Введение к работе
Актуальность работы.
Совершенствование технических характеристик современных
инерциальных систем управления динамичными объектами специального назначения с широким диапазоном тактических параметров является важной стратегической задачей.
Цель работы: Повышение качества малогабаритных высокоточных унифицированных преобразователей первичной инерциальной информации, используемых в современных системах управления динамичными объектами специального назначения.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие основные задачи исследования:
разработать методику и алгоритмы проектирования блоков преобразования первичной инерциальной информации, построенных на базе динамически настраиваемых гироскопов, охватывающую решение всех вопросов от выбора структуры и анализа погрешностей до разработки конструкции;
разработать структуру блока преобразования, содержащую все функционально необходимые узлы, с учетом малого времени готовности изделия к пуску;
- провести анализ погрешностей датчиков первичной информации (ДПИ)
блока преобразования;
- предложить способ компенсации систематических составляющих
погрешностей различной физической природы в каналах преобразования;
- создать алгоритмическое и программное обеспечение, необходимое для
решения поставленных задач;
разработать и внедрить многоканальные прецизионные
преобразователи, удовлетворяющие современным требованиям,
предъявляемым к аппаратуре систем управления объектами специального назначения;
- внедрить основные результаты исследований в разработки блоков преобразования ИСУ объектов различного целевого назначения.
Методы исследования. При выполнении работы использовались аналитические методы для анализа погрешностей, численные методы при расчете параметров и характеристик, экспериментальные методы при создании образцов преобразователей.
Научная новизна. К числу новых научных результатов следует отнести:
методику «сквозного проектирования», предназначенную для создания блоков преобразования первичной инерциальной информации на базе динамически настраиваемых гироскопов, обеспечивающую повышение качества проектирования и сокращение сроков решения проектных задач;
алгоритмы системотехнического, схемотехнического и конструкторского проектирования, позволяющие сократить количество итераций;
- результаты анализа основных погрешностей ДНГ и ДУС-ДНГ в различных
условиях эксплуатации и способ компенсации систематических
составляющих погрешностей различной физической природы в каналах
преобразования для объектов с малым временем автономной работы.
Практическая ценность. Наиболее ценными с практической точки зрения можно считать следующие результаты:
предложенный способ программно-аппаратный коррекции «квазисинусоидальных» составляющих нулевых сигналов ДНГ, не зависящих от линейного ускорения, позволяющий снизить эту погрешность в три раза (с 15/час до 5/час) и его аппаратную реализацию;
- разработку и серийное производство специализированной микросхемы
ИАЦП К1468БК2У-02, которая была положена в основу созданных
многоканальных прецизионных АЦП, удовлетворяющих современным
требованиям, предъявляемым к аппаратуре специального назначения;
- внедрение основных результатов диссертации на различных предприятиях, разрабатывающих перспективные системы управления объектами специального назначения. Автор защищает:
- методику проектирования блоков на базе динамически настраиваемых
гироскопов, охватывающую все этапы от анализа технического задания до
разработки конструкции;
алгоритмы системотехнического, схемотехнического и конструкторского проектирования блоков преобразования;
- результаты анализа погрешностей каналов ДУС-ДНГ;
способ компенсации систематических составляющих погрешностей каналов измерения, имеющих различную физическую природу;
методику проведения алгоритмической коррекции этих погрешностей;
способ программно-аппаратный коррекции «квазисинусоидальных» составляющих нулевых сигналов ДНГ;
многоканальные прецизионные АЦП на базе специализированной микросхемы ИАЦП К1468БК-2У
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных технических советах (НТС) в ГосНИИПриборостроения, г. Москва, март 2007г., октябрь 2008 г., ноябрь 2009 г.
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в четырех печатных работах, опубликованных в журнале, рекомендованном ВАК, в материалах трех эскизных проектов и двух технических предложениях (ГосНИИПриборостроения).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 204 страницах, содержит 20 рисунков, 3 таблицы, 6
