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.

Evaluación de la publicidad en Internet - https://ruall.biz

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:

Предварительный расчет высокочастотной части супергетеродинного приемника
История развития радиоприемных устройств, как и всей радиотехники, неразрывно связана с именем изобретателя радио Александра Степановича Попова. мая 1895 г. на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге А. С. Попов демонстри ...

Антенны и устройства СВЧ
Линзовой антенной называют совокупность электромагнитной линзы и облучателя. Линза представляет собой радиопрозрачное тело с определенной формой поверхности, имеющее коэффициент преломления, отличный от единицы. Назначение линзы состоит в том, ...