Разработка и исследование оптико-электронных преобразователей координат для стрелковых тренажеров

• Автор: Веркиенко, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 184 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБЪЕКТ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Обзор стрелковых тренажеров и формулирование цели
и задач исследований
1.2. Анализ испытаний (упражнений), связанных со стрельбой
1.3. Определение требуемого быстродействия оптикоэлектронных преобразователей координат
1.4. Анализ оптико-электронных преобразователей
координат для стрелковых тренажеров
1.5. Оптико-электронные преобразователи координат
1.6. Выводы по главе
ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Общие соображения
2.2. Методологические аспекты обоснования точности измерений
2.2.1. Законы распределения координат и погрешностей измерений
2.2.2. Критерии обоснования точности измерений
2.2.3. Выбор типовой цели
2.3. Анализ критериев допустимой точности измерений
2.3.1. Определение допустимой погрешности измерений
2.3.2. Анализ и сравнение оценок допустимой погрешности измерений
2.4. Оценка допустимой погрешности квантования
И ее коррекция при цифровых измерениях
2.5. Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ МОДЕЛИ ОПТИКО-
ЭЛЕКТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
3.1. Общие соображения о разновидностях моделей
и геометрических преобразованиях
3.2. Модель блока развертки лазерного луча
3.3. Модель стационарного ОЭП с фоконами и четырьмя фотоприемниками
3.4. Модель лазерного излучателя, установленного на оружии
3.5. Модель ОЭП с бегущими лучами, установленного на оружии
3.6. Модель ОЭП с двумя бегущими лучами
3.7. Модель датчика координат на основе четырехсекционного
фотоприемника, установленного на оружии
3.8. Заключение и выводы по главе
ГЛАВА 4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
4.1. Общие соображения о выборе моделей и метода идентификации
4.2. Идентификация модели блока развертки лазерного луча
на экране тренажера
4.3. Идентификация модели установленного на оружии лазерного излучателя
4.4. Идентификация модели установленного на оружии ОЭП
со щелями
4.5. Идентификация модели инвариантного ОЭП с двумя бегущими лучами
4.6. Исследование регрессионных моделей инвариантного преобразователя с двумя бегущими лучами
4.7. Идентификация модели стационарного ОЭП с фоконами
и четырьмя фотоприемниками
4.8. Идентификация параметров установленного на оружии
ОЭП с четырехсекционным фотоприемником
4.9. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Дискретные ОЭП с линейками излучающих ИК-диодов
5.1.1. ОЭП нониусного типа и с однопереходным кодом
5.1.2. Оптимизация дискретных ОЭП

5.2. Координатно-чувствительные ОЭП
5.2.1. Оптимизация параметров ОЭП на основе четырехсекционного фотоприемника
5.2.2. Оптимизация параметров ОЭП с оптическим усилением сигнала
5.3. ОЭП на основе мультискана
5.3.1. Схема ОЭП на основе сканистора и мультискана
5.3.2. Структурная схема электронного блока и результаты испытаний
I 5.4. Результаты натурных испытаний
5.4.1. Дискретный ОЭП с линейками излучающих ИК-диодов
5.4.2. ОЭП с бегущими лучами
5.4.3. Стационарный ОЭП с четырьмя фотоприемниками
5.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СХЕМЫ ТРЕНАЖЕРОВ С ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ КООРДИНАТ 165 П1.1. ОЭП с излучающими ИК-диодами на экране
и установленным на оружии датчиком с кодовой маской
! в фокальной плоскости объектива
П1.2. ОЭП с излучающими ИК-диодами на экране и установленным на оружии датчиком на основе
четырехсекционного фотоприемника
П1.3. ОЭП е бегущими по экрану лазерными лучами
и датчиком со щелевыми диафрагмами на оружии
П1.4. ОЭП с лазерным излучателем на оружии и датчиком с четырьмя фотоприемниками за диафрагмой,
установленным напротив экрана стационарно
П1.5. ОЭП с лазерным излучателем на оружии и датчиком на основе мулы искана, установленным в плоскости ! экрана за изображением мишени с концентрическими
кругами для спортивной стрельбы
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ И ПРОТОКОЛЫ
ИСПЫТАНИЙ

Следовательно, в зависимости от видов испытаний и, соответственно, типа мишеней, осуществляется проверка параметрической или непараметрической гипотезы. Отсутствует принципиальная разница между измерениями в реальных условиях стрельбы или “стрельбы” на тренажере, и поэтому предлагаемые нами критерии обоснования требуемой точности стрельбы при определенных допущениях (учете особенностей) являются общими. Во всяком случае, подходы к назначению требований к точности измерений сходны, хотя нельзя отрицать и определенного различия, например, в важности применяемых критериев в случае боевой стрельбы или ее моделирования.
Например, с учетом того факта, что обучение и тренировка на тренажере представляют собой некоторую ’’игру”, не влекущую за собой таких последствий от попаданий или промахов, как в боевой обстановке в реальных условиях, то можно заведомо пойти на снижение требований к точности измерения координат. Тем не менее, желательно, чтобы вероятность попаданий в “игре” соответствовала таковой в боевой обстановке, т.е. чтобы соблюдалось подобие при моделировании и различие было бы малозаметным.
Учитывая, что заказчики тренажеров не идут на снижение требований к точности измерений координат, актуальны исследования по теоретическому обоснованию допустимой точности, опираясь на соблюдение подобия.
С целью сохранения вероятности попадания напрашивается простое решение, заключающееся в увеличении расчетных габаритов отображаемой на экране тренажера цели. Для пересчета габаритов необходимо знать закон распределения ошибки измерения и его параметры. Однако, если даже закон распределения ошибки известен и пересчет габаритов произведен, платой за неточные измерения будет вероятность возможных противоположных решений, осуществляемых по реальным измерениям по сравнению с идеальными и, по-видимому, ее следует ограничивать.
Как было отмечено ранее, вопросу назначения допустимой точности измерений посвящено большое количество работ, в которых рассматриваются измерения как детерминированных [70, 105, 166, 170, 175], так и случайных величин (объектов) [103, 104, 118, 187, 195, 196]. При этом рассмотрение ведется в одном из трех пространств: физическом пространстве измеряемых величин (в данном случае координат точек попадания), вероятностном пространстве и, наконец, в стоимостном. С учетом ’’игрового” характера обучения и тренировки на тренажере использовать стоимостное пространство нет смысла. Кроме того,