2 Определение свойств вертикальной составляющей гравитационного градиента
1.3 Модель статической погрешности измерения вертикальной составляющей гравитационного градиента
1.4 Модель динамической погрешности измерения вертикальной составляющей гравитационного градиента
1.5 Уточненная модель погрешности измерения вертикальной составляющей гравитационного градиента на подвижном основании
1.6 Критерий оценки влияния внешних возмущений на показания градиентометра (критерий оптимизации системы управления)
1.8 Описание конструкции системы гироскопической стабилизации
1.9 Обзор современного состояния мобильной гравитационной
градиентометрии
Выводы к главе
ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПОДСИСТЕМЫ ГОРИЗОНТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИРОСТАБИЛИЗАТОРОМ
2.1 Определение критерия оптимизации
2.2 Постановка задачи
2.3 Формирование структуры оптимального фильтра цепи коррекции
вертикали
2. Математическая модель двухосной подсистемы горизонтирования системы управления гиростабилизатором вертикального градиентометра
2.4.1 Системы координат
2.4.2. Уравнения ошибок системы стабилизации
2.4.3 Линейные ускорения объекта
2.4.4 Угловые движения объекта
2.4.5. Определение угловых скоростей географического трехгранника
2.4.6. Уравнения ошибок гировертикали
2.5. Результаты моделирования гировертикали
2.5.1 Условия моделирования
2.5.2 Сравнение подсистем горизонтирования в установившихся режимах
2.5.3 Влияние инструментальных погрешностей датчиков на точность подсистемы горизонтирования
2.5.4 Влияние технологических погрешностей установки датчиков на точность подсистемы горизонтирования
2.5.5. Влияние погрешности определения курса на точность подсистемы горизонтирования
2.5.6. Влияние параметров фильтра на точность горизонтирования
2.5.7. Влияние угловых ускорений на точность подсистемы горизонтирования
Выводы к главе
ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗРЕДУКТОРНЫМ ПРИВОДОМ ГИРОСКОПИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗАТОРА
3.1 Безредукторная система стабилизации
3.2 Математическая модель подсистемы управления безредукторным приводом гироскопического стабилизатора
3.3 Описание возмущающих воздействий
3.3.1 Модель момента сил сухого трения
3.3.2 Момент, обусловленный несбалансированностью конструкции
3.4 Коррекция подсистемы управления безредукторным приводом гиростабилизатора
3.5 Определение параметров коррекции по показателю
колебательности
3.6 Оптимизация системы управления гироскопического стабилизатора по комбинированному критерию оптимизации
3.7 Оптимизация системы управления безредукторным приводом гиростабилизатора с пропорционально-интегро-дифференциальной коррекцией
3.8 Методика оптимизации системы управления безредукторным приводом гиростабилизатора
3.9 Результаты моделирования системы управления безредукторным приводом системы стабилизации
3.10 Компенсация влияния момента сухого трения на точность системы стабилизации
3.10.1. Влияние смещения нуля датчика угловой скорости на эффективность компенсации остаточной погрешности
3.10.2. Компенсация влияния момента сухого трения в условиях задержки при выработке компенсирующего воздействия
3.10.3. Влияние точности определения параметров сухого трения на эффективность компенсации
3.10.4. Эффективность компенсации момента сухого трения в условиях реального полета
3.11 Определение остаточной угловой скорости ошибки стабилизации ..132 Выводы к главе
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СИСТЕМЫ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ АМОРТИЗАЦИИ НА ТОЧНОСТЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИРОСТАБИЛИЗАТОРОМ ВЕРТИКАЛЬНОГО ГРАДИЕНТОМЕТРА
4.1 Описание системы пространственной амортизации
4.2 Системы координат и их взаимное положение
4.3 Геометрические параметры системы амортизации

оптических гироскопов. Указанные датчики устанавливаются на площадке внутреннего кольца платформы.
Функционально система гироскопической стабилизации состоит из двух подсистем: подсистема горизонтирования (гировертикаль) и безредукторной системы стабилизации [39].
Чувствительными элементами подсистемы горизонтирования являются два акселерометра с горизонтальными осями чувствительности и два двухстепенных поплавковых гироскопа. При угловых отклонениях стабилизированной площадки от плоскости горизонта на выходах акселерометров появляются сигналы, пропорциональные этим отклонениям. Указанные сигналы используются для выработки сигналов соответствующих знаков, поступающих на датчики моментов гироскопов. Под действием этих моментов происходит прецессия гироскопа, появляются сигналы на датчиках углов гироскопов, и следящие системы, используя в цепях обратных связей сигналы с датчиков углов, приводят платформу в плоскость горизонта. В процессе работы также вводятся поправки, компенсирующие вращение Земли и движение объекта по Земле. Сигналы, пропорциональные этим поправкам, также поступают на датчики моментов гироскопов.
Использование в составе гиростабилизатора безредукторного привода позволяет снизить ошибки стабилизации вследствие устранения редуктора между осью и качающимся основанием. Принцип действия следящей системы основан на том, что при действии внешних возмущающих моментов стабилизированная платформа отклоняется на угол, являющийся ошибкой системы стабилизации, а вследствие возникновения при этом прецессии гироскопа с его датчика угла прецессии снимается сигнал, управляющий через усилитель моментным двигателем, а моментный двигатель компенсирует приложенный внешний момент и обеспечивает тем самым угловую стабилизацию платформы.
Волоконно-оптические гироскопы с горизонтальной ориентацией оси чувствительности предназначены для измерения угловых скоростей