Основные разделы


Измеритель угловых скоростей на основе неортогонально ориентированной гексоды ДУСов с электрическими обратными связями для космического корабля

Бесплатформенные инерциальные навигационные системы на пилотируемых космических объектах впервые были применены РКК «Энергия» в 1974 году. С 1982 года в системе управления космическими аппаратами (КА) «Союз» и «Прогресс» применяется трехкомпонентный блок поплавковых датчиков угловых скоростей КХ97-010М, где в качестве инерциального чувствительного элемента используется ДУС КХ79-060. И блок ДУС, и сам чувствительный элемент были разработаны на ФГУП «ПО Корпус» г. Саратова. Технические решения, заложенные в ДУС КХ79-060 в плане электромеханической части, не утратили актуальности и поныне. Однако за прошедшие годы усовершенствовалась база промышленной электроники, появилась возможность применения в системе регулирования ДУС импортной элементной базы, что значительно расширило возможности улучшения как точностных, так и динамических характеристик прибора. Бурное развитие компьютерной техники, микропроцессоров создало реальную возможность усовершенствования и резкого увеличения вычислительных возможностей бортовых ЭВМ, что сделало реальностью применения на борту КА неортогонально ориентированных блоков инерциальных чувствительных элементов.

На борту КА «Союз - ТМА» в настоящее время работают в системе управления три комплекта приборов КХ97-010М (классическая система «троирования»), к каждому из которых комплектуется блок питания. В связи с этим, было принято решение модернизировать существующую систему, для чего необходимо разработать неортогонально ориентированный шестикомпонентный прибор ИУС-М, включающий в себя две тройки неортогонально ориентированных ДУС (прибор ИУС-А и ИУС-Б), способные работать как автономно, так и в составе шестикомпонентного блока. В каждый измерительный канал должен входить ДУС КХ79-060, блок питания и преобразователь информации (БПИ) аналогового сигнала в унитарный код. Предлагаемая система позволит значительно уменьшить габаритно - массовые характеристики, сократить энергопотребление и увеличить вероятность безотказной работы (с двух отказов до трех). Кроме того, расширенные возможности бортовой ЭВМ позволят осуществлять идентификацию отказов каналов и определять некорректно работающий канал. Работа прибора в виде гексоды позволит обеспечить функционирование в виде 20 троек, 15 четверок, либо 6 пятерок измерительных каналов, что значительно расширяет возможности системы управления объектом. Блочный состав прибора ИУС-М позволяет в случае необходимости раскомплектовывать гексоду на два самостоятельных прибора и применять их в отдельности, если есть подобная необходимость. В связи с этим, ужесточаются требования к наземному контролю изделия: должны аттестоваться как прибор ИУС-М, так и ИУС-А и ИУС-Б с полным комплектом технической документации на каждый прибор.

Геометрические характеристики ДУС КХ79-060, выполненного в форме цилиндра, позволяют осуществить оптимальную конструкторскую компоновку прибора.

Решению поставленной проблемы и посвящен настоящий дипломный проект.

Необходимо принять участие в разработке измерителя угловых скоростей (ИУС) для КА на базе поплавковых датчиков угловых скоростей КХ79-060. В качестве прототипа используется прибор разработки ФГУП «ПО Корпус»: измеритель угловых скоростей на основе ортогонально ориентированной триады датчиков угловой скорости с электрической обратной связью (БДУС КХ67-010М). В процессе дипломного проектирования должны быть выведены матрицы направляющих косинусов прибора ИУС-М, уравнения движения ДУС КХ79-60 и произведен анализ его погрешностей, рассчитаны: основные параметры ДУС, датчик момента, датчик угла, потребляемая мощность, коэффициент демпфирования, момент инерции поплавкового гидроузла, масштабный коэффициент ДУС и его погрешность, масштабный коэффициент и выходное сопротивление УОС-096, проведено моделирование измерительного канала навигационной системы, а также предложена методика регулировки масштабного коэффициента датчика угловых скоростей и произведен расчет основных экономических показателей системы, рассмотрены основные положения по безопасности технологического процесса.

Разрабатываемая ИУС должна иметь 6 измерителей угловой скорости, представлять собой две тройки неортогонально ориентированных ДУС (прибор ИУС-А и ИУС-Б) и удовлетворять следующим техническим характеристикам:

1. Каждая тройка должна выдавать: в систему телеизмерения (СТИ): формировать информацию об измеряемой угловой скорости в диапазоне от минус 3 до плюс 3 /с;

. Номинальные положения каждой из трех осей чувствительности ИК приборов ИУС-А и ИУС-Б должны совпадать с образующей конуса с углом полураствора 0, равным .

. Номинальные значения углов i измерительных каналов должны быть: 1 = 00, 2 = 600, 3 = 1200, 4 = 1800, 5 = 2400, 6 = 3000,

. Фактическое угловое положение осей чувствительности относительно опорной плоскости YпОZп задается в формуляре на измеритель ИУС-М углами 1 - 6. Номинальные значения этих углов 3501552 (разность между 900 и номинальным значением угла полураствора конуса 0 = 5404408);

. Допустимые отклонения i и i не должны превышать 6.

. Линейный диапазон измеряемых проекций вектора абсолютной угловой скорости ИКi должен быть от минус 12 до плюс 12 /с.

. При угловой скорости по модулю от 10 до 60 /с измеритель ИУС-М должен обеспечивать правильное формирование знака угловой скорости с амплитудой выходного сигнала не меньше величины сигнала, соответствующего 10 /с.

. Масштабный коэффициент выходного сигнала ИКi должен находиться в пределах (11,5)0,01% "/импульс.

. Систематическая составляющая смещения нуля ИКi, не зависящего от перегрузки, не должна превышать по модулю вместо 1 /ч и должна быть паспортизована в виде константы.

. Случайная составляющая смещения нуля ИКi (3 СКО), не зависящего от перегрузки, в запуске до 24 ч по отношению к среднему значению в этом запуске не должно превышать 0,2 /ч (0,3 /ч) при времени осреднения не более 100 с.

. Случайная составляющая смещения нуля ИКi, не зависящего от перегрузки, от включения к включению не должна превышать 0,6 /ч при времени осреднения не более 100 с.

. Амплитуда переменной составляющей выходного сигнала ИКi при отсутствии входной угловой скорости не должна превышать 0,001 /с..

. Систематическая составляющая погрешности ИКi, пропорциональная перегрузке n, не должна превышать по модулю и должна быть паспортизована.

. Полоса пропускания измерительного канала по уровню 0,7 должна быть не менее 20Гц.

. Мощность не более 30 Вт.

. Масса 15 кг.

. Измеритель ИУС-М должен запитываться от источника постоянного тока напряжением в пределах от 23 до 34. В при номинальном напряжении 27 В.

    Прочитайте еще и эти статьи:

    Конструирование плоской антенны
    В настоящее время широко развивается рынок средств спутниковой связи. Ежегодное увеличение их объема производства составляет более 30%. Разработка антенной системы для приема сигналов космического телевещания является важнейшей частью наземной систе ...

    Техническая реализация САУ давлением пара за котлом
    Одним из решающих факторов повышения производительности общественного труда является автоматизация производства. В связи с этим за последние годы резко возрастает объем работ по автоматизации технологических процессов во всех отраслях народного ...

    © Copyright 2019 | www.techattribute.ru