Аналіз структури платформенної інерційної навігації
Вплив елементів і параметрів настроювання інерційної навігації на точністні характеристики обчислення навігаційних параметрів і динаміку зміни похибок. Вивчення роботи ідеальної інерційної навігації по обчисленню параметрів руху літального апарату.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 27.06.2015 |
| Размер файла | 356,0 K |
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/
1. Мета роботи
У лабораторній роботі досліджується структура платформенної ІНС, вплив похибок елементів і параметрів настроювання ІНС на точностні характеристики зчислення навігаційних параметрів і динаміку зміни похибок.
2. Об'єкт дослідження
При дослідженні однокомпонентної ІНС зроблені наступні припущення: ЛА рухається тільки в одній площині і на постійній відстані R від центра Землі; вектор напруженості гравітаційного поля спрямований до центра землі. Починаючи рух із точки О1 (див. мал. 2.1) ЛА переміщається в точку О, при цьому місцева вертикаль повертається на кут
,
де S - відстань, що пролетів ЛА.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 2.1
Кутова швидкість супроводжуючого тригранника XYZ, у якого вісь OX дотична до траєкторії руху, а вісь OZ спрямована по місцевій гравітаційній вертикалі, визначається співвідношенням
,
де V - швидкість польоту ЛА.
Крім того
або
де - абсолютне прискорення центра мас ЛА.
Побудова на борті ЛА супроводжуючого тригранника забезпечується гіроплатформою, на якій встановлюється акселерометр Ах і осі якої створюють приладовий тригранник xyz. Уздовж осі Ox приладового тригранника спрямована вісь чутливості акселерометра і вектор кінетичного моменту гіроскопа . У крапці O1 початку руху осі приладового тригранника Oxyz з максимальною точністю збігаються з осями OXYZ супроводжуючого тригранника. Крім того встановлюються значення початкових сигналів V0 і S0 на виходах інтеграторів обчислювача. Величина цих сигналів відповідає початковим значенням швидкості ЛА V0 і координати S0. Обчислювач по сигналах акселерометра безупинно розраховує в процесі руху значення швидкості VВ і пройденої відстані SВ.
Для того, щоб гіроплатформа завжди залишалася в площині обрію, необхідно керувати гіростабілізатором таким чином, щоб обертати платформу щодо осі Oу зі швидкістю
. (2.1)
Відповідно до правила прецесії кутова швидкість гіроскопа у з кінетичним моментом Н під впливом зовнішнього моменту Mz визначається співвідношенням
. (2.2)
З огляду на (1.1), (1.2), можна знайти величину коригувального моменту
(2.3)
де (2.4)
Вираз (3.4) частіше представляють у виді і називають умовою балістичної незбудженності. Виконання цієї умови забезпечує горизонтальність платформи при русі літака з довільним прискоренням.
Покази акселерометра, установленого на гіроплатформі, мають вигляд
ax = x - gx.
Враховуючи, що gx = 0 одержимо
ax = x = .
З цього рівняння випливає необхідність безперервного горизонтування осей чутливості акселерометра і що у свою чергу дозволяє визначити задачі розв'язувані ІНС у процесі руху літака. Цими задачами повинні бути:
обчислення шляхом інтегрування кінематичних параметрів руху центра мас ЛА (у даному випадку швидкості VВ і відстані SВ);
безперервне відтворення напрямку осей супровідного тригранника за допомогою гіростабілізатора, тобто відтворення вертикалі на борту ЛА (горизонтування платформи).
Алгоритм роботи обчислювача ІНС може бути представлений наступною системою рівнянь:
Замість останнього рівняння можна записати рівняння для розрахунку кутової швидкості гіроплатформи
Представлений алгоритм роботи ІНС припускає ідеальну роботу акселерометра і гіростабілізатора із системою корекції. Однак на практиці існує різниця між кутової швидкості супровідного тригранника і швидкістю прецесійного руху гіроскопа п, що з'являється внаслідок дрейфу гіроскопа д або моменту Мд, що викликає цей дрейф
,
де п = у + д.
Через цього, а також унаслідок неточності початкового визначення вертикалі (початкового відхилення гіроскопа 0) з'являється поточна помилка горизонтування
Некомпенсовані складові помилок акселерометра можуть характеризуватися складовою Дax. Унаслідок помилок акселерометра, гіростабілізатора, обчислювача, а також через неточну початкову виставку гіроплатформи робота ІНС буде характеризуватися помилками визначення швидкості ДV і координати ДS, а також помилкою відтворення вертикалі . При цьому вихідний сигнал акселерометра може бути представлений у виді
При малих кутах це рівняння можна записати у виді
Розглянутому принципові дії однокомпонентної ІНС можна зіставити структурну схему представлену на рис 2.2. Вхідними сигналами цієї схеми є параметри руху супроводжуючого тригранника у виді абсолютного прискорення центра мас ЛА , а також у виді кутової швидкості обертання місцевої вертикалі . Інші елементи схеми відповідають роботі елементів однокомпонентної ІНС. По обмірюваним акселерометрами величинам абсолютного прискорення розраховується швидкість польоту Vв і пройдена відстань SВ, а по обчисленій швидкості Vв розраховується задана швидкість прецесії гіроскопа щВ. Сигнали Дax і щдр є найбільш істотними джерелами похибок ІНС. Причому через поточну помилку горизонтування вв показах акселерометрів з'являється складова gx = gв, що у свою чергу викликає помилку обчислення Vв. Контур горизонтування являє собою контур з негативним зворотним зв'язком, а наявність у контурі двох інтегруючих ланок свідчить про структурну нестійкість такого контуру. При впливі на такий контур збурень у виді, наприклад, помилок Дax або щдр у ньому збуджуються незатухаючі коливання з власною частотою .
Размещено на http://www.allbest.ru/
Таким чином, контур горизонтування по суті моделює коливальна незатухаюча ланка другого порядку з періодом коливань , так названий маятник Шулера. При R = 6371000м и g = 9.81м/с2 період коливань дорівнює 84,4хв. Маятник Шулера - це маятник з довжиною підвісу рівної радіусові Землі, і який не обурюється прискореннями крапки підвісу. Інша назва такої системи - гіроскопічна вертикаль з інтегральною корекцією.
При відсутності похибок датчиків і обчислювача ІНС вхідний сигнал на нижньому суматорі (див. мал. 2.2) цілком компенсується сигналом при точному завданні Rв = R, що підтверджує ідею балістичної незбудженості контуру. Структурний аналіз контуру показує, що наявність постійної помилки акселерометра Дax, викликає помилку відтворення вертикалі в, а при наявності постійного дрейфу платформи щдр, у тому числі через відхід гіроскопа від добового обертання Землі, вертикаль відтворюється без постійної помилки (має місце періодична помилка).
3. Дослідження моделі
3.1 Дослідження принципу роботи ІНС
інерційний навігація літаючий похибка
У даному пункті досліджується робота ідеальної ІНС по обчисленню параметрів руху ЛА. Моделюємо розгін літака з прискоренням = 2м/с2 протягом 100 с.
Графік швидкості Vв та помилки обчислення швидкості ДV
Графік обчисленої відстані Sв
3.2 Дослідження впливу постійного дрейфу акселерометра на точність роботи ІНС
Встановлюємо величину дрейфу рівну 0,02 м/с2. (Constant value =0,02). Підключимо блок Дрейф акселерометра до входу суматора.
Графік швидкості Vв та помилки обчислення швидкості ДV і графік обчисленої відстані Sв та помилки обчислення відстані ДS
Графік помилки горизонтування в
3.3 Дослідження впливу початкового відхилення гіроплатформи на точність роботи ІНС
Установлюємо величину початкового відхилення платформи рівну 2 рад. (Constant value = 2). Підключаємо блок до входу суматора.
Графік швидкості Vв та помилки обчислення швидкості ДV і графік обчисленої відстані Sв та помилки обчислення відстані ДS
Графік помилки горизонтування в
3.4 Дослідження впливу дрейфу гіроплатформи на точність роботи ІНС
Установлюємо величину дрейфу платформи рівну 2 рад/с. (Constant value = 2). Підключаємо блок до входу суматора.
Графік швидкості Vв та помилки обчислення швидкості ДV і графік обчисленої відстані Sв та помилки обчислення відстані ДS
Графік помилки горизонтування в
3.5 Дослідження впливу помилок у заданні радіуса Землі на точність роботи ІНС
Активізуючи вікно параметрів настроювання блоку Slider Gain - «1/Rзв», де Rзв - обчислений радіус Землі, установлюємо значення параметра блоку рівне 1.567е-7, що відповідає збільшенню висоти польоту на 9 км.
Графік швидкості Vв та помилки обчислення швидкості ДV і графік обчисленої відстані Sв та помилки обчислення відстані ДS
Графік помилки горизонтування в
Активізуючи вікно параметрів настроювання блоку Slider Gain ? «1/Rзв», встановлюємо значення параметра блоку рівне 1.545е-7, що відповідає зміні радіуса Землі 100 км.
Графік швидкості Vв та помилки обчислення швидкості ДV і графік обчисленої відстані Sв та помилки обчислення відстані ДS
Графік помилки горизонтування в
В ході лабораторної роботи було проведено дослідження принципу роботи ІНС, впливу постійного дрейфу акселерометра на точність роботи ІНС, впливу початкового відхилення гіроплатформи на точність роботи ІНС, впливу дрейфу гіроплатформи на точність роботи ІНС та впливу помилок у заданні радіуса Землі на точність роботи ІНС.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розрахунок параметрів силового трансформатора, тиристорів та уставок захисної апаратури. Переваги та недоліки тиристорних перетворювачів. Вибір електродвигуна постійного струму і складання функціональної схеми ЛПП, таблиці істинності і параметрів дроселя.
курсовая работа [374,8 K], добавлен 25.12.2010Виконавчий пристрій як засіб, призначений для переміщення ОР у відповідності з заданим законом управління. слідкування за сигналом розходження. Закони руху об’єктів регулювання. Графіки зміни параметрів руху. Навантаження та енергетичні характеристики.
реферат [1,1 M], добавлен 14.02.2016Характеристики і параметри чотириелементного безкорпусного фотодіода (ФД). Розрахунок можливості реалізації рівня фотоелектричних параметрів. Дослідження параметрів та характеристик розробленого ФД. Вимірювання часу наростання та спаду фотоструму ФД.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.10.2013Вибір напівпровідникового перетворювача, розрахунок параметрів силового каналу вантажопідйомного візка. Вибір електричного двигуна та трансформатора. Розрахунок статичних потужностей механізму, керованого перетворювача, параметрів механічної передачі.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 01.03.2013Аналіз роботи і визначення параметрів перетворювача. Побудова його зовнішніх, регулювальних та енергетичних характеристик. Розрахунок і вибір перетворювального трансформатора, тиристорів, реакторів, елементів захисту від перенапруг і аварійних струмів.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.05.2015Проходження прямокутних імпульсів напруги через елементарні RC-, RL-, RR- кола. Вплив величини параметрів кола на спотворення сигналу. Вимірювання параметрів сигналів, які характеризують спотворення сигналів при проходженні через лінійні інерційні кола.
лабораторная работа [2,5 M], добавлен 10.05.2013Способи та джерела отримання біогазу. Перспективи його виробництва в Україні. Аналіз існуючих типів та конструкції біогазових установок. Оптимізація їх роботи. Розрахунок продуктивності, основних параметрів та елементів конструкції нової мобільної БГУ.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 21.02.2013Графік вольт-амперної характеристики нелінійного елемента. Визначення режиму роботи елементів нелінійного ланцюга при заданій напрузі джерела живлення, параметрів нелінійного елементу в робочій точці. Лінеаризована схема для режиму малих сигналів.
курсовая работа [4,5 M], добавлен 10.05.2013Дослідження засобами комп’ютерного моделювання процесів в лінійних інерційних електричних колах. Залежність характеру і тривалості перехідних процесів від параметрів електричного кола. Методики вимірювання параметрів електричного кола за осцилограмами.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 10.05.2013Розрахунок стержневого трансформатора з повітряним охолодженням. Визначення параметрів і маси магнітопроводу, значення струму в обмотках, його активної потужності. Особливості очислення параметрів броньового трансформатора, його конструктивних розмірів.
контрольная работа [81,7 K], добавлен 21.03.2013Проектування електричної мережі напругою 330/110/10 кВ. Вибір перетину і марки проводів повітряних ліній за значенням навантаження на кожній ділянці, визначення параметрів схем заміщення. Визначення потужності трансформаторів підстанцій ПС1 і ПС2.
курсовая работа [425,8 K], добавлен 14.03.2016Розрахунок параметрів схеми заміщення трансформатора, напруги короткого замикання, зміни вторинної напруги та побудова векторної діаграми. Дослідження паралельної роботи двох трансформаторів однакової потужності з різними коефіцієнтами трансформації.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.08.2011Визначення параметрів синхронної машини. Трифазний синхронний генератор. Дослід ковзання. Параметри обертання ротора проти поля статора. Визначення індуктивного опору нульової послідовності, індуктивних опорів несталого режиму статичним методом.
лабораторная работа [151,6 K], добавлен 28.08.2015Призначення трансформаторів в енергетичних системах для передачі на великі відстані енергії, що виробляється на електростанціях, до споживача. Перевірка відповідності кількості витків заданому коефіцієнту трансформації, визначення втрати потужності.
контрольная работа [163,7 K], добавлен 23.01.2011Вивчення принципів перетворення змінної напруги в постійну. Дослідження основ функціональної побудови джерел живлення. Аналіз конструктивного виконання випрямлячів, інверторів, фільтрів, стабілізаторів. Оцінка коефіцієнтів пульсації за даними вимірювань.
методичка [153,2 K], добавлен 29.11.2010Термічні параметри стану. Термодинамічний процес і його енергетичні характеристики. Встановлення закономірностей зміни параметрів стану робочого і виявлення особливостей перетворення енергії. Ізобарний, політропний процес і його узагальнююче значення.
контрольная работа [912,9 K], добавлен 12.08.2013Виробництво електроенергії на ТЕС за допомогою паротурбінних установок з використанням водяної пари. Регенеративний цикл обладнання та вплив основних параметрів пари на термічний ККД. Аналіз схем ПТУ з максимальним ККД і мінімальним забрудненням довкілля.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 04.05.2011Формування структури електричної мережі для електропостачання нових вузлів навантаження. Вибір номінальної напруги ліній електропередавання. Вибір типів трансформаторів у вузлах навантаження та розрахунок параметрів їх схем заміщення. Регулювання напруги.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.02.2012Загальний опис Зуєвської ТЕС, характеристика основного й допоміжного устаткування блоку 300 МВт. Тепловий розрахунок конденсатора турбоустановки. Дослідження параметрів роботи низькопотенційного комплексу. Усунення забруднень у трубках конденсатора.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 01.02.2011Характеристика оптичних схем монокулярів: об'єктивів, призмових обертаючих систем, окулярів. Розрахунок параметрів об'єктива й окуляра, вибір їх типів. Визначення габаритів призми та діаметра польової діафрагми. Обчислення ходу нульового променя.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 12.03.2013
