CC BY
72
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
УДК621.369
К ВОПРОСУ ПОВЫШЕНИЯ точности ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ И НАВЕДЕНИЯ
М.А. Кожеуров, А.Д. Михед, В.И. Родионов
Рассматривается вопрос повышения точности двухосной информационно-измерительной системы стабилизации и наведения с косвенным измерением задающего воздействия. Математические модели составлены при переменных углах пеленга с учетом динамики гироскопов и электродинамических процессов, протекающих в электроприводах.
Ключевые слова: система стабилизации наведения, оптическая линия визирования, косвенное измерение воздействия.
Совмещенные информационно-измерительные системы стабилизации и наведения (ИИССиН) оптической линии визирования (ОЛВ) представляют собой электромеханические устройства, выполняющие функции стабилизации качки подвижного основания и наведения ОЛВ.
Повышение точности стабилизации в режиме наведения ОЛВ современных гироскопических ИИССиН приводит к необходимости использования более эффективных методов уменьшения погрешности наведения ОЛВ [1]. Данного эффекта возможно достичь путем использования комбинированного принципа регулирования. При этом необходимо иметь в виду, что задающее воздействие не может быть измерено непосредственно, поэтому необходимо использовать его косвенное измерение.
Совмещенные ИИССиН, построенные по принципу компенсации возмущающего действия качки, рассмотренные в работе [2], позволяют получать высокую точность в режиме стабилизации и наведения ОЛВ на неподвижный объект. В режиме наведения с увеличением задающей угло-
вой скорости Сд погрешность ИИССиН возрастает. Кроме этого, при наведении ОЛВ увеличиваются углы поворота внутренней рамки карданова подвеса, что, в свою очередь, ухудшает компенсацию качки подвижного основания и увеличивает совокупную погрешность совмещенных ИИССиН.
В соответствии с принципом двухканальности Петрова для косвенного измерения Юд в каждом канале наведения необходимы два элемента, один из которых включен в схему до задающего воздействия, а второй -после него. В соответствии с этим принципом введем в схему азимутального канала ИИССиН два элемента с передаточными функциями и
на входы которых подаем угловые скорости Ю2 или 2 и отклонения а или р [2].
На рис. 1 показана структурная схема азимутального канала ИИС-СиН в режиме наведения с компенсацией отклонения а от задающей угловой скорости СОду, отличающаяся от схемы, приведенной в работе [3], наличием измерительных звеньев с передаточными функциями ^ , М2 и дополнительного компенсирующего звена с передаточной функцией М3, выход которого подается на электропривод (ЭП) наведения.
Рис. 1. Структурная схема азимутального канала ИИССиН с компенсацией отклонения от задающего воздействия, измеренного косвенным методом
Для упрощения исследований преобразуем структурную схему ИИССиН с косвенным измерением угловой скорости к схеме комбинированного регулирования (рис.2).
Рис. 2. Структурная схема азимутального канала ИИССиНс комбинированным регулированием
Из схемы комбинированного регулирования получаем выражение для компенсирующего сигнала, формируемого на выходе звена , в следующем виде:
из = + (М1 - у2]
(1)
р р
В первом приближении передаточная функция ИИССиН по отклонению ОЛВ от задающей угловой скорости имеет вид
1 - мэп мп (М^з - к 0 Мг)
а
а
Ю
лу юлу р + мэп мп (ка + камгр + - М^зр)
, (2)
где Мр
к
г
Т рр2 + 2ХТГр +1
• кэпсм . „7
; мэп = -—7м ; мп
к
п
тэпР+1 " ТпР +1 функции гироскопа, электропривода и платформы.
передаточные
Для того, чтобы при нулевых начальных условиях сигнал из представлял собой только функцию от задающего воздействия оду, необходимо соблюдать следующее условие:
-1 = — (3)
P
С учетом равенства (з) из выражения (1) получаем
тт —2 —з из = 2 зЮЛУ. Р
С учетом равенства (з) передаточная функция (2) принимает вид
—а =- Р - —эп —п (—2—з - ка —дуср) (4)
Юду р[р + —эп —п (к а + к а —дусР)] . ( )
Из передаточной функции (4) записываем условие инвариантности а от юлу в следующем виде:
—эп—п (—2—з - к а —дусР) = Р.
Этому условию удовлетворяет компенсирующая связь с передаточной функцией
(1 + к а—дус—эп—п )Р
—з =-.
з —эп—п—2
Если в качестве измерительного элемента использовать уже имеющийся (датчик угловых скоростей)ДУС, то —1 = —дус и —2 = —дус Р.
™ 1 + к а —дус —эп —п Тогда —з =---.
—дус —эп —п
На частотах наведения без учета собственных колебаний гироскопа и электропривода для компенсирующей связи получаем следующую передаточную функцию:
—з = 1 + к акк г к —п — п » к а (ТзР +1),
кгкэп—п
гр тп
где Тз = п
к а к г Ко соб ф в
На рис. з приведен график переходного процесса погрешности от задающего воздействия ЮдуОО = 0.з-1(1;) рад/с и возмущающего момента М^) = 0.2 + 0.05) Н/м. График получен для структурной схемы, изображенной на рис. 1, и параметров ИИССиН, приведенных в работе [з].
3 2.5
2
т 1.5
е
Е 1
0.5
га о -0.5 -1 -1.5
i
Рис. 3. Графики погрешности азимутального канала от задающего и возмущающего воздействий с косвенньм измерением
1 - Т3 ф 0; 2 - Т3 = 0
Анализ графиков, приведенных на рис.3, показывает, что ИИССиН становится астатической по отношению к задающей угловой скорости
даже при небольших коэффициентах передачи к а и ка, однако ИИССиН остается статической по отношению к возмущающему моменту, поэтому эти коэффициенты необходимо увеличивать для обеспечения требуемой погрешности наведения на качающемся основании.
Список литературы
1. Родионов В.И. Гироскопические системы стабилизации линии визирования оптических приборов // Изв. вузов. Приборостроение. 2001. Т. 44, № 9. С. 36 - 41.
2. Родионов В.И. Гироскопические системы стабилизации и управления. Тула: ТулГУ, 2000. 192 с.
3. Кожеуров М.А., Родионов В.И. Влияние динамики гироскопа и электропривода на погрешность стабилизации систем наведения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. Вып. 5. Ч. 2. С. 320 - 329.
Кожеуров Максим Александрович, асп., maxxomonte@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
. -
- 1
^ 2
■ "
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
4. с
Михед Антон Дмитриевич, канд. техн. наук, доц., anton11588@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский институт экономики и информатики,
Родионов Владимир Иванович, д-р техн. наук, проф., tgupu@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ON THE ISSUE OF INCREASING THE ACCURACY OF INFORMATION-MEASURING STABILIZATION AND INDUCTION SYSTEMS
M.A. Kozheurov, V.I. Rodionov
The question of increasing the accuracy of the biaxial information - measuring stabilization and induction system with indirect measurement of dimension of initial impact is dis-cussed.Mathematical models are composed at varying angles of bearing at dynamics of gyroscopes and electrodynamic processes that occurin in electric drives.
Key words: stabilization and induction system,optic vision line, indirect dimension of
impact.
Kozheurov Maksim Aleksandrovich, postgraduate, tgupu@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Mihed Anton Dmitrievich, candidate of technical sciences, docent, an-ton11588@yandex. ru, Russia, Tula, Tula Institute of Economics and Informatics,
Rodionov Vladimir Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, tgu-pu@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 537.311.37
ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ КОНТАКТНОЙ
ПЕРЕДАЧЕЙ ЗАРЯДА
А.А. Выставкин, Д.Г. Черняховский
Описан метод электризации аэрозольных частиц контактной передачей заряда. Этот метод активно используется для окраски различных элементов, так как расход краски уменьшается на 70 % по сравнению с пневматическим методом окраски. Также этот метод используется для ионизации частиц, газов или аэрозолей.
Ключевые слова: непроводящая частица, электризация, аэрозоли, потенциал, контактная поверхность, проводимость.
С середины двадцатого века и по сегодняшний день используется метод электроокраски, основанный на электризации аэрозольных частиц контактной передачей заряда. По сравнению с окраской элементов пневматическим распылением он экономнее на 70 % и экологичнее. Также активно применяется ионизация воздуха, газов, частиц или аэрозолей на онове этого эффекта. Рассмотрим этот метод более детально.
215
