Волоконно-оптические преобразователи перемещения на основе многокомпонентных оптических спектрально-селективных структур

• Автор: Степанов, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИХ АНАЛОГОВЫХ И ЦИФРОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

1.1 Преобразователи линейных и угловых перемещений как элементы систем управления. Обзор и классификация
1.2 Общая характеристика основных элементов волоконнооптических преобразователей угловых и линейных перемещений. Влияние условий эксплуатации на их характеристики
1.3 Особенности построения многоканальных систем сбора и передачи информации измерительных преобразователей перемещения для систем управления, контроля и измерения

ВЫВО1Ы К ГЛАВЕ 1

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИХ АНАЛОГОВЫХ И ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СО СПЕКТРАЛЬНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ

2.1 Обобщенная математическая модель оптоэлектронного

тракта волоконнооптических преобразователей угловых и

линейных перемещений
2.2 Математическое моделирование процессов в аналоговых ВОППМОС
2.3 Математическое моделирование процессов в цифровых ВОППМОС
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СО
СПЕКТРАЛЬНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ
3.1 Метрологический анализ аналоговых и цифровых ВОППМОС
3.2 Методы повышения точности и стабильности аналоговых и цифровых ВОППМОС
3.3 Исследование динамических характеристик аналоговых и цифровых волоконнооптических преобразователей перемещения со спектральным уплотнением
3.4 Особенности юстировки аналоговых и цифровых волоконнооптических преобразователей перемещения со спектральным уплотнением
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. СИНТЕЗ И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СО СПЕКТРАЛЬНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ
4.1 Синтез аналоговых и цифровых волоконнооптических
преобразователей перемещения
4.2 Особенности построения систем сбора и передачи информации с ВОППМОС
4.3 Методика расчета параметров аналогового ВОППМОС
4.4 Методика расчета параметров цифрового ВОППМОС
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. КОНСТРУКТИВНЫЕ И СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СО СПЕКТРАЛЬНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ
5.1 Конструктивные и схемотехнические особенности
построения аналоговых и цифровых ВОППМОС
5.2 Экспериментальные исследования аналоговых и цифровых ВОППМОС
5.3 Особенности практического применения аналоговых и цифровых ВОППМОС в системах управления, контроля и измерения ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В частности, входящие в них полупроводниковые оптоэлектронные элементы характеризуются низкой температурной стабильностью 0,Со и высоком скоростью деградации энергетических характеристик 0,, ч, что существенно снижает эксплуатационную надежность и точность таких систем в бортовых комплексах . В то же время использование в системах автоматического управления ВОППМОС позволит реализовать системы на основе аналоговых и цифровых измерительных преобразователей угловых и линейных перемещении, содержащих простые оптомеханические кодомодулирующе узлы, полосовые интерференционные светофильтры, многокомпонентные оптоэлектронные системы и элементы с встроенной функцией спектрального уплотнения информации. В таких преобразователях путем расчета топологической схемы кодирующего узла и конструктивных оптических элементов формируется алгоритмическая маска спектрального взаимодействия, реализующая спектральное уплотнение информации без введения дополнительных мультиплексирующих и других оптоэлектронных и электронных элементов и устройств. Выходной оптический сигнал ВОППМОС модулирован по спектру излучения, что упрощает согласование множества датчиков с волоконнооптическими линиями связи и позволяет комбинировать множество преобразователей перемещения на одну волоконнооптическую линию связи ВОЛС без использования специальных мультиплексоров. Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы дифференциального и интегрального исчислений, теории дифракции, численные методы анализа и синтеза. Решаемые задачи. Экспериментальные исследования макетных образцов ВОППМОС. ВОППМОС, созданных с использованием разработанных математических моделей и структурных схем и совпадением результатов экспериментальных исследований и математического моделирования. Разработан способ преобразования углового перемещения, заключающийся в том, что перемещение контролируемого объекта преобразуют в изменение степени взаимного перекрытия спектральных . Разработаны математические модели аналоговых ВОППМОС. Во внедренных экспериментальных образцах ВОППМОС. Инженерные методики расчета, рекомендации, результаты анализа, расчетов и экспериментальных исследований. Внедрение результатов работы. ОАО Ульяновское конструкторское бюро приборостроения рекомендованы к использованию в бортовой аппаратуре современных самолетов, в том числе в системах автоматического управления и цифровых измерителях аппаратуру наземного испытательного комплекса ФГУП ГНЛ РКЦ ЦСКБПрогресс, г. СЭДСызрань учебный процесс ГОУ ВГ Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева. Апробация работы. Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития Одесса, г. Инновационные разработки основа создания мирового лидирующего продукта в ракетнокосмической отрасли Самара, . Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 статей, из них 4 в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент на изобретение способ и устройство. Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 7 страницах машинописного текста, списка использованной литературы из 0 наименований, перечня основных сокращений, принятых в работе, 4 приложений, содержит рисунок и таблиц. ГЛАВА 1. Преобразователи линейных и угловых перемещений как элементы систем управления. Обзор и классификация. Рассмотрим системы управления различного назначения. Современные самолеты, особенно сверхзвуковые, имеют большой диапазон изменения высоты и скорости полета, что обусловливает невозможность обеспечения с помощью конструктивных способов управляемости ЛА на всех режимах полета. Кроме того, современные подходы к формированию самолета нового поколения акцептируют внимание на том, что сам самолет является частью комплексной системы, способной получать информацию об окружающей ее обстановке как самостоятельно, так и от других источников, а также передавать эту информацию другим пользователям , . Эти требования приводят к необходимости контроля различных физических параметров и процессов с применением разнообразных систем управления и регулирования, способных работать совместно. На рисунке 1.