Динамическое проектирование систем стабилизации летательных аппаратов. База систем стабилизации. Измерительные устройства

1. Динамическое проектирование систем стабилизации летательных аппаратов

ДИНАМИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ
СТАБИЛИЗАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Раздел 2 Элементная база систем стабилизации
2.1 Измерительные устройства

2. Элементы систем стабилизации

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ
• Измерительные устройства
• Усилительно-преобразующие и логико-вычислительные устройства
• Исполнительные устройства

3. Измерительные устройства

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

4. Классификация

КЛАССИФИКАЦИЯ
Измерители параметров углового движения (вокруг ЦМ):
• J (J,g,y)
• w
• e
• a, b
Измерители параметров движения центра масс:
• a
• V
• R
• H
• dH/dt

5. Структурная схема измерителя

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ИЗМЕРИТЕЛЯ

6. Характеристики измерителей

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ
Статическая характеристика:
U/j=K
Динамическая характеристика:
W(p)=M(p)/N(p)

7. Погрешности измерителей

ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ

8. Общетехнические характеристики

ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Интерфейсы: электрический, информационный, механический
Масса и размеры
Надежность
Устойчивость к внешним воздействиям (соответствие стандартам)
Цена
Опыт эксплуатации

9. Измерители параметров движения вокруг центра масс

ИЗМЕРИТЕЛИ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ
ВОКРУГ ЦЕНТРА МАСС
Свойства гироскопа
1)w≠0 → Мг = H x w = JW x w (гироскопический момент)
2)Mвн ≠0 → wпр=Mвн/(Нsina) (прецессия)
3)Mвн = 0 → направление Н неизменно

10. Свободный гироскоп – измеритель угла

СВОБОДНЫЙ ГИРОСКОП – ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛА
1 — ротор; 2, 3 — внутреннее и наружное кардановы кольца; 4 —
маятник-корректор; 5, 6 — датчики моментов; 7 — вычислительное
устройство; 8 — потенциометр.

11. Динамически настраиваемый гироскоп

ДИНАМИЧЕСКИ НАСТРАИВАЕМЫЙ ГИРОСКОП

12. Дифференцирующий гироскоп (ДГ, ДУС)

ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЙ ГИРОСКОП (ДГ, ДУС)
w -> Мг =Hxw-> b -> Mпр=kпрb
Мг= Mпр
Мпр
b=Hxw/k пр =kдг w
Wдг =
Мг
1 - ротор; 2 - карданово кольцо; 3 - пружина; 4 - демпфер; 5 - потенциометр;
Oxhz - оси системы отсчёта, Охуz - оси, связанные с кардановым кольцом.
U вых
w
=
kдг
2
Tдг p 2 2xдгTдг p 1
ТДГ < 0,01 с , xДГ≈ 0,5…1,0
Выбор ДГ:
ωДГ > 5ωССт , ωДГ = 4…10ω

13. Поплавковый ДГ

ПОПЛАВКОВЫЙ ДГ

14. Микромеханический гироскоп

МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ГИРОСКОП

15. Конструкция ММГ

КОНСТРУКЦИЯ ММГ

16. Внешний вид ММГ

ВНЕШНИЙ ВИД ММГ

17. Лазерный (волоконнооптический) гироскоп

ЛАЗЕРНЫЙ (ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИЙ)
ГИРОСКОП
4 SW
f =
= kW
L

18. Виды ЛГ

ВИДЫ ЛГ
• ВОГ
• ЛГ

19. Некоторые виды погрешности ЛГ

НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ПОГРЕШНОСТИ ЛГ

20. Интегрирующий гироскоп – измеритель скорости и ускорения

ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ГИРОСКОП – ИЗМЕРИТЕЛЬ
СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ
а — упрощенная принципиальная; б — кинематическая; 1 — ротор; 2 — рамка (поплавок); 3 — подшипники; 4 —
корпус прибора; 5 — зазор между корпусом и поплавком; 6 — датчик угла; 7 — датчик моментов; Охуz — оси,
связанные с рамкой (поплавком); Oxhz — оси системы отсчёта.
w M г = H w b = kwdt = kj
ДГ без ОС (пружины):
Wиг ( p ) =
При добавлении ОС:
Wиг =
U вых
w
=
к иг
U иг ( p )
=
w i ( p ) p (Т иг2 p 2 2x иг Т иг p 1)
kиг ( иг p 1)
kиг
=
k
иг иг
2
p
p(Tиг p 2 2xигTиг p 1)

21. измеритель угловых ускорений

ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВЫХ УСКОРЕНИЙ
WДУУ ( s) =
U ДУУ ( s)
wi ( s)
=
к ДУУ ( ДУУ s 1)
2
Т ДУУ
s 2 2x ДУУ Т ДУУ s 1

22. Датчики угла атаки и скольжения

ДАТЧИКИ УГЛА АТАКИ И СКОЛЬЖЕНИЯ
Wa =
U вых
a
= ka

23. Измерители параметров движения центра масс

ИЗМЕРИТЕЛИ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ
ЦЕНТРА МАСС
Датчик линейных ускорений
Wдлу =
kдлу
U вых
=
kдлу
2 2
x
Tдлу p 2x длуTдлу p 1
x длу 0,6 - 1
Tдлу 0,01

24. Маятниковый акселерометр

МАЯТНИКОВЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

25. Угловой акселерометр

УГЛОВОЙ АКСЕЛЕРОМЕТР
Wдуу
kдуу
U вых
=
=
kдуу
2 2
j
Tдуу p 2xдууTдуу p 1

26. Измерители скоростного напора, воздушной скорости

ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТНОГО НАПОРА,
ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ

27. Измерение высоты

ИЗМЕРЕНИЕ ВЫСОТЫ

28. Барометрический высотомер

БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ВЫСОТОМЕР
WБВ =
U вых
k БВ
=
H
TБВ p 1

29. Характеристики атмосферы

ХАРАКТЕРИСТИКИ АТМОСФЕРЫ

30. РАдиовысотомеры

РАДИОВЫСОТОМЕРЫ
U вых
-1
W
(
z
)
=
=
z
РВ
H
U вых
k РВ
WРВ ( p) =
=
U вых M ( z -1 )
H
TРВ p 1
W ( z) =
=
РВ
H
N ( z -1 )

31. Гиростабилизированная платформа

ГИРОСТАБИЛИЗИРОВАННАЯ ПЛАТФОРМА