Нейросетевой алгоритм калибровки волнового твердотельного гироскопа

• Автор: Некрасов, Александр Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТОК ВОЛНОВОГО

ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ГИРОСКОПА

1.1. Обзор разработок ВТГ

1.2. Дрейф волны и основные причины его возникновения

1.3. Определение угла поворота ВТГ по измеренным значениям угла волны

1.4. Выводы по первой главе

Глава И. СТЕНДОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДРЕЙФА ВОЛНЫ ВТГ

2.1. Влияние температуры на систематическую составляющую дрейфа волны ВТГ

2.2. Влияние ускорения на дрейф волны ВТГ
2.3. Влияние угловой скорости и температуры на масштабный коэффициент ВТГ
2.4. Выводы по второй главе
Глава III. КАЛИБРОВКА ВТГ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
3.1. Краткие сведения из теории нейронных сетей
3.2. Обучение нейронной сети
3.3. Алгоритм калибровки ВТГ с применением нейронных сетей
3.4. Выводы по третьей главе
Глава IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕЙРОСЕТЕВОЙ КАЛИБРОВКИ ВТГ
4.1. Экспериментальное исследование точности определения угла ориентации ВТГ в статических положениях
4.2. Экспериментальное исследование точности определения угла ориентации ВТГ при его вращении
4.3. Анализ точности калибровки ВТГ при летных испытаниях
4.4. Выводы по четвертой главе
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Все научные положения, обладающие новизной и выносимые на защиту, разработаны лично автором или при его решающем вкладе в исследования, выполненные совместно с учеными и специалистами Московского авиационного института, ОАО «Раменскос приборостроительное конструкторское бюро» и ЗАО «Инерциальные технологии «Технокомплекса». Бабиченко A. B., Некрасов A. B. Математические модели нейронных' сетей в задачах пилотажно-навигационного комплекса К Авиакосмическое приборостроение, №, . Джанджгава Г. И., Бабиченко A. B., Требухов A. B., Некрасов A. B. Нейросетевой алгоритм калибровки волнового твердотельного гироскопа // Инженерная физика, №9, . Бабиченко A. B., Некрасов A. Бабиченко A. B., Некрасов A. Москва, . Бабиченко A. B., Некрасов A. B. Разработка и исследование нейросетевой технологии оценивания в задачах комплексной обработки информации интегрированных комплексов бортового оборудования // Современные технологии в задачах управления автоматики и обработки информации: Труды XVI Международного научно-технического семинара. Алушта, сентябрь г. СПб. ГУАП, . Бабиченко A. B., Некрасов A. B. Нейросетевой алгоритм решения топливо-временных задач ПНК // Современные технологии в задачах управления автоматики и обработки информации: Труды XVII Международного научно-технического семинара. Алушта, сентябрь г. СПб. ГУАП, . Отчет по НИР «Исследование методов и алгоритмов решения задач навигации, управления и наведения перспективного авиационного робототехнического комплекса фронтовой авиации» (шифр «Артик»). ОАО «Раменское приборостроительное конструкторское бюро». Договор № 8 от . Руководитель темы Шерман В. М. -Раменское, . Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 3 страницы состоит из введения, 4 глав, выводов, заключения, списка литературы из наименования, а также четырех приложений. В диссертации содержится рисунка и таблиц. ГЛАВА 1. В основе работы волнового твердотельного гироскопа лежит явление инертности упругих волн, впервые открытое английским физиком Брайаном в конце XIX века []. Он показал, что скорость вращения стоячей волны в тонком кольце, совершающем изгибные колебания, меньше скорости вращения самого кольца. К -м годам XX века относятся первые попытки создания ВТГ, использующего в качестве чувствительного элемента кольцо, цилиндр, полусферическую оболочку из алюминиевого сплава. Работы проводились в США, Италии, Франции, Англии. Подробное описание. Наиболее удачной для построения датчика угловой ориентации и широко применяемой оказалась предложенная Д. Д.Линчем конструкция, использующая в качестве чувствительного элемента тонкостенный полусферический резонатор, изготовленный из кварцевого стекла [, ]. Конструкция ВТГ включает резонатор, жестко связанный с помощью ножки с основанием прибора (рисунок 1. Рисунок 1. При работе ВТГ в резонаторе возбуждаются и поддерживаются колебания кромки резонатора. В качестве рабочей выбирается низшая собственная форма изгибных колебаний полусферического резонатора, имеющая эллиптическую форму. Такая колебательная картина имеет четыре пучности и четыре узловые области (рисунок 1. Подробно колебательные процессы в полусферическом резонаторе рассматриваются в [,]. Рисунок 1. При этом угол поворота основания а определяется на основании зависимости от угловой скорости прецессии колебаний упругих волн (дрейфа, волны) ? Л - угловая скорость прецессии колебаний упругих волн; к = 2 - форма упругих колебаний; т - время. К' - результирующий масштабный коэффициент прецессии нескольких независимых форм колебаний. Поддержание амплитуды колебаний резонатора на постоянном уровне осуществляется электрическим полем, создаваемым кольцевым электродом возбуждения, а измерение параметров стоячей волны и подавление квадратурных колебаний - емкостными преобразователями. Конструкция ВТГ Д. Д. Линча послужила основой для создания первого ВТГ, разработанного «Дженерал Моторе» в году. Дальнейшее развитие сопровождалось последовательным улучшением характеристик ВТГ, что позволило к году разработать гироскоп с точностью определения ориентации 0, °/ч (1о) []. Технические характеристики ВТГ приведены в таблице 1.