Прецизионные преобразователи первичной информации инерциальных систем управления динамичными объектами специального назначения

• Автор: Лизунов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 с. : ил.

Введение. Общее описание ДНИ. Сравнительный анализ существующих ДГ1И. Выбор направления исследований. Постановка задачи
ГЛАВА 1. Общие вопросы анализа и проектирования аппаратуры малогабаритных инерциальных систем управления динамичными объектами различного назначения.
1.1 Блок преобразования первичной информации. Системный подход к проектированию каналов измерения первичной информации.

1.2 Исходная элементная база, е особенности и взаимосвязь

1.3 Методика и алгоритмы сквозного проектирования блоков преобразования

1.4 Погрешности блока преобразования, оказывающие наиболее существенное влияние на конечные ошибки БИНС
1.5 Систематизация погрешностей блока преобразований, построенного на базе динамически настраиваемого гироскопа

1.6 Выводы к Главе 1.

ГЛАВА 2. Погрешности выходных сигналов функциональных узлов блоков преобразования. Системотехническое проектирование

2.1 Погрешности выходных сигналов ДУСДНГ и акселерометров

2.2 Методика разделения систематических составляющих погрешностей блоков преобразования и вычисление корректирующих констант
2.3 Некоторые пути повышения стабильности работы и минимизации погрешностей динамически настраиваемых гироскопов.
2.4 Блок разгона и стабилизации. Аппаратный способ снижения погрешностей ДНГ
2.5 Обобщенная математическая модель ИАЦП
2.6 Выводы по Главе
ГЛАВА 3. Схемотехническое и конструкторскотехнологическое проектирование блока преобразования
3.1 Разработка функциональной схемы и программного обеспечения процессора на базе микросхемы ЕРМ8Ш8.
3.2 Микросхема КБК2У как основа для разработки многоканальных прецизионных А1Щ, е структура и особенности.
3.3 Многоканальный прецизионный АЦП. Решение задач помехозащищнности. Особенности конструктивнотехнологического исполнения.
3.4 Выводы по Главе 3
ГЛАВА 4. Реализация и внедрение основных результатов диссертации
4.1 Реализация микросхемы прецизионного ИАЦП КБК2У как промышленного продукта.
4.2 Внедрение многоканальных АЦП на базе
микросхемы КБК2У
4.3 Алгоритмическая коррекция систематических погрешностей блока преобразования.
4.4 Внедрение основных результатов диссертации.
4.5 Выводы по Главе 4
Заключение. Основные научные и практические результаты
диссертационной работы.
Список используемых источников


При системном подходе появляется реальная возможность сократить время на проектирование всего блока преобразований и уменьшить количество итераций при конструировании. Кроме того, на этапе системотехнического проектирования в случае комплексного подхода происходит оптимизация структуры всего блока преобразований. БЦВУ. ДЛИ, в сочетании с внешними масштабирующими элементами, представляют собой функциональные узлы, обеспечивающие преобразование конкретных физических воздействий в электрическую или цифровую форму. При этом масштабирующие элементы предназначены для согласования выходных электрических сигналов ДЛИ с диапазоном работы прецизионного аналогоцифрового преобразования АЦП. Современные прецизионные преобразователи, как эталонные приборы, могут обеспечивать точности не хуже 0, от полной шкалы преобразования при автономной работе согласно рекомендованным схемам включения 7. Реальная точность преобразования тем выше, чем уже диапазон входного сигнала. Поэтому подавляющее большинство промышленно выпускаемых микросхем прецизионных АЦП имеет диапазон входного сигнала не выше 4В 8. Для решения задач управления тактическим оружием приходится сталкиваться с реальностью, когда отношение максимального значения измеряемого физического воздействия например, угловой скорости к минимальному его значению достигает и более. Понятно, что в этом случае заявляемого диапазона 9 явно недостаточно, поскольку за счт наличия собственных шумов каналов преобразования невозможно обеспечить требуемую точность преобразования сигналов с датчиков абсолютных угловых скоростей и кажущихся линейных ускорений, что может привести к невыполнению поставленной задачи. Используемые в реальных трактах обработки информации прецизионные АЦП не обеспечивают заявленную аттестационную точность в силу того, что при проектировании преобразователя не учитываются искажения сигналов и погрешности, вносимые различными узлами блока преобразовашгй. АЦП, рассматривать преобразование информации от ДНИ до БЦВУ как единый процесс, где каждый узел системы управления оказывает влияние на конечную точность. При системном подходе к проектированию, исходя из заявленной точности конечного преобразования, уже на системотехническом этапе проектирования производится определение класса точности базовых элементов, их физическая и схемотехническая совместимость, исследуются вопросы минимизации погрешностей ДПИ и каналов преобразования информации, электромагнитной совместимости и помехозащищенности элементов электрических схем и функциональных блоков, а также варианты конструктивного исполнения последних. Исходная элементная база, е особенности и взаимосвязь. Двухосный датчик абсолютной угловой скорости на базе динамически настраиваемого гироскопа ДУСДНГ. ДУСДНГ строится на базе одного из динамически настраиваемых гироскопов ДНГ, приведнных в таблице 1 и имеющих две оси чувствительности на базе такого типа гироскопов построены изделия ГИБМ, ГИБ, ГИБ1 и ГИБ. Чувств ите ль ным элементом ДНГ является симметричный ротор маховик, связанный с осью вращения через цепочку внешний упругий торсион промежуточное кольцо внутренний упругий торсион внутренней упругий карданов подвес. Особенностью конструкции торсионов ДНГ заключается в том, что торсионы податливы только относительно своих продольных осей и неподатливы в радиальных направлениях. Для повышения стабильности положения центров масс ротора и колец, а также монолитности заделки торсионов, ротор и узел подвеса изготавливают в виде единой конструкции. Маховик консольно закреплн на валу приводного двигателя, влияние тепловых полей которого минимизируется, что, в свою очередь, обеспечивает стабильное положение центра масс гироскопа. Для описанной конструкции существует одно единственное значение угловой скорости вращения приводного двигателя, при которой маховик этой конструкции в пределах малых углов прокачки становится свободным гироскопом маховик в динамике как бы теряет связь с упругим подвесом и валом. Оо ка кцА, В, С,, где 1. Аь Вь С г моменты инерции промежуточного кольца относительно осей торсионов и оси вращения соответственно в связанной с промежуточным кольцом системе координат гсмс. Из выражения 1.