CC BY
41
Секция «Метрология, стандартизация, сертификация»
УДК 621.396
К. И. Вергунец Научный руководитель - Н. Д. Семкин Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Самара
АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ КОМПЕНСАЦИИ ВРАЩАТЕЛЬНЫХ МИКРОУСКОРЕНИИ НА БОРТУ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
Рассматриваются погрешности компенсации микроускорений на борту малого космического аппарата с использованием конкретной теоретической модели и определенного схемного решения на базе микроконтроллерного управления.
В настоящее время для проведения технологических экспериментов используются космические аппараты «Фотон» и «Бион», имеющие низкий уровень микроускорений. В статье рассматриваются погрешности устройства, реализующего магнитный способ компенсации вращательных микроускорений.
Были выбраны магнитометрические датчики HMC1021Z/1021D марки Honeywell имеющие величины погрешностей измерения индукции магнитного поля Земли, описанные в документации на изделие. Так как эти случайные погрешности можно считать распределенными по нормальному закону, центрированными и независимыми друг от друга, то суммирование погрешностей будем производить как
Ав.д = ^ [А,- ] =\/ 0,62 + О,96' + О,96' =!,48 (мкТл). Учитывая, что чувствительность датчика при напряжении питания +5В
Ди.д = S -Дв.д = 0,05
мВ мкТл
•1,48 мкТл = 0,074 мВ =
= 74 мкВ. Приведенная погрешность сигнала дат-
чика Yu = У в =-
Д„
1,48 мкТл
= 0,12 %. Абсо-
ПШ 1200 мкТл лютная погрешность сигнала на выходе усилителя Ау = КуАд = 128 • 0,074 = 9,5 мВ . Случайную погрешность МД будем считать распределенной по нормальному закону. Среднеквадратическое откло-
9,5 мВ 2,07
= 4,6 мВ.
мотке не должен превышать значения
/шах = 139 мА . Тогда приведенная погрешность
формирования тока для переходного процесса со-
А1 0,25 мА „ „ п/ „ ' - = 0,2 %. Ввиду отсутст-
ставит уj =
139 мА
вия корреляции между случайными погрешностями магнитометрического датчика, квантования АЦП и формирования сигнала с широтно-импульсной модуляцией, среднеквадратическое отклонение погрешности на выходе устройства
Ст = ,/ст2 +ст2в +аШнМ .
5 = 5 ^ = 0,05-^, Гс мкТл
получаем абсолютную погрешность выходного напряжения датчика
Поскольку погрешность квантования Акв подчинена равномерному закону распределения, для которого значение энтропийного коэффициента Кэ = 1,73 , среднеквадратическое отклонение погрешности квантования. Погрешность формирования управляющего ШИМ сигнала АШИМ подчинена равномерному закону распределения,
Ашим =§шим . Тогда среднеквад-
поэтому стш
Кэ
V3
ратическое отклонение погрешности сигнала, подаваемого на МИО,
_ i_2 . 8„ §ШИМ
СТ = « СТ у +---1--
у 12 3
U2 U2 2 U2
= ,(СТ У +-- +-:г=лСТ2, +-
' 12N2 3N2 ]1 у 2,4N2 Из последнего выражения определим необходимое число уровней квантования
N =-
U
нение сигнала составит ст у = —
У Кэ ,
Выбор параметров ШИМ управляющего сигнала, представляющего собой ток в обмотках МИО, будем производить исходя из необходимого уровня микроускорений после успокоения. Установившийся режим должен характеризоваться выражениями а ^ > 0 ю ° > 0, /упр > 0.
Следовательно, чтобы в установившемся режиме колебания управляющего тока не выходили за пределы ±1 мА, необходимо, чтобы абсолютная погрешность формирования управляющего воздействия не превышала значения 1 мА . Зададим величину абсолютной погрешности для управляющего тока равной А1 = 0,25 мА. По расчету МИО ток в об-
1,55*/ст2 — стсту
5000 мВ
■ = 2353
1,55^/(4,8 мВ)2 -(4,6 мВ)2 Получим разрядность АЦП
«АЦП = 1оя2 N = 1о§2 2353 И 11.
Погрешности на выходах основных элементов электрической схемы устройства по ходу прохождения сигнала показаны ниже (см. таблицу).
Динамическую погрешность компенсации микроускорений оценим с помощью выражения
1 2
Дд™ =4~ i (a — ) dt .
уст 0
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Погрешности основных элементов электрической схемы устройства
Элемент схемы Абсолютная погрешность Приведенная погрешность, %
Магнитометрический датчик 1,48 мкТл 74 мкВ 0,12
Усилитель сигнала датчика 9,5 мВ 0,19
Аналого-цифровой преобразователь 10 мВ 0,20
Формирователь ШИМ (микроконтроллер) 4,8 мВ 0,32 мА 0,23
.Таким образом, с развитием элементной базы, технологии ее изготовление, возможно снижать инструментальную погрешность до очень малых значений, а микропроцессоры и микроконтроллеры с более продвинутой архитектурой позволят снижать методическую погрешность, в основном обусловленную количеством членов в ряде, описывающем модель магнитного поля Земли.
Библиографические ссылки
1. Абрашкин В. И., Балакин В. Л., Белоконов И. В. [и др.] Неуправляемое вращательное движение спутника «Фотон-12» и квазистатические микро-
ускорения на его борту // Космические исследования. 2003. № 1. Т. 41. С. 45-51.
2. Абрашкин В. И., Балакин В. Л., Семкин Н. Д. [и др.] Определение вращательного движения спутника «Фотон-12» по данным бортовых измерений магнитного поля Земли. 2000. № 60. (Препринт института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН.)
3. Коваленко А. П. Магнитные системы управления космическими летательными аппаратами. М. : Машиностроение, 1975.
© Вергунец К. И., Семкин Н. Д., 2010
УДК 65.018
Д. Е. Гетманенко, И. С. Прилепская Научный руководитель - Ж. К. Мачкова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СТРАТЕГИЯ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ В КОМПАНИИ ОАО «РЖД»
В настоящее время компании находятся на принципиально новом этапе развития, содержанием которого является стратегическое повышение качества управления, в полной мере соответствующего требованиям международных стандартов.
ОАО «РЖД» является лидером на российском транспортном рынке с точки зрения объемов и географии оказания услуг. Сейчас компания выходит на новый этап развития, основным содержанием которого является непрерывная комплексная оптимизация бизнес-процессов, совершенствование структуры и принципов управления, укрепление корпоративной культуры, а в целом достижение целей, определенных Стратегической программой. Однако постоянно растущая конкуренция требует от Компании реализации активной стратегии в области повышения качества оказываемых услуг и эффективности перевозок для формирования неценовых конкурентных преимуществ. Реализация системы управления качеством позволит получить долгосрочные и значительные внутренние и внешние преимущества в управлении, экономике, финансах, в работе на рынке. Использование системы управления качеством позволит достигнуть следующих целей: достигнуть системного улучшения обеспечения безопасности движения - существенно повысить качество услуг для обеспечения эффективной конкуренции и освоения новых, ранее недоступных Компании рынков; максимально полно удовлетворить ожидания и требования потребителей по качеству, безопасности, доступности и ассортименту
предоставляемых Компанией услуг; снизить издержки ОАО «РЖД» за счет оптимизации бизнес- и технологических процессов; сформировать источники инвестиций для разработки и внедрения новых, востребованных рынком транспортных услуг. Авторы работы обращают внимание на то, что в настоящее время корпоративная система управления качеством в ОАО «РЖД» находится в стадии проектирования.
В связи с этим обязательными инструментами перехода к целевому состоянию системы управления качеством будут являться:
- требования к качеству управленческой деятельности, основанные на процессном подходе;
- градация уровней качества в соответствии с платежеспособным спросом потребителей транспортных услуг;
- дифференцированный подход в работе с пользователями транспортных услуг на основе долгосрочных контрактов с определением взаимной финансовой ответственности;
- проектный подход к реализации концепции КИ СМК;
- реинжиниринг как средство существенного снижения издержек и значительного повышения эффективности деятельности Компании;
