ДНГ. Исследование полученной модели 49
 Скачать 7.73 Mb.
|
 СОДЕРЖАНИЕ1.1. Цель дипломной работы 2 1.2. Динамически настраиваемый гироскоп 3 2.1. Введение 6 2.2. Описание конструкции ДНГ с ГДО 7 2.3. Проверка достоверности твердотельной модели 16 2.4. Заключение 16 3.1. Введение 18 3.2. Принцип работы динамически настраиваемого гироскопа, работающего в режиме датчика угловой скорости 19 3.3. Характеристики динамически настраиваемого гироскопа с газодинамической опорой ротора (КИНД05-091) 22 3.4. Уравнения движения динамически настраиваемого гироскопа 23 3.5. Описание канала обратной связи 26 3.6. Механическая модель динамически настраиваемого гироскопа 28 3.7. Вывод уравнений движения динамически настраиваемого гироскопа с учётом угловой податливости скоростной опоры. 35 3.8. Определение параметров математической модели 45 3.9. Расчёт жёсткости газодинамической опоры 47 3.10. Исследование полученной модели 49 3.11. Заключение 58 3.12. Список литературы 61 4.1. Введение 63 4.2. Расчёт трудоёмкости и календарных сроков НИР 63 4.3. Определение себестоимости выполнения НИР 70 4.4. Заключение 74 4.5. Список литературы 74 5.1. Введение 76 5.2. Анализ опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ) при выполнении моделирования динамически настраиваемого гироскопа с газодинамической опорой ротора 77 5.3. Проектирование эргономичного рабочего места программиста 82 5.4. Экологическая экспертиза дипломного проекта 87 5.5. Заключение 90 5.6. Список литературы 91 1. ВВЕДЕНИЕ 1.1. Цель дипломной работыЦелью данной работы является исследование влияния угловой жёсткости скоростной опоры динамически настраиваемого гироскопа (ДНГ) на его функционирование в режиме датчика угловой скорости. Для достижения этой цели должен быть решён ряд задач. Во-первых, необходимо сформировать математическую модель ДНГ, учитывающую упругую податливость скоростной опоры. Во-вторых, нужно задать параметры полученной модели. Ряд параметров может быть взят из технических условий на прибор, остальные необходимо рассчитать. Массово-инерционные характеристики элементов гироскопа проще всего определить путём анализа твердотельной модели ДНГ, которую необходимо предварительно построить. В-третьих, нужно исследовать с помощью полученной математической модели амплитудно-частотную характеристику ДНГ и оценить влияние угловой жёсткости опоры на собственные частоты и на функционирование прибора в целом, проверить возможность возникновения резонансных явлений. Особую актуальность это исследование приобретает при рассмотрении ДНГ с газодинамической опорой ротора (ГДО), так как, в отличие от шарикоподшипниковой опоры, жёсткость ГДО сильно зависит от различных факторов, таких как, скорость вращения вала гироскопа, параметры газовой среды в его внутренней полости и качество изготовления прибора. 1.2. Динамически настраиваемый гироскопРазвитие систем автоматического управления подвижными объектами и навигационных систем летательных аппаратов требует применения малогабаритных прецизионных гироскопов относительно невысокой стоимости. Эти требования привели в своё время к поиску новых конструктивных решений в области проектирования гироприборов и созданию лазерных, волоконно-оптических, вибрационных, электростатических и других типов гироскопов. Наибольшее применение в последнее время находят роторные вибрационные трёхстепенные гироскопы с внутренним упругим вращающимся кардановым подвесом – динамически настраиваемые гироскопы. На коротком временном интервале после начала вращения основания в инерциальном пространстве их режим работы аналогичен режиму работы свободного гироскопа. При этом сигналы с датчиков угла пропорциональны малым углам поворота основания, на котором установлен прибор. В таком режиме ДНГ может применяться, например, в качестве чувствительного элемента индикаторного гиростабилизатора. Включение обратной связи позволяет использовать ДНГ в качестве датчика угловой скорости (ДУС), и применять его при построении блока измерителей угловой скорости в бесплатформенных инерциальных навигационных системах. При этом динамически настраиваемые гироскопы обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами гироскопов. Рациональное использование объёма прибора благодаря переносу карданова подвеса внутрь маховика (на приводной вал), обеспечивает ДНГ меньшие габариты и массу (при равных кинетических моментах) по сравнению не только с трёхстепенными, но и с двухстепенными гироблоками с наружным кардановым подвесом. Вес гироплатформы на ДНГ в 3 – 8 раз меньше веса гироплатформы на двухстепенных гироблоках с шарикоподшипниковым подвесом или поплавковых гироскопах. Отсутствие жидкости позволяет создавать приборы с малым временем готовности, что выгодно отличает ДНГ от поплавковых гироскопов, а введение системы термостатирования, применение методов экстраполяции величины собственной скорости прецессии (ССП) гироскопа и компенсации её составляющих с помощью специальных алгоритмов, позволяет снизить время готовности до малых величин. К недостаткам ДНГ можно отнести несколько меньшие ударостойкость и вибропрочность по сравнению с некоторыми другими типами гироскопов. До недавнего времени ДНГ существенно уступал поплавковым гироблокам с газодинамической опорой ротора по ресурсным характеристикам. В 1997 г. в НИИ ПМ им. акад. В.И. Кузнецова был разработан ДНГ с газодинамической скоростной опорой. Её применение значительно увеличивает ресурс работы прибора, что позволяет использовать его в системах управления КА с большим (до 15 лет) сроком активного существования. Кроме того, применение ГДО приводит к снижению уровня собственных вибраций по сравнению с шарикоподшипниковыми опорами и, следовательно, к улучшению точностных характеристик. Достоинства ДНГ и определили их успешное использование. В настоящее время эти приборы широко применяются в качестве чувствительных элементов гиростабилизированных платформ (ГСП), бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС), или бесплатформенных инерциальных блоков (БИБ), гиротахометров, систем бортовых курсовертикалей (СБКВ) и инклинометров. 2. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ Студент: __________________________ /Рословец П.В., ПС1-122/ |