CC BY
9Решетневскце чтения
УДК 531.7
Ю. В. Коловский Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск
МОДЕЛИРОВАНИЕ БОРТОВОГО КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА*
Лабораторный образец стереофотограмметрического комплекса средств контроля изменения формы (СКИФ) поверхностей и напряженно-деформированного состояния конструкций, укомплектованный стандартным оборудованием, для измерительного объема 25*25*50 м, во время производственных испытаний обеспечивал относительную погрешность контроля пространственного положения элементов конструкции объектов »10-6. Проведены имитационное моделирование и сравнительный анализ проектных решений для бортового комплекса СКИФ и его структурных элементов.
Проводимые исследования методов и средств адаптивного контроля и регулирования ряда геометрических, механических, оптических, радиотехнических характеристик конструкций и систем космического аппарата (КА) показывают высокую эффективность и надежность бортового стереофотограмметри-ческого комплекса средств контроля изменения формы (СКИФ) в процессе эксплуатации КА [1].
Созданный по заказу ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Ре-шетнева» лабораторный образец комплекса СКИФ является полнофункциональной многомерной измерительной машиной с минимальными аппаратными требованиями: отсутствием контакта с объектом во время измерения, высокой точностью даже при измерении крупногабаритных объектов, простотой использования, минимизированным влиянием условий окружающей среды - и обеспечивает определение координат, взаимоположения в пространстве, текстуры и отклонения формы поверхности любого элемента КА [2].
Данные измерений были использованы при решении разнообразных задач диагностирования и регулирования: сравнения с ОАЭ-данными; проверки геометрии объекта и его положения в пространстве; контроля размеров с учетом требований технического задания; анализа статической деформации и динамики объекта, усилий натяжения сетеполотна и других физических свойств поверхностей и оболочек; диагностирования радиотехнических характеристик гибридной зеркальной антенны (свидетельства Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ 2005612126,2005612186, 20070612336, 2010612169).
Однако используемые в лабораторном образце оборудование и компонентная база непригодны для бортового комплекса СКИФ из-за жестких эксплуатационных требований и ограничений. Поэтому необходима разработка новой структуры комплекса и его функциональной элементной базы.
Было проведено исследование интегральной функциональной компонентной базы для создания параллельных структур извлечения и обработки информации [3; 4], распознавания образов в диагности-
руемом гиперпространстве в реальном масштабе времени, моделирование методов и средств пространственной и спектральной селекции на базе дифракционной оптики, а также разработана полнофункциональная многомерная измерительная машина [5]. В настоящее время формулируется обоснование методов и средств мягкого контроля и управления трансформируемой крупногабаритной антенной системой (АС) космического базирования; исследуется детерминизм свойств объекта, отклонений формы, текстуры, положения в пространстве элементов конструкции, с одной стороны, и их радиотехнических характеристик: диаграммы направленности, коэффициента усиления и т. д. - с другой.
Разработаны эффективные нейроинформационные технологии решения задач:
- восприятия, распознавания и идентификации визуальных динамических образов диагностируемых сложных крупногабаритных объектов в реальном масштабе времени, в быстро изменяющихся условиях внешней среды для осуществления мониторинга, функциональной диагностики, прогнозирования и управления производством, сборкой, монтажом и эксплуатацией этих объектов;
- совершенствования способов извлечения и обработки полезной информации, калибровки и метрологического обеспечения адаптивных параллельных систем мягкого контроля крупногабаритных технологических поверхностей;
- формирования обучающих паттернов на основе данных комплексного контроля объектов с целью получения нейросетевого решения внешних и внутренних дифракционных задач электродинамики и прогнозирования радиотехнических характеристик адаптивных зеркальных АС.
Библиографические ссылки
1. Разработка, изготовление и отработка лабораторного образца бортовой системы контроля изменения формы отражающей поверхности рефлектора антенны и его положения относительно облучающей системы : технич. отчет (заключ.) : ТО-160400-0511-2008) ; рук. Ю. В. Коловский / Сиб. федер. ун-т. Красноярск, 2008.
*Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 06-08-01343-а).
"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
2. Функциональная диагностика и управление крупногабаритными конструкциями и оболочками [электронный ресурс] : отчет (итоговый) : по проекту Рос. фонда фундамент. исслед. ; рук. Ю. В. Коловский / Сиб. федер. ун-т. Красноясрк, 2009. URL: http://193.233.79.247/forms/2009/print_all.asp (дата обращения: 30.08.2011).
3. Коловский Ю. В., Левицкий А. А., Маринушкин П. С. Компьютерное моделирование компонентов МЭМС // Проблемы разработки перспективных мик-
ро- и наноэлектронных систем : материалы III Всерос. науч.-техн. конф. / Моск. ин-т электрон. техники (техн. ун-т). М., 2008. С. 87-90.
4. Оксидные люминисцентные материалы, полученные экстракционно-пиролитическим методом / А. С. Александровский, Ю. В. Коловский, Т. Н. Патрушева и др. // Хим. технология. 2010. Т. 11, № 4. С. 198-203.
5. Коловский Ю. В. Методология оперативного диагностирования и управления сложными объектами / Сиб. федер. ун-т. Красноярск, 2011.
Y. V. Kolovskiy Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk
ANALOG COMPUTATION OF FORM AND LAYOUT DESIGN CHANGE FOR SPACECRAFT BOARD CONTROL COMPLEX
Laboratory sample of stereophotogramrnetrical control complex for tasting changes in shape surfaces and stressstrain state of structures, equipped with standard equipment for measuring volume of25x25x50 meters, while field tests provide a relative error of »10— the spatial position of the control elements of the construction sites. The author describes analog modulation and presents comparative analysis of design solutions for complex board as a whole and its structural elements.
© KOJIOBCKHH ro. B., 2011
УДК 62-83
С. А. Комаров, С. О. Бойко, Е. А. Улыбушев, С. Г. Харитонов
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
ВЫСОКОТОЧНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ПРИВОД, ПОСТРОЕННЫЙ ПО ГИБРИДНОЙ СХЕМЕ
Предложена конструкция высокоточного линейного привода, в котором для линейного перемещения на малые величины используются упругие свойства материала. Рассмотрены основные проблемы, возникающие при проектировании этого привода, и приведены его технические характеристики.
В настоящее время в связи с развитием новых технологий появляется все больше задач, для решения которых требуется применение высокоточных линейных приводов. В качестве примера можно привести приводы линейного перемещения промышленных станков, многостепенные приводы наведения антенн в космической технике, в медицинском оборудовании и т. д.
При создании высокоточного привода, имеющего возможность перемещения выходного звена в пределах 20 мм с точностью ±0,000 25 мм, необходимо:
- обеспечить высокоточное перемещение на малые величины на всей длине хода выходного звена;
- обеспечить необходимую жесткость привода;
- обеспечить малую дискретность перемещения;
- обеспечить высокое развиваемое усилие;
- исключить мертвый ход привода.
Для выполнения этих требований предложено разделить будущий механизм на две части: грубую и точную. Грубая передача обеспечит перемещение на
большие расстояния с невысокой точностью, а точная передача будет использоваться для точной подстройки выходного звена и, как следствие, компенсации неточностей в первой передаче.
Функционально грубый линейный привод состоит:
- из электродвигателя;
- шариковинтовой передачи 8КР с погрешностью перемещения 0,02 мм;
- точного линейного привода, принцип действия которого основан на упругих свойствах материала;
- штока;
- корпуса.
Точный линейный привод состоит из электродвигателя, цилиндрического редуктора, упругой системы линейного перемещения.
На этапе проектирования привода возникает ряд проблем, которые связаны с конструкцией точной части привода:
- отсутствие опыта проектирования передач подобного рода;
