Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
• точность нанесения границ растра должна быть максимально приближена к теоретической линии на поверхности ротора.
Наиболее сложная часть системы съема для гироскопов бескарданных систем — электронный блок. Он формирует кодовую информацию об угле положения ротора с использованием измерения разности фаз двух сигналов, поступающих от предварительных усилителей датчиков, расположенных вдоль одной из осей прибора. По существу, задача сводится к созданию цифрового фазометра для сигналов достаточно сложной формы, меняющихся в довольно широком диапазоне частот, при отсутствии опорного генератора в отличие от обычного построения преобразователей «фаза-код» (ПФК) для цифровых одно координатных датчиков угла.
Могут быть использованы два основных принципа построения ПФК: разработка ПФК следящего типа или обычное прямое преобразование «фаза-код». Реализация первого принципа значительно сложнее, требует применения большого количества электронных компонентов, которые в обычном (без использования гибридно-интегральных микросхем частного применения) исполнении имеет значительные массу и габариты, относительно низкую надежность. Но этот принцип обеспечивает значительно более высокую точность.
Погрешности первичного преобразователя системы съема подразделяются на систематические и случайн ые. Случайные погрешности имеют достаточно малые величины.
180
Погрешности первичного преобразователя системы съема
Систематические погрешности
Технологические погрешности нанесении растра.
Технологические погрешности взаимного расположения осей, проходящих через центры диафрагм оптической системы.
Несимметричность распределения облученности в плоскости анализаторов датчиков J
Начальные фазовые погрешности, создаваемые предварительными усилителями.
Случайные погрешности ПФК определяются в основном динамической погрешностью ПФК и дрейфом «нуля» ПФК.
Повышение качества системы съема угловой информации -одно из главных направлений совершенствования ЭСГ для бескарданных систем. Здесь надлежит решить следующие задачи:
• разработка конструкции высокочастотных pin-фотодиодов с использованием титановых корпусных деталей;
• создание конструкции и технологии оптического канала протяженной цилиндрической формы и повышение его качества за счет уменьшения потерь, выравнивания и стабилизации распределения облученности на поверхности ротора;
• миниатюризация датчика на базе интегрированной оптики, использование бескорпусных свето- и фотодиодов и встроенных в датчик гибридно-интегральных микросхем предварительных усилителей (при этом повышается помехоустойчивость системы съема, снижается погрешность от электрической взаимосвязи каналов, обеспечивается взаимозаменяемость гироскопов по уровню сигналов оптических датчиков, появляются возможности значительного уменьшения массогабаритных показателей ЭСГ и улучшения магнитного экранирования ЧЭ).
Основная проблема обеспечения высокой точности оптико-электронной системы съема информации об угловом положении ротора сводится к разработке методов и средств определения систематических погрешностей системы съема и разработке алгоритмов компенсации этих погрешностей при работе гироскопа в реальных условиях с обеспечением необходимого быстродействия, в том числе:
• совершенствование методов и средств калибропки системы съема, в том числе, с использованием следящих систем гироста-
Случайные погрешности
Нестабильность распределения облученности в плоскости анализаторов. Дрейф фазовых погрешностей, создаваемых предварительными усилителями;
Флюктуационная погрешность, вызываемую шумом фотодиодов датчика
181
0ИЛизации с компьютерным управлением, репістрацией и обработкой данных;
• повышение быстродействия системы за счет использования ^01JCpOKOiDiьютерной техники в каналах преобразования информации > поступающей с фотоприемников;
• уменьшение габаритов и массы электронных блоков системы за счет использования гибрид но-интегральной технологии;
• разработка схемных решений и алгоритмов для формирования информации об угловой скорости движения основания;
• создание модульной конструкции прибора с жестким межблочным монтажом для устранения погрешности от межканальных наводок ПФК.
Система разгона и демпфирования нутационных колебаний ротора гироскопа. Среди различных принципов, используемых в системах формирования начального вектора кинетического момента гироскопов с неконтактным подвесом, для ЭСГ реально может быть применен только электромагнитный принцип. В этом случае ЭСГ может рассматриваться как асинхронный двигатель с шаровым ротором. Система разгона и демпфирования ротора работает только при запуске и остановке (торможении ротора) піроскопа, что позволяет снизить требования к интенсивности отказов системы разгона и демпфирования. При этом следует иметь в виду, что ее отказ приводит к отказу всего измерительного канала системы ориентации. Основными задачами системы являются;
• разгон ротора до его рабочей скорости;
• демпфирование его нутационных колебаний до таких значений амплитуд этих колебаний, при которых возможна устойчивая работа системы списывания информации об угловом положении ротора;
