Автоматизация юстировки
Описание конструкции лазерного чувствительного элемента. Расчет коэффициента пропускания и интегрального рассеяния. Описание структурно-функциональной схемы УИПР-4. Испытания блока управления лазером. Описание структурной схемы блока управления.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.09.2016 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оглавление
Введение
1. Расчетно-теоретическая часть
1.2 Принцип работы и основные элементы конструкции КЛГ
1.2.1 Описание конструкции лазерного чувствительного элемента
1.2.1 Описание основных элементов конструкции ЭЧ
1.3 Технические характеристики лазерных гироскопов
1.4. Расчет коэффициента пропускания и интегрального рассеяния, разработка ПО методики измерения параметров
2. Основные технические характеристики УИПР-4
2.1 Описание АРМ УИПР -4
2.2 Описание структурно-функциональной схемы УИПР-4
3. Составляющие части УИПР -4
3.1 Оптическая часть установки
3.2 Аппаратная часть
3.2.1 Описание структурной схемы блока управления ЛЛ
3.2.2 Внешний вид блока управления ЛЛ
3.3 Проектирование блока управления БУ-4
3.3.4 Испытания блока управления лазером БУ-4
3.5 Программная часть
3.6 Конструкторская часть УИПР-4
Заключение
Литература
Введение
лазерный рассеяние схема блок
В системах навигации и стабилизации всех движущихся объектов основными датчиками первичной информации об углах, а во многих случаях и о линейных перемещениях объекта являются различные гироскопические приборы. Точность гироскопов в значительной степени определяет точность всей системы навигации и стабилизации. Современные системы навигации и стабилизации, в особенности системы авиационной и космической навигации, имеющие очень длительное время непрерывной работы, предъявляют к точности гироскопов все повышающие требования.
Широкое внедрение гироскопических приборов в практику в начале ХХ века было обеспечено изобретением электродвигателей и шарико подшипников. Однако их использования оказалось недостаточно для создания высокоточных гироскопических навигационных систем. В середине века на первый план выдвинулись так называемые поплавковые гироскопы. Одновременно с поплавковыми получили развитие также гироскопы с газовым подвесом ротора. Но все эти виды подвесов не могли удовлетворить все возрастающим требованиям, предъявляемым к навигацонным системам. Поэтому продолжались поиски путей дальнейшего улучшения основного свойства гироскопа-сохранения с высокой точностью направления в инерциальном пространстве или, что тоже самое, высокоточного замера угловой скорости вращения относительно неподвижного (в инерциальном пространстве) направления.
Крупнейшим достижением в области квантовой электроники явилось создание оптического квантового генератора (ОКГ). В первой половине 60-х годов появились оптические квантовые гироскопы (ОК- гироскопы), разработанные на основе кольцевых оптических квантовых генераторов (КОКГ). Предложение об использовании кольцевого оптического генератора для измерения абсолютной угловой скорости вращения было впервые высказано в 1961 г. в коротком сообщении Хира. Создание ОК- гироскопов было обусловлено повышением требований к точности, надежности, уменьшению массы и габаритов гироскопических устройств при одновременном ужесточении условий эксплуатации.
В отличии от механических, оптические гироскопы, созданные на основе эффекта Саньяка, имеют структуру статического типа, обладающую рядом достоинств, основные из которых: отсутствие подвижных деталей и, следовательно, устойчивость к ускорению; относительная простота конструкции; короткое время запуска; высокая чувствительность; высокая линейность характеристик; низкая потребляемая мощность; высокая надежность.
Одним из основных качеств любого датчика первичной информации является точность, с которой он воспроизводит в заданном виде поступающую на его вход информацию. Погрешностями датчика первичной информации определяются погрешности системы в целом.
К числу основных характеристик лазерного гироскопа можно отнести: потенциальную точность измерения угловой скорости, величину масштабного коэффициента, дрейф нуля, область однозначного отсчета, линейность характеристики и др. При использовании его в качестве непосредственного измерителя угловой скорости (тахометра) основную роль может играть знание номинала масштабного коэффициента и его стабильность.
Выходным сигналом лазерного чувствительного элемента служит частота, пропорциональная угловой скорости, и подсчетом выходных волн можно определить приращение угла поворота в цифровой форме, что обеспечивает высокую точность информации, подаваемой в навигационное вычислительное устройство. Лазерный чувствительный элемент является интегрирующим прибором, в котором величина угла поворота определяется путем подсчета количества импульсов информативного сигнала за соответствующее время. ”Цена” импульса определяется масштабным коэффициентом и является его разрешающей способностью при измерении угла.
Чтобы повысить точность измерений необходимо откалибровать чувствительные элементы - определить нелинейность выходного сигнала, а затем алгоритмически ее скомпенсировать. В процессе испытательных работ необходимым условием является создание автоматизированных рабочих мест. Для каждого прибора должны проводиться индивидуальные испытания. Автоматизация рабочего места (АРМ) позволяет сэкономить массу времени и средств на обработку результатов, финансовые и др. операции. Автоматизированное рабочее место-это профессионально- ориентированные малые вычислительные системы, расположенные непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные для автоматизации их работ.
Лазерный гироскоп, датчиком или чувствительным элементом которого является кольцевой лазер, представляет собой научный прибор, все возможности которого ещё не раскрыты. Совместивший в себе достижения передовой техники - прецизионного машиностроения, вакуумной техники, тонкой оптической технологии и столь же передовой науки - квантовой электроники и теории относительности, этот прибор являет собой пример устройства с грандиозными возможностями. В силу своей природы он представляет собой объект, в котором "всё от всего зависит", и никакой зависимостью, вообще говоря, нельзя пренебрегать. Напротив, каждый из влияющих факторов должен быть изучен отдельно и независимо.
1. Расчетно-теоретическая часть
Основы лазерной гироскопии
Оптический гироскоп относится к классу приборов, в которых в замкнутом оптическом контуре распространяются встречно бегущие световые лучи. Принцип действия оптического гироскопа основан на « вихревом» эффекте Саньяка, открытым этим ученым в 1913 г. Сущность вихревого эффекта заключается в следующем. Если в замкнутом оптическом контуре в противоположных направлениях распространяются два световых луча, то при неподвижном контуре фазовые набеги обоих лучей, прошедших весь контур, будут одинаковыми. При вращении контура вокруг оси, нормальной к плоскости контура, фазовые набеги лучей неодинаковы, а разность фаз лучей пропорциональна угловой скорости вращения контура. Для объяснения вихревого эффекта Саньяка разработаны три теории: кинематическая, доплеровская и релятивистская. Наиболее простая из них- кинематическая, наиболее строгая -релятивистская, основанная на общей теории относительности. Рассмотрим вихревой эффект Саньяка в рамках кинематической теории.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис 1.1 Кинематическая схема вихревого эффекта Саньяка
На рисунке 1.1 изображен плоский замкнутый оптический контур произвольной формы, в котором распространяются в противоположных направлениях две световые волны 1 и 2. Плоскость контура перпендикулярна оси вращения, проходящей через произвольную точку О. Угловую скорость вращения контура обозначим . Участок пути светового луча АВ примем бесконечно малым, его длину обозначим Дl. Радиус-вектор произвольной точки А контура обозначим r. Отрезок дуги АВ' обозначим Дl'. При вращении контура вокруг точки О с угловой скоростью , линейная скорость точки А равна .Учитывая, что треугольник АВ'В мал:
, , (1.1)
где - угол между вектором линейной скорости точки А и касательной AM к контуру в точке А.
Проекция линейной скорости точек контура на направление вектора скорости света в этих точках:
. (1.2)
Если контур неподвижен, то время обхода участка контура АВ=l двумя противоположными лучами одинаково, обозначим его dt.
Тогда
(1.3)
При вращении контура с угловой скоростью кажущееся расстояние между точками А и В для встречно бегущих лучей изменяется. Для волны бегущей из точки А в точку В, т.е. в направлении, совпадающем с направлением вращения контура, расстояние удлиняется, так как за время dt точка В переместится на угол , перейдя в точку С.
Это удлинение пути для светового луча будет равно , поскольку в каждое мгновение луч направлен по касательной к контуру, по этой же касательной направлена проекция линейной скорости . Таким образом, отрезок пути, проходимый лучом, равен . Рассуждая аналогично, для встречно бегущего луча света будет иметь место кажущееся сокращение отрезка пути .
Считая скорость света инвариантной величиной, кажущиеся удлинения и сокращения путей для встречных лучей можно эквивалентно считать удлинениями и сокращениями отрезков времени, т.е.
(1.4)
Подставляя выражения (1.2)-(1.3) для и dt и учитывая, что , получаем
(1.5)
Из рис 1.1. следует
,
где s - площадь сектора .
С точностью до бесконечно малых второго порядка площадь АОВ можно заменить на s. Тогда
(1.6)
Полное время распространения встречных лучей вдоль всего контура
, (1.7)
где суммирование ведётся по числу элементарных секторов, на которые разбит весь контур.
Таким образом, полное время, затрачиваемое лучом, бегущим по часовой стрелке при обходе всего вращающегося контура, больше чем полное время, затрачиваемое лучом, бегущим против часовой стрелки.
Разность времен и или относительное запаздывание встречных волн
, (1.8)
где S - площадь всего контура.
Для случая, когда выражена через число оборотов n в 1 секунду,
и .
Разность хода лучей
.
Выраженная в длинах волн излучения разность хода равна
Если ф (1.8) выразить через разность фаз встречных волн, которая возникает при вращении, то она составит
. (1.9)
Разность фаз является фазой Саньяка [6]. Как видно, фаза Саньяка пропорциональна угловой скорости вращения контура. Если потери для встречно бегущих волн малы и замкнутый контур обладает резонансными свойствами, то вращение в инерциальном пространстве приведет к изменению его частот настройки. Разность этих частот составит из соотношений (1.1), (1.8):
. (1.10)
Кинематическую теорию вихревого эффекта Саньяка ещё проще объяснить, рассматривая идеальный кольцевой оптический контур радиуса (рис 1.2.).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис 1.2 Эффект Саньяка в кольцевом оптическом контуре
Луч света приходит в точку А и с помощью зеркал и расщепляется на два луча, один из которых распространяется по часовой стрелке в контуре, а другой - против часовой стрелки. С помощью этих же зеркал, после распространения в контуре лучи объединяются и направляются по одному, пути. При неподвижном контуре пути прохождения лучей одинаковы и равны
, (1.11)
где с - скорость света, - время прохождения периметра контура лучом.
Оба луча приходят в точку А на расщепитель в фазе. Если контур вращается с постоянной угловой скоростью , то луч, распространяющийся по часовой стрелке, прежде чем попадет на перемещающийся расщепитель, пройдет путь
(1.12)
Это вызвано тем, что за время прохождения луча по замкнутому контуру расщепитель, находившийся ранее в точке А, уйдет в точку В. Для луча, распространяющегося против часовой стрелки, путь
(1.13)
Как видим, пути распространения противоположно бегущих лучей разные. Поскольку скорость света с величина постоянная, это эквивалентно разным временам прохождения лучей, распространяющихся в противоположных направлениях замкнутого вращающегося контура, и .
Разность времен распространения
(1.14)
В приближении первого порядка по можно записать
(1.15)
Что совпадает с выражением (1.8), полученным выше, если считать - площадь контура.
Эффект Саньяка может быть объяснен на основе понятия доплеровского сдвига частоты. Эффектом Доплера называется явление изменения частоты колебаний, излученных передатчиком и принимаемых приемником, наблюдающееся при взаимном относительном перемещении излучателя и приемника. При этом частота принятого колебания
, (1.16)
где f - частота излученного колебания, V - скорость перемещения передатчика, а знаки ”+” или ”-” соответствуют сближению или удалению передатчика относительно наблюдателя.
Доплеровский частотный сдвиг пропорционален скорости перемещения излучателя.
Таким образом, измеряя электронным устройством разность фаз, можно получить информацию от угловой скорости вращения основания (объекта), на котором закреплен контур. Интегрируя измеренный сигнал, получают угол поворота основания (объекта). Эта информация затем используется для управления и стабилизации объектов.
1.2 Принцип работы и основные элементы конструкции КЛГ
Измерители угловой скорости.
Кольцевой лазер состоит из оптического резонатора, активной среды и некоторого набора внешних устройств. Оптический резонатор образован несколькими отражающими поверхностями - зеркалами.
Как известно, наряду с зеркалами в кольцевом лазере могут использоваться призмы полного внутреннего отражения. Такой лазер имеет свои особенности, преимущества и недостатки. В дальнейшем рассматривается только лазер, образованный зеркалами. Этот оптический резонатор включает в себя также стенки каналов, служащие протяжённой диафрагмой, активную смесь и неактивные примеси. Основные, но не исчерпывающие свойства резонатора определяются свойствами его зеркал.
Рассмотрим теперь возможные принципы построения измерителей угловой скорости, которые используют встречно бегущие по замкнутому контуру волны.
Для измерения скорости вращения с помощью двух встречно бегущих по замкнутому контуру электромагнитных колебаний должна быть установлена функциональная зависимость между вектором угловой скорости и информативными параметрами электромагнитных волн. Вектор угловой скорости в общем случае может быть функционально связан с амплитудой, частотой, фазой или временем распространения каждой электромагнитной волны. Измерение того или иного параметра поля при известном характере зависимости этого параметра от угловой скорости вращения дает возможность определить величину последней. Поэтому параметр элекромагнитного поля, положенный в основу измерения, определяет тип измерительного устройства или системы. Таким образом, измерительные преобразователи угловой скорости с использованием замкнутых контуров можно разделить на четыре основных типа: временные, фазовые, амплитудные и частотные. Для каждого типа преобразователя характерны и определенные типы индикаторов: для временных устройств это будут измерители запаздывания (часы), для фазовых- фазометры, для амплитудных- приборы, измеряющие интенсивность сигнала, наконец, для частотных устройств- частотометры. Следовательно, тип преобразователя информации об угловой скорости легко определить по типу используемого индикатора. В соответствии с предложенной классификацией рассмотрим различные типы измерительных преобразователей (датчиков).
Временные измерительные преобразователи-устройства, основанные на использовании зависимости времени распространения встречно бегущих волн кольцевого резонатора от угловой скорости вращения его вокруг оси чувствительности.
Согласно выражению (1.11) относительные запаздывания встречных волн даже при сравнительно высоких скоростях вращения оказывается весьма незначительной. Так при регистрации угловой скорости =1 рад/с в контуре площадью S=1 м2 время запаздывания встречных волн ф менее 10-16 с. Вполне естественно, что регистрация таких временных интервалов с высокой точностью представляет собой весьма серьезную проблему. Это обстоятельство не позволяет в настоящее время реализовать достаточно чувствительные временные методы регистрации с использованием кольцевых резонаторов приемлемых размеров.
Фазовые преобразователи-устройства, в которых используются зависимость фаз (или разности фаз) встречных волн кольцевого резонатора от угловой скорости его вращения.
Анализ выражения(1.9) показывает, что при прочих равных условиях разность фаз встречных волн увеличивается с ростом частоты электромагнитных колебаний. Поэтому переход к оптическим частотам 1014... 1016 Гц представляется вполне оправданным. Вместе с тем принципы построения фазовых преобразователей угловой скорости с использованием кольцевых замкнутых систем являются достаточно общими и могут быть реализованы в других диапазонах волн.
Практическое применение фазовых методов регистрации связано с появлением и совершенствованием интерференционных систем, которые использовались еще до появления источников когерентного светового излучения. С развитием лазеров, обладающих высокой временной и пространственной когерентностью, появилась возможность достижения высоких точностей измерения разности фаз, которая позволяет реализовать и необходимую точность измерения функционально связанных величин.
Амплитудные преобразователи основаны на использовании зависимости напряженности полей или интенсивности встречных волн кольцевого резонатора (или разности их интенсивностей) от угловой скорости вращения его вокруг оси чувствительности. Возможность построения чувствительных амплитудных преобразователей непосредственно не вытекает из рассмотрения собственных волн вращающегося кольцевого резонатора.
Рис 1.3 Кольцевой газовый лазер (КГЛ)
Однако при возбуждении кольцевого резонатора внешним генератором вынужденные колебания вращающегося кольцевого интерферометра будут испытывать неодинаковые затухание при расстройке кольцевого резонатора, что приведет к изменению интенсивности встречных волн и может быть использовано для измерения угловой скорости вращения.
Частотные преобразователи-устройства, использующие зависимость частот колебаний встречно бегущих волн от угловой скорости вращения кольцевого резонатора вокруг оси чувствительности. Такого типа преобразователи являются активными системами. Генерация встречных волн в кольцевом резонаторе достигается компенсацией активных потерь при введении в резонатор инверсивной усиливающей среды. В кольцевых лазерах информация об угловой скорости вращения выделяется, как правило, по разности частот встречных волн, величина которой может быть найдена по выражению (1.10).
Здесь, как и в фазовых преобразователях, целесообразным является переход к оптическому диапазону волн, где удастся реализовать высокую чувствительность к угловой скорости. Так, кольцевой лазер, работающий на частоте 5* 1014 Гц и имеющий прямоугольный резонатор с периметром
L=1 м, обладает чувствительностью 4*105 Гц на каждый радиан в секунду угловой скорости.
Нетрудно прийти к выводу, что временные, амплитудные и фазовые методы регистрации угловой скорости не обеспечивают высокой чувствительности и затрудняют регистрацию соответствующего информативного параметра.
Существенного увеличения чувствительности удается достичь при переходе к частотным методам, реализуемым в кольцевом резонаторе, у которого собственные потери компенсированы введением усиливающей, чаще всего газообразной Не-Nе среды (рис. 1.3). В кольцевой резонатор, образованный тремя зеркалами А, В, С, введена активная среда 3,которая обеспечивает возбуждение двух встречных волн 1 и 2 на частотах и .Условие генерации можно записать в виде
щ 1,2 ?2рmc/(L± Дl/2)
где m-целое число, характеризующее продольный тип колебаний, для оптического диапазона волн составляет 105... 106. При построении частотных датчиков угловой скорости в качестве активной среды чаще всего используют смесь Не и Ne. Лазеры такого типа получили название кольцевых газовых лазеров (КГЛ).
Рис. 1.4 Картина стоячих волн в резонаторе КГЛ
Рассмотрим особенности использования КГЛ в режиме регистрации углового положения. Возможность эффективного использования КГЛ в угловых измерениях обусловлена тем, что электромагнитное полк встречно бегущих волн выполняет роль угловой шкалы с очень малой ценой деления. Рассмотрим две встречно бегущих волны 1 и 2 в резонаторе лазера (рис.1.4),которые образуют в инерциальном пространстве совокупность углов и пучностей стоячей волны.
Распределение суммарного поля ЕУ задается соотношением
ЕУ (z, t)= 2Е0 cos щt cos (щ/хz),
где Е0 и щ -- амплитуды встречных волн и их частота соответственно; х -- фазовая скорость встречных волн. Суммарное электромагнитное поле своими характерными точками (например, узлами) делит периметр L на М равных частей:
M=2L/л=2р4S/лL.
Угловая цена деления, задаваемая расстоянием между соседними узлами стоячей волны, оценивается величиной дЩ=л/2R. При используемых на практике размерах кольцевого резонатора дЩ?0,5?. Следовательно, электромагнитное поле в резонаторе лазера можно рассматривать как заданную в пространстве угловую шкалу с высоким разрешением. Если лазер, установленный на движущемся объекте, участвует вместе с объектом в угловом перемещении, то без учета взаимной синхронизации встречных волн можно принять, что картина стоячих волн остается неподвижной в инерциальном пространстве, а наблюдатель, жестко связанный с резонатором, фиксирует последовательно узлы и пучности стоячей волны, число которых является мерой угла поворота. Достаточно высокая стабильность параметров КГЛ обеспечивает устойчивость электромагнитной «шкалы» углов и требуемую воспроизводимость результатов измерений. Неподвижность картины стоячих волн в инерциальном пространстве является одним из наиболее замечательных свойств КГЛ, позволяющих использовать его в инерциальной навигации и системах лазерного гирокомпасирования.
В зависимости от конструкции замкнутого оптического контура различают два типа оптических гироскопов. Первый тип -кольцевой лазерный гироскоп (КЛГ), в котором контур образован активной средой (смесью газов гелия и неона) и соответствующими зеркалами, образующими замкнутый путь (кольцевой лазер). Второй тип- волоконный оптический гироскоп (ВОГ)\ в котором замкнутый контур образован многовитковой катушкой оптического волокна.
Структурные схемы оптических гироскопов
На рис. 1.5 приведены общие схемы систем, разработанных для повышения точности измерений. Кольцевой лазерный гироскоп (рис. 1.5, а) отличается высокой частотой световой волны -- до нескольких сотен терагерц. Волоконно-оптический гироскоп на рис. 1.5,б, имеет высокую чувствительность, благодаря использованию длинного одномодового оптического волокна с низкими потерями. В оптическом гироскопе пассивного типа с кольцевым резонатором (рис. 1.5, в) используется острая резонансная характеристика резонатора.
Кольцевой лазерный гироскоп отличается высокой частотой световой волны-до нескольких сотен терагерц и изготовляется подобно газовому лазеру:
В кварцевом блоке путем расплавления создается плоскость(канал) в форме треугольника и заполняется смесью гелия и неона. Длина волны генерируемого лазером излучения 632,8 нм. Обычно частота генерации изменяется в зависимости от длины лазерного резонатора. И в данном случае частоты двух генерируемых световых волн, распространяющихся а противоположных направлениях по треугольному оптическому пути, неодинаковы из-за разности оптической длины ДL. Поэтому можно использовать для измерений частоту биений обеих генерируемых световых волн, а именно
(1.17)
Иначе говоря, измерив Дf, можно определить угловую скорость относительно инерциального пространства. Поскольку частота света составляет несколько сотен терагерц, даже ее незначительные изменения позволяют разность частот. Если выходным сигналом служит частота, пропорциональная угловой скорости, то подсчетом выходных волн можно определить приращение угла поворота в цифровой форме, что обеспечивает высокую точность информации, подаваемой в навигационное вычислительное устройство. Измерение частоты возможно в широком динамическом диапазоне, а, следовательно, и динамический диапазон кольцевого лазерного гироскопа вполне можно расширить и сделать достаточным для инерциальной навигационной системы. В этом большое преимущество данных гироскопов.
Первые образцы КОКГ имели стержневую конструкцию, в вершинах которой закреплялись с помощью котировочных приспособлений селективно отражающие зеркала. Такая конструкция предполагала наличие хрупких газоразрядных трубок, что в совокупности приводило к значительной нестабильности работы всего КОКГ. Поэтому в дальнейшем самое серьезное внимание было уделено разработке монолитной конструкции резонатора(рис.1.6).
Рис. 1.6 Моноблочная конструкция КОКГ
В моноблочном блоке из высококачественного плавленого кварца высверлены каналы для лучей. Дополнительные отверстия высверлены для установки электродов, которые необходимы для возбуждения лазера, заполненного гелий-неоновой смесью. Три поверхности кварцевого блока, соответствующие вершинам треугольника, обрабатываются с точностью до 0,1 мкм. На этих поверхностях методом молекулярной адгезии закрепляются зеркала, образующие контурный резонатор. Этим одновременно обеспечивается и герметизация каналов генерации. Значительную трудность представляет обработка кварца, однако на современном уровне развития технологии можно получить желаемую точность.
Исследование кольцевых лазерных гироскопов началось в 60-х годах. К настоящему времени достигнута разрешающая способность и стабильность нулевой точки примерно 0,001/ч. Таким образом, кольцевой лазерный гироскоп достиг стадии практического применения, но, тем не менее, остается ряд нерешенных проблем:
1. Нелинейность выходного сигнала при малой угловой скорости (влияние синхронизма).
2. Дрейф выходного сигнала из-за газовых потоков в лазере.
3. Изменение длины оптического пути под воздействием теплового расширения, давления и механических деформаций.
Из этих проблем самой важной является первая. При малых угловых скоростях уменьшается разность частот генерируемых световых волн, а это приводит к синхронизму (f=0) и невозможности обнаружения вращения. (Типичный порог обнаружения при этом 10/ч.) В кольцевом лазерном гироскопе возникает явление синхронизма, так как это активная конструкция и сама оптическая катушка для обнаружения вращения входит в состав лазерного генератора. Зона нечувствительности, обусловленная синхронизмом, показана на рис. 1.5 a штриховыми линиями. Указанная выше разрешающая способность обнаружения 0,001/ч обеспечивается при подавлении явления синхронизма путем приведения всей системы к микроколебаниям. Но нелинейность при незначительном повороте всё же остается, кроме того, это означает, что не используется такое преимущество оптического гироскопа, как его неподвижность.
1.2.1 Описание конструкции лазерного чувствительного элемента
Лазерный чувствительный элемент (ЛЧЭ) является преобразователем углового движения в электрический сигнал и может быть использован в системах измерения, стабилизации и контроля для стационарных объектов, таких как: нефтяные платформы и вышки, телевизионные башни, антенны и зеркала астрономических телескопов, а также в угломерных приборах типа гониометров и различных теодолитов.
Состав и функциональная схема.
ЧЭ содержит (рис 1.6):
· Основание;
· Вибратор с электромагнитоприводом;
· Датчик углового положения;
· Генератор;
· Усилители;
· Высоковольтные узлы системы поджига;
· Магнитный экран.
Основой ЛГ является кольцевой He-Ne лазер (КЛ), работающий, как правило, на длине волны л 0.63 мкм. В таком КЛ осуществляется режим генерации двух волн, распространяющихся во встречных направлениях. При этом разность частот встречных волн оказывается пропорциональной проекции угловой скорости вращения КЛ в инерциальном пространстве на нормаль к плоскости оптического резонатора:
; (1.18)
Здесь S - площадь, охватываемая контуром оптического резонатора, L - его периметр, л - длина волны излучения лазера.
Разностная частота встречных волн КЛ, несущая информацию о вращении, выделяется путем оптического гетеродинирования. О направлении вращения при этом можно судить по направлению движения возникающей интерференционной картины. Подсчет числа импульсов сигнала биений, соответствующих прохождению максимумов картины по площадке фотоприемника, с учетом знака вращения позволяет определять угол поворота КЛ относительно инерциальной системы отсчета.
В качестве элемента, чувствительного к изменению углового положения, в ЧЭ используются кольцевые оптические генераторы. Три кольцевых оптических генератора (КОГ) выполнены в едином моноблоке и расположены так, что их оси чувствительности взаимно перпендикулярны. Кроме значительного уменьшения габаритов, такая конструкция позволяет получить высокую стабильность взаимного положения осей чувствительности.
Рис. 1.6 Основные элементы конструкции ЭЧ
Материал моноблока - ситалл СО-115М, геометрическая форма моноблока - куб, грани которого обработаны под оптический контакт, а взаимная ортогональность граней обеспечивается в пределах 5". Резонатор каждого КОГ образован четырьмя зеркалами, которые крепятся с помощью оптического контакта на соответствующие грани моноблока. Одно из этих зеркал - сферическое с радиусом кривизны 2.0 м, что позволяет юстировать резонатор, а три других - плоские. Резонаторы имеют форму квадрата со стороной 67.18 мм [10].
Функциональная схема ЛЭЧ
Рис. 1.7 Функциональная схема ЭЧ
Функциональная схема ЛЧЭ, приведенная на рис. 1.7 включает следующие элементы:
· три кольцевых лазера, объединенных в одном моноблоке, каждый из которых имеет:
· симметричный разрядный промежуток (два анода и один катод)
· фотодиод, измеряющий мощность генерации
· два фотодиода для получения квадратурных сигналов разностной частоты
· пьезопреобразователь на одном из зеркал для подстройки периметра лазера.
Сферическое зеркало соединено с пьезопреобразователем (ПП). ПП является исполнительным элементом системы стабилизации периметра резонатора КОГ и имеет крутизну порядка 100 V/ (=0.63 мкм). На двух плоских зеркалах установлены оптические элементы. На одном - смесительная призма с многоплощадочным фотоприемником, формирующим информационные сигналы, которые поступают на вход усилителей информационных сигналов, на другом - поворотная призма с фотоприемником, фототок которого пропорционален мощности излучения резонатора. Переменная составляющая фототока используется в системе стабилизации периметра резонатора КОГ, а постоянная составляющая фототока - в системе стабилизации мощности КОГ.
Два анода и катодный узел резонатора закреплены на пластине, которая изготовлена из ситалла и соединена с гранью моноблока. Полости моноблока заполнены смесью газов, в которой может поджигаться тлеющий разряд постоянного тока.
Для создания тлеющего разряда на аноды и катод необходимо подать постоянное напряжение порядка 900 В, а также в течение около 0.5 сек. - высоковольтные импульсы напряжением до 5 кВ, которые обеспечивают пробой газоразрядного промежутка.
При токе разряда 1...3.5 мА в КОГ осуществляется режим генерации двух бегущих по замкнутому пути противоположно направленных монохроматических электромагнитных волн, частоты которых с большой точностью совпадают с собственными частотами резонатора. При отсутствии вращения КОГ, собственные частоты резонатора для направлений по и против часовой стрелки одинаковы. Вращение КОГ вызывает расщепление собственных частот резонатора, пропорциональное угловой скорости вращения КОГ.
Выходными сигналами каждого КОГ являются два синусоидальных сигнала, частоты которых одинаковы и пропорциональны проекции угловой скорости вращения на ось чувствительности КОГ, а знак разности фаз определяется знаком проекции угловой скорости.
КОГ представляет собой сложную распределенную автоколебательную систему, в которой встречные электромагнитные волны взаимодействуют между собой через активную среду, через обратное рассеяние на неоднородностях зеркал и активной среды. Это взаимодействие приводит при малых угловых скоростях вращения к синхронизации встречных волн в КОГ. Разность частот возникает лишь при величинах скорости вращения, превышающих некоторое критическое значение.
Влияние синхронизации существенно уменьшается путем введения "вибрационной подставки". "Подставка" осуществляется с помощью электромеханического виброгенератора, создающего крутильные колебания КОГ с собственной частотой 120..130 Гц и максимальной амплитудой порядка 10 угл. мин.
Двойной вибратор, укрепленный на основании ЧЭ, выполнен из бронзы в форме полого цилиндра, на верхнем и нижнем основаниях цилиндра крепятся моноблок и противовес. В цилиндрической поверхности вибратора выполнены прорези таким образом, что перемычки между ними образуют плоские пружины, определяющие частоту и плоскость крутильных колебаний ЧЭ.
Крутильные колебания вибратора возбуждаются электромагнитоприводом, состоящим из четырех жестко соединенных с основанием ЧЭ электромагнитов, взаимодействующих с четырьмя постоянными магнитами, жестко соединенными с подвижной частью вибратора. Колебания моноблока и противовеса происходят в противофазе, что значительно уменьшает передачу вибрации на основание ЧЭ.
Датчик углового положения обеспечивает получение электрического сигнала, пропорционального угловому положению генератора относительно положения его закрепления. Он состоит из светодиода и двухплощадочного фотоприемника, закрепленных на неподвижном основании ЧЭ, и движущейся между ними диафрагмы, установленной на вибраторе. Узел со светодиодом и фотоприемником юстируется относительно диафрагмы и закрепляется винтами.
Моноблок укреплен на вибраторе так, что ось крутильных колебаний составляет равные углы с осями чувствительности трех КОГ.
На верхней грани моноблока размещена плата усилителей, на плате размещены шесть усилителей информационных сигналов и три усилителя мощности излучения.
Электрическая связь ЭЧ с внешней электроникой осуществляется двумя разъемами РП-15-23 ГВФВ, закрепленными на основании.
Крепление ЭЧ необходимо производить на жестком основании шестью винтами М5. При необходимости возможна штифтовка ЭЧ к основанию. Для этого на ЭЧ имеются 2 отверстия 2 мм.
Сервисные системы:
· система поджига разряда;
· три системы поддержания тока разряда;
· три системы стабилизации периметра резонатора;
· система измерения угловых приращений;
· система диагностики.
Функционирование систем осуществляется следующим образом:
Поджиг разряда производится путем подачи повышенного напряжения (до 6 кВ) на разрядный промежуток. После поджига производится проверка горения всех ветвей разряда и в случае неудачи поджиг повторяется.
Номинальный ток разряда каждого канала определяется в процессе инициализации ЛЧЭ по заданной величине превышения в кольцевом лазере и поддерживается на этом уровне стабилизаторами тока, установленными в каждом плече разряда. Разность токов двух плеч разряда одного канала поддерживается на уровне не более 0,1 мкА.
Периметр резонатора должен подстраиваться так, чтобы отклонение частоты генерации от центра линии усиления активной среды кольцевого лазера не превышало 100 МГц.( 0,1) Система стабилизации использует максимальную зависимость мощности генерации от расстройки частоты генерации от центра линии усиления. Регулирование периметра осуществляется с помощью пьезопривода зеркал резонатора.
Поскольку пьезопривод в статике не потребляет тока, а изменение периметра происходит сравнительно медленно (характерное время изменения порядка 10 мин.) целесообразно запоминать текущее значение управляющего напряжения на емкости пьезопривода, а изменение этого напряжения производить лишь при уменьшении мощности генерации. При этом система стабилизации делает пробные отклонения периметра для определения знака коррекции управляющего напряжения пьезопривода, производит коррекцию до достижения экстремума мощности генерации и возвращается в статический режим.
Все эти системы работают под управлением сервисной ЭВМ, выполненной на базе процессора микро - РС или ADuC841.
Система измерения угловых приращений преобразует информационные сигналы каждого канала ЛГ (SIN и COS) в последовательности счетных импульсов, положительных и отрицательных, которые суммируются реверсивными счетчиками за интервал времени, задаваемый внешним запросом (темп передачи определяется требуемой точностью обсчета быстрых угловых движений). В полученные угловые приращения вводится коррекция в соответствии с распределением температуры моноблока и другими параметрами ЛЧЭ. Так как величина коррекции невелика (не превышает одного импульса за интервал счета), то ее удобно вводить, пропуская при счете соответствующий импульс противоположного знака.
Система диагностики непрерывно контролирует текущее состояние аппаратуры ЛГ и формирует слово состояния, передаваемое в бортовую ЭВМ совместно с угловыми приращениями. Информация о состоянии ЛГ позволяет оперативно распоряжаться полученными данными: использовать их, замещать предыдущими в случае временной их некондиционности или принимать другое адекватное решение [9].
Режимы работы аппаратуры:
Предусматриваются два режима работы аппаратуры: штатный и регламентный.
Штатный режим включает два этапа: инициализацию и текущую работу.
Во время инициализации проверяется исправность аппаратуры, определение и установка начальных значений рабочих параметров.
При текущей работе осуществляется стабилизация периметров резонаторов кольцевых лазеров, формируются интервалы съема информации, производится диагностика аппаратуры и обмен сигналами с внешними устройствами.
Регламентный режим служит для расширенной диагностики аппаратуры, позволяющей сделать прогноз ее дальнейшего функционирования, снятия данных для вычисления корреляционных зависимостей поправок, коррекции констант в программе вычисления поправок, а также для исследовательских целей.
При подаче питания ЛГ "просыпается" в штатном режиме. Переход в регламентный режим и обратно производится по сигналу прерывания в соответствии с содержанием слова управления.
Обмен сигналами с внешними устройствами включает
*в штатном режиме:
- передачу информационного слова каждого канала;
- передачу слова состояния ЛГ;
- прием слова управления, которое в штатном режиме содержит разрешение переброса системы стабилизации периметра; один из битов слова управления содержит сигнал запроса прерывания (для перехода в регламентный режим);
*в регламентном режиме:
- прием слова управления (содержащего адрес/данные, сигналы R/W и т.д.);
- передачу информационного слова каждого канала;
- передачу слова состояния (содержащего данные).
1.2.1 Описание основных элементов конструкции ЭЧ
В состав ЛЧЭ входит лазерный генератор, подробно описанный выше, сервисная электроника и магнитный экран.
Сервисная электроника предназначена для поджига, питания газового разряда, стабилизации тока разряда, стабилизации периметра и обработки информационных сигналов поступающих с генератора. Она состоит из предварительных усилителей, блока поджига, блока высоковольтного и устройств стабилизации разрядных токов и периметра, и обработки информационных сигналов.
Основание ЛЧЭ должно обеспечить стабильность конструкции при механических и температурных воздействиях и выполняется в виде фланца с фрезерованными нишами и ребрами жесткости из алюминиевого сплава. Основание и все ответственные детали подвергаются стабилизирующей термообработке. По четырем углам основание имеет плоскости с отверстиями для установки и закрепления блока на объекте.
Для уменьшения влияния внешних магнитных полей генератор заключен в двойной магнитный экран. Внешний магнитный экран выполнен из электротехнической стали и ослабляет сильные магнитные поля, а внутренний слой выполнен из сплава 79НМ (пермолоя), имеющего высокие показатели по магнитной проницаемости. Коэффициент экранирования не менее 100.
Предварительные усилители выполнены в микроблочном исполнении в экранированном корпусе и закрепляются на ТЛГ.
Блок поджига заключен в корпус из электроизоляционного материала, т.к. в нем вырабатывается напряжение до 6 кВ. Он состоит из трансформатора, платы с элементами и умножителя напряжения. Умножитель напряжения размещен в отдельном отсеке корпуса и залит компаундом.
Блок высоковольтный состоит из трансформатора, платы с электроэлементами и двух транзисторов. Трансформатор помещен в стальной корпус, являющийся магнитным экраном и залит компаундом. Все это закреплено в корпусе из алюминиевого сплава. Транзисторы размещены на корпусе блока через электроизоляционную прокладку, т.к. выделяют большое количество тепла и требуют хорошего теплоотвода.
1.3 Технические характеристики лазерных гироскопов
Выходная характеристика идеального ЛГ описывается выражением (1.18). Отклонения реальной характеристики от идеальной могут быть описаны тремя видами погрешностей: сдвигом нуля и его флуктуациями, изменениями масштабного коэффициента и нелинейностью характеристики.
Не идеальность элементов резонатора приводит к связи встречных волн и, вследствие этого, к захвату их частот при малой угловой скорости. Для преодоления этого явления используются различные способы, в том числе крутильные колебания КЛ со случайной амплитудой или его вращение.
ЛГ является интегрирующим прибором, в котором величина угла поворота определяется путем подсчета количества импульсов информативного сигнала за соответствующее время. При этом, естественно, возникает ошибка квантования, связанная с дискретностью процесса счета импульсов. "Цена" импульса определяется масштабным коэффициентом и является его разрешающей способностью при измерении угла. Существуют способы, позволяющие увеличить разрешающую способность путем формирования 2-х или 4-х счетных импульсов на каждый период разностной частоты. Возможно и дальнейшее увеличение разрешающей способности таким путем, однако это приводит к значительным схемотехническим сложностям.
Необходимо отметить, что существуют принципиально неустранимые, т.н. естественные флуктуации частоты излучения лазера, обусловленные природой лазерного излучения и определяющие физически достижимый предел точности ЛГ. В настоящее время погрешность большинства ЛГ выше уровня, определяемого естественными флуктуациями частоты.
Частотная форма выходного сигнала, линейность характеристики, большой динамический диапазон и малое влияние линейных ускорений делают весьма перспективным применение лазерного гироскопа в системах космической и морской навигации, геодезии и измерительной техники.
Условия работы навигационных систем, особенно тех из них, которые требуют длительной непрерывной и автономной работы, где присутствие человека и его вмешательство либо ограничено, либо исключено, определяют все возрастающие требования к их оборудованию. Точность автономных систем навигации и область их практического применения в настоящее время в значительной степени зависит от величины погрешности и срока службы используемых гироскопов.
В настоящее время выявлено более 100 различных физических явлений и принципов, на базе которых возможно создание гироскопа. Перспективы применения различных датчиков угловой скорости определяются степенью научного и технологического освоения различных физических явлений, которые позволяют получить определенные технические характеристики. Поэтому, прежде чем рассматривать возможности практического использования квантовых оптических гироскопов, целесообразно оценить их характеристики.
Независимо от области практического применения КОКГ информативным параметром является, как правило, частота биений встречных волн. Поэтому подавляющее число характеристик КОКГ может быть оценено на основе анализа поведения частоты биений встречных волн. При этом следует учитывать, что наличие области захвата у КОКГ приводит к необходимости использования некоторого начального разноса частот, в связи с чем нулевому значению измеряемой величины, например угловой скорости, может соответствовать не нулевое значение информативного параметра.
Перспективы использования КОКГ в системах автономной навигации, ориентации и геодезических приборах определяют повышенный интерес к ним, прежде всего как датчикам угловой скорости, поэтому их технические характеристики рассмотрим с точки зрения оптической гироскопии.
К числу основных характеристик лазерного гироскопа можно отнести: потенциальную точность измерения угловой скорости, величину масштабного коэффициента, дрейф нуля, область однозначного отсчета, линейность характеристики и др.
Рассмотрим эти характеристики более подробно [5].
Потенциальная точность - это минимально регистрируемая величина угловой скорости, которая может быть вычислена по выражениям:
(1.19)
(1.20)
где Q - добротность резонатора;
- оценка потенциальной точности фазового и частотного способов соответственно;
q=2Э/N0, Э - энергия сигнала, N0 - спектральная плотность шума;
L - периметр кольцевого резонатора;
S - площадь кольцевого резонатора.
Если воспользоваться этими соотношениями, то нетрудно сделать вывод, что потенциальная точность лазерного гироскопа определяется величиной масштабного коэффициента , отношением сигнал/шум на выходе фотоприемника N0/Э, временем измерений Т. Кроме того, потенциальная точность зависит от ширины спектральных линий встречно бегущих волн.
Потенциальная точность лазерного гироскопа может быть повышена не только увеличением размеров резонатора, но и увеличением отношения площади контурного резонатора к его периметру, что определяется конфигурацией резонатора. Другим резервом повышения потенциальной точности является переход к более коротким длинам волн, например рентгеновским. Однако при этом возникают трудности при построении кольцевых резонаторов, отражателями которых могут служить кристаллографические плоскости монокристаллов.
Следует отметить, что при использовании излучения на наиболее распространенной длине волны мкм существует ограничение в повышении потенциальной точности из-за увеличения отношения сигнал/шум. Это связано с тем, что усиление активной гелий-неоновой среды на этой длине волны оказывается незначительным, поэтому и за пределы резонатора не может быть выведена значительная часть энергии, запасенной в его электромагнитном поле.
Область однозначного отсчета можно определить как диапазон измеряемых угловых скоростей, внутри которого каждому значению угловой скорости соответствует единственное значение разностной частоты. Величина области однозначно измеряемых угловых скоростей может быть оценена по частотному сдвигу между соседними продольными видами колебаний резонатора. Если принять, что в КОКГ разность частот продольных видов колебаний составляет величину
,
где - оптическая длина периметра КОКГ, то нетрудно заметить, что принципиально возможно однозначное измерение угловых скоростей вращения, для которых частота биений удовлетворяет условию , где . Отсюда максимальная величина измеряемой угловой скорости составит .
Принимая минимальную величину измеряемой угловой скорости , найдем область однозначного отсчета когерентного оптического гироскопа в виде .
В практических конструкциях стремятся к достижению одночастотного режима генерации, для чего выбирается незначительное превышение усиления над порогом. Это в ряде случаев, особенно в КОКГ с большим периметром резонатора, может привести к сужению динамического диапазона, величину которого можно без труда оценить по форме контура линии усиления активной среды.
Нелинейность характеристики можно определить как изменение величины масштабного коэффициента лазерного гироскопа при вариациях измеряемой угловой скорости. Непостоянство масштабного коэффициента, связывающего частоту биений встречных волн и измеряемую угловую скорость, количественно можно характеризовать углом отклонения реальной характеристики лазерного гироскопа от линейной, которая соответствует постоянному значению масштабного коэффициента (рис. 1.8).
Рис. 1.8 К определению нелинейности характеристики лазерного гироскопа
Нелинейность характеристики лазерного гироскопа наиболее сильно проявляется вблизи зоны захватывания, где величина угла может быть найдена следующим образом:
,
где - масштабный коэффициент KOKГ; - квантовый выход фотокатода [5].
Анализ этого выражения показывает, что нелинейные явления определяются прежде всего степенью связи встречных волн, в уменьшении которой имеются вполне определенные ограничения. Для уменьшения влияния нелинейности, что особенно важно при измерении небольших угловых скоростей, рабочую точку лазерного гирометра выводят на линейный участок. При этом, как правило, стремятся к выполнению условия , где - эквивалентная скорость вращения лазерного гироскопа, создаваемая, например, невзаимным элементом.
Кроме того, при больших угловых скоростях, которым соответствуют высокие значения частоты биений встречных волн, нелинейность может обусловливаться недостаточной полосой пропускания используемых фотоприемников и усилителей. В частности, при скорости вращения лазерного гироскопа 108(є/ч) полоса пропускания схемы выделения сигнала биений должна составлять около 100 МГц.
Смещение нуля определяется значением разностной частоты на выходе лазерного гироскопа Fn, соответствующем нулевой величине измеряемой угловой скорости. Наличие зоны захватывания встречных волн приводит к тому, что лазерный гироскоп, как правило, работает со смещением (рис. 1.9).
Рис. 1.9 Смещение рабочей точки лазерного гироскопа
Исключение составляет режим измерения больших угловых скоростей, при которых частота биений встречных волн значительно превышает область захвата, а также измерение угловых скоростей лазерным гироскопом, совершающим колебательное движение вокруг оси чувствительности.
Воспроизводимость - показатель того, как лазерный гироскоп определенного типа будет повторять результаты измерения одной и той же угловой скорости от образца к образцу или от включения к включению. Воспроизводимость от образца к образцу может определяться разбросом параметров гироскопов, обусловленных погрешностями технологии и юстировки. Так, неточности изготовления резонаторов приводят к разбросу значений масштабных коэффициентов. От включения к включению воспроизводимость может изменяться вследствие изменения периметра резонатора, колебаний показателя преломления среды между включениями, вариаций температуры и др.
...Подобные документы
Конструктивно-технологические особенности блока управления лазерного проектора. Определение коэффициента автоматизации и механизации операций контроля и настройки электрических параметров. Выбор метода изготовления блока управления лазерного проектора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 05.04.2013Описание механической части и технологии работы неавтоматизированного устройства. Описание принципиальной электрической схемы автоматического управления. Расчет силовых приводов. Выбор системы управления, структурной схемы автоматического управления.
курсовая работа [491,3 K], добавлен 16.01.2014Исследование систем контроля режущего инструмента. Выбор и описание технологических и инструментальных средств. Построение функциональной модели и структурной схемы. Выбор оборудования. Описание ввода в эксплуатацию системы лазерного контроля инструмента.
курсовая работа [29,7 K], добавлен 06.04.2012Создание автоматизированного производства. Обоснование выбора регулируемых параметров и каналов внесения регулирующих воздействий. Выбор системы управления. Описание схемы комбинированных внешних соединений. Расчет сужающего и исполнительного устройства.
дипломная работа [343,2 K], добавлен 28.08.2014Выбор частоты вращения, числа валов и цилиндров турбины. Миниатюризация блока контроля и управления скоростью вращения турбины. Описание схемы электрической структурной и принципиальной. Расчет стабилизатора напряжения. Алгоритм работы программы.
дипломная работа [514,0 K], добавлен 30.06.2012Применение автоматических систем управления на пищевых предприятиях. Выполнение схемы автоматизации воздушной компрессорной станции. Показатели качества процесса регулирования. Описание функциональной схемы фирмы Овен "Реле регулятор с таймером ТРМ501".
курсовая работа [131,7 K], добавлен 08.02.2014Описание технологической схемы производства исследуемой продукции. Выбор и обоснование параметров контроля, сигнализации и регулирования. Технические средства автоматизации. Описание функциональной схемы автоматизации, анализ и оценка ее эффективности.
контрольная работа [37,1 K], добавлен 12.08.2013Проектирование цифрового измерительного устройства. Разработка структурной схемы, обоснование функциональной схемы. Схемы выделения фронтов временного интервала. Проектирование генератора и блока отображения. Расчет потребляемой мощности и надежности.
курсовая работа [999,9 K], добавлен 28.12.2011Описание процесса термической обработки металла в колпаковых печах. Создание системы автоматизации печи. Разработка структурной и функциональной схемы автоматизации, принципиально-электрической схемы подключения приборов контура контроля и регулирования.
курсовая работа [766,2 K], добавлен 29.03.2011Конструкция дуговой электрической плавильной печи. Описание функциональной схемы управления технологического процесса. Расчет расхода газа с помощью сужающего устройства; сопротивление резисторов измерительной схемы автоматического уравновешенного моста.
курсовая работа [353,9 K], добавлен 30.03.2016Разработка функциональной схемы размещения технологического оборудования. Составление и описание работы принципиальной электрической схемы. Расчет и выбор элементов автоматизации. Правила безопасности при обслуживании электрооборудования установки.
курсовая работа [83,6 K], добавлен 12.05.2011Обнаружение целей с помощью лазерной локации. Описание обобщенной и структурной схем лазерного локатора. Основные геометрические схемы лазерной локации - бистатическая и моностатическая. Объекты локации и характер отражения от них, оптические помехи.
контрольная работа [3,6 M], добавлен 01.03.2012Выбор элементной базы пульта управления и индикации, его обоснование и анализ. Описание функциональной схемы модуля напряжений, разработка его конструкции. Расчет вибропрочности печатной платы, оценка надежности и порядок проведения теплового расчета.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.09.2012Технологическое описание структурной схемы проекта по автоматизации процесса переработки предельных углеводородных газов. Изучение функциональной схемы автоматизации и обоснование выбора средств КИП установки. Математическая модель контура регулирования.
контрольная работа [67,1 K], добавлен 13.06.2012Составление функциональной схемы и описание основных узлов автоматической системы управления. Исследование показателей надежности технологического процесса приготовления и фасовки маргарина. Расчет среднего времени реакции на получение входного сигнала.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 05.11.2012Характеристика объекта управления, описание устройства и работы САР, составление ее функциональной схемы. Принцип автоматического управления и вид системы. Составление структурной схемы системы автоматического регулирования температуры воздуха в птичнике.
курсовая работа [598,8 K], добавлен 15.09.2010Структура управления производством, этапы и направления реализации данного процесса на современном предприятии. Описание функциональной схемы автоматизации, принципиальных электрических схем. Монтаж первичных преобразователей. Схема внешних соединений.
курсовая работа [116,4 K], добавлен 21.05.2013Синтез функциональной и структурной схем автоматической системы управления технологическим процессом. Методика проектирования автоматизированной системы блока очистки, синтез, режимы работы, принципы управления. Рассмотрение алгоритма ее функционирования.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 23.12.2012Технологический процесс изготовления растительного масла в прессовом цехе. Описание и спецификация функциональной схемы автоматизации после модернизации. Выбор сигнализатора и датчиков для контроля скорости конвейеров и температуры в чанах жаровни.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 17.06.2012Описание конструкции и системы управления станка прототипа, принципы работы его узлов. Расчет и обоснование основных технических характеристик. Выбор варианта кинематической структуры, описание и построение структурной сетки. Расчет мощности привода.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 12.10.2015
