Реферат: Индикаторный гиростабилизатор телекамеры - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Индикаторный гиростабилизатор телекамеры

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 69 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Двухосный индикаторный гиростабилизатор телекамеры на ВОГ Введение Телевизионная техника применяется в ра зличных областях человеческой деятельности - эконо мике , искусстве , военном деле и многих дру гих . Область ее применения постоянно расширяе тся . Это объясняет активное развитие в нас тоящее время телевизионного и кинотех ниче ского оборудования и применение новейших дост ижений техники при разработке и производстве устройств для различных видов теле и киносъемки. К таким устройствам относят гироскопич еские стабилизаторы (ГС ) углового положения те лекамеры , которые применяютс я при съемках с подвижных объектов : вертолета , судна , ав томобиля , а также с кранов. Из требований , предъявляемых к этим устройствам , наиболее важными являются следующи е : — высокая точность стабилизации , обуслов ленная применением объективов с большим фокус ным расстоянием ; — дистанционное управление стабилизатором и телекамерой , что связано с целесообразнос тью или даже необходимостью размещения телека меры в месте , недоступном для оператора , н апример , на кране ; — защита от вибрационных возмущений как с целью обеспечения виброустойчивости гиростабилизатора , так и для повышения каче ства отснятого материала , снижающегося при по ступательном движении телекамеры ; — удобство и простота в обращении , необходимость “защиты от дурака” ; — минимально возможные габариты и м асса ; — удобство доступа к стабилизируемой камере ; — высокие скорости (до 120 град ./с .) и ускорения (до 200 рад ./с .) управления , для получения “динамичного” отснятого материала ; — большие углы прокачки , по некоторым осям равные 360 ; — минимально возможное энергопотребление , т.к . для работы часто используются автономн ые источники питания (аккумуляторы и т.д .). — большой диапазон балансировок , необход имость которого вызывается использованием различ ных типов теле и кинокамер с си ль но различающимися массогабаритными показателями. Из устройств , в наибольшей степени удовлетворяющих перечисленным требованиям , в наст оящее время известны и применяются следующие . Это силовой гироскопический стабилизатор " Wesscam " (Канад а ) и трехосные ги ростабилизаторы 1ГСП ( разработка МВТУ и НИКФИ ), 2ГСП , 4ГСП (разрабо тка МВТУ МГТУ ). Первый представляет собой платформу , по мещенную в карданов подвес , на которой уст ановлены три двухстепенных гироскопа . Компенсация внешнего момента осуществляется разгруз о чным двигателем и маятниковым устройством . Са м карданов подвес крепится к основанию с помощью упругой связи , необходимой для ам мортизации устройства при поступательных вибраци ях вертолета , автомашины и т.п . Гиростабилизато р помещен в защитную сферу имеющ у ю вырез напротив объектива киноаппарата. Гиростабилизаторы 1ГСП , 2ГСП , 4ГСП индикат орного типа . Все они в качестве чувствител ьного элемента используют трехстепенный гироскоп типа МГТУ -05. Также все эти три гироста билизатора имеют дистанционное управление к иноаппаратом и пространственным положением стаби лизированной платформы. Особенностью гиростабилизатора 1ГСП являетс я использование внутреннего карданова подвеса и двухконтурной системы стабилизации с при менением маховиков совместно с двигателями ст абилиз ации . К недостаткам этого стабилиза тора относятся низкая скорость управления (10 гр ад /сек ) и отсутствие защиты от аэродинамич еских воздействий. В гиростабилизаторе 2ГСП применен наруж ный карданов подвес с подшипником большого диаметра и также используется двухконтур ная система стабилизации (маховик и двигатели стабилизации ). Скорость управления до 30 град /сек . Для защиты от аэродинамических воздейс твий введен следящий частично прозрачный обте катель , внутри которого расположен трехосный аммортизатор для пр е дохранения платфо рмы с киноаппаратом от линейных вибраций. Гиростабилизатор 4ГСП также выполнен с наружным кардановым подвесом . Он имеет ск орость управления до 60 град /сек ., ограниченную , в основном , скоростью управления примененног о чувствительного элеме нта . Защита от аэродинамических нагрузок отсутствует. В данной работе продолжены исследовани я по возможности построения гироскопического стабилизатора углового положения телекамеры , в котором : — скорость управления обеспечивается не м енее 100 град /сек ; — пр едусмотрено дистанционное управление телекамерой и самим гиро c табилизатором ; — в качестве чувствительного элемента исп ользован волоконно-оптический гироскоп. В частности , рассматриваются вопросы : — обеспечения устойчивости канала стабилизац ии при существенн о нежесткой конструкции ГС , нежестком креплении телекамеры к ГС и расположении чувствительного элемента не на стабилизируемом объекте ; — проведено исследование инерционных возмуща ющих моментов , в том числе моментов возник ающих от несимметричности конструкци и рам ГС ; — проводилась доработка усилителя мощнос ти с ШИМ ; — предложена конструкция датчика угла фазового типа ; — разработана конструкция двухосного ГС. Обоснование выбора подвеса гиростабилизатора. Одним из основных факторов , определяющи х выбор принци пиальной схемы гиростабилиз атора телекамеры , является тип карданова подв еса . В гиростабилизаторе телекамеры может быт ь использован как внутренний , так и наружн ый карданов подвес . Сравнительный анализ и конструктивная проработка схем подвесов [3] показ ывае т , что применение наружного кард анова подвеса для стабилизатора телекамеры пр едставляется более целесообразным . Это объясняетс я следующими причинами. Использование наружного карданова подвеса при больших углах прокачки позволяет пол учить более компактную к онструкцию стабил изированной платформы . В этом случае момент инерции платформы относительно собственной оси вращения значительно снижается , и тогда в еличина максимального момента двигателя стабилиз ации , выбираемая из условия обеспечения необх одимого углов о го ускорения платформы при управлении может быть уменьшена . Это позволяет повысить точность стабилизации за счет использования двигателя стабилизации ме ньших габаритов , имеющего меньший момент сухо го трения вокруг оси вращения и меньший коэффициент демпфи р ования. Габаритные размеры гиростабилизатора телек амеры с наружным кардановым подвесом оказываю тся меньше , чем с внутренним , т.к . в пос леднем случае для получения достаточных рабоч их углов поворота платформы необходимо выполн ение подвеса по гантельной схе ме , что приводит к значительному увеличению одного габаритного размера гиростабилизатора по сра внению с другим . Применение наружного кардано ва подвеса позволяет добиться минимального ра зличия между габаритными размерами гиростабилиза тора по взаимноперпенд и кулярным осям , что является желательным. В то же время схема гиростабилизат ора с наружным кардановым подвесом имеет следующие недостатки : — увеличенный возмущающий инерционный мо мент , действующий вокруг оси наружной рамы подвеса , который возникает при пер еносн ых поворотах основания гиростабилизатора ; — пониженная жесткость рам наружного карданова подвеса по сравнению с внутренни м. Возмущающий инерционный момент , действующий по оси наружной рамы карданова подвеса , вызывает появление ошибок стабилизации , а также создает дополнительные нагрузки на приводы . Однако , как показывают исследования , в реальных условиях эксплуатации гиростабил изатора киноаппарата на кране и на вертол ете [8,9], величина инерционного момента при симме тричной конструкции рам оказываетс я незначительной . В связи с этим первый и з перечисленных недостатков наружного карданова подвеса оказывается несущественным. В представленном двухосном гиростабилизато ре телекамеры применен наружный карданов подв ес. Конструкция подвеса гиростабилизатора п озволяет получить угол прокачки по ос и тангажа +60...-80 град ., а по оси курса угол вращения не ограничен. Описание особенностей конструкции гиростабил изатора. Особенностью данного ГС является выпол нение наружной рамы в виде Г-образной конс трукции . Это позволяет уменьшить габариты ГС и упростить доступ к телекамере . Одн ако такая конструкция является существенно не симметричной , что вызывает появление дополнительн ых возмущающих моментов из-за значительных по величине центробежных моментов инерции рам . Исс л едование этих возмущающих мо ментов проведено в разделе “Анализ инерционны х возмущающих моментов”. Кроме того , требования по минимизации масс , моментов инерции , требования по динами ке управления платформой приводят к тому , что наружная рама оказывается сущ ественно нежесткой . А так как при этом необход имо учитывать требования по высокой точности стабилизации при значительных возмущающих мо ментах , то возникает необходимость в проведен ии специальных исследований по вопросам обесп ечения устойчивости канала ста б илизац ии . В частности , исследований по расположению ЧЭ в конструкции ГС . Исследование устойчи вости канала стабилизации приведено в разделе “Исследование влияния нежесткостей элементов гиростабилизатора на его устойчивость”. Особенностью данной конструкции ГС является то , что стабилизация положения тел екамеры по курсу осуществляется косвенным обр азом , путем стабилизации положения наружной р амы карданова подвеса . Эта особенность также учтена в разделе “Исследование влияния н ежесткостей элементов ГС на его у с тойчивость”. Из требований по минимизации энергопот ребления вытекает необходимость увеличения КПД канала стабилизации . Согласно этому требованию , а также с целью получения значительных по величине моментов привода , в качестве привода используется редуктор ный привод со встречным включением двигателей стабилиза ции серии ДПР . Кроме того , использование в качестве ЧЭ волоконно-оптического гироскопа позволяет снизить энергопотребление собственно Ч Э до 3 Вт , как в режиме измерения , так и при управлении положение м стаби лизированной платформы. Наиболее существенное влияние на КПД электронной части канала стабилизации оказывае т коэффициент полезного действия УМ . Поэтому УМ выполнен импульсным , с использованием ШИМ модуляции выходного напряжения . Это позво ляет пример но в два раза увеличить КПД УМ по сравнению с линейными схемам и УМ . Однако все импульсные УМ являются мощными источниками электромагнитных помех , поэ тому в данной конструкции ГС УМ располага ется на самом ГС , в непосредственной близо сти от двигателей стаби л изации . Кр оме того , непосредственно на ГС расположены схемы защиты ВОГа. Конструкция крепления телекамеры позволяет проводить установку на платформу телекамер отличающихся по массогабаритным параметрам о т базовой на 30 %. П ри этом осуществля ется независимая регулировка положения телекамер ы по трем взаимоперпендикулярным осям. Применение в качестве ЧЭ ВОГа вмес то механических гироскопов позволяет практически снять ограничения по максимальным скоростям измерения и управления, накладываемых н а канал стабилизации самим ЧЭ. АНАЛИЗ ИНЕРЦИОННЫХ ВОЗМУЩАЮЩИХ МОМЕНТОВ. При несимметричной конструкции рам гир остабилиза-тора и значительных угловых скоростях движения основания и управления платформой необходимо учитывать возмущающие мо менты , вызываемые осевыми и центробежными моментам и инерции рам. В данной работе проводится исследовани е инерционных возмущающих моментов для двухос ного гиростабилизатора , с учетом влияния цент робежных моментов инерции рам и скоростей управления платформо й. Выражения для инерционных моментов пол учены путем раскрытия членов , зависящих от параметров движения основания и платформы входящих в динамические уравнения Эйлера . Осн овные математические преобразования выполнялись с помощью программы “ DERIVE ”. Систе мы координат и обозначения используемые далее. Рис .1. X 0 , Y 0 , Z 0 - система координат связанная с основанием. X 1 , Y 1 , Z 1 - система координат связанная с наружной рамой. X 2 , Y 2 , Z 2 - система коо рдинат св язанная с платформой. Q ij - момент количества движения j -го тела по i -й оси. ij - угловая скорость j -го тела по i -й оси. ij ' - угловое ускорение j -го тела по i -й оси. J i - осевые момен ты инерции тела относительно i -й оси. J ij - центробежные моменты инерции . M ij - внешние возмущающие моменты действующие на j -е тело по i -й оси. - угол поворота наружной рамы по оси Y 1 . ' - угло вая скорость вращения наружно й рамы по оси Y 1 . '' - угловое ускорение наружной рамы по оси Y 1 . - угол поворота платформы по оси Z 2 . ' - угловая скорость вращ . платф ормы по оси Z 2 . '' - угловое ускорение платформы по оси Z 2 . Динамические уравнения Эйлера для i -го тела имеют вид : dQ xi /dt - Q yi zi + Q zi yi = M xi dQ yi /dt - Q zi xi + Q xi zi = M yi dQ yi /dt - Q zi xi + Q xi zi = M yi В случае двух осного гиростабилизатора эти уравнения преобразу ются в следующую форму : а ) для наружной рамы : dQ y 1 / dt - Q z 1 x 1 + Q x 1 z 1 = M y 1 б ) для платформы : dQ x 2 / dt - Q y 2 z 2 + Q z 2 y 2 = M x 2 dQ y2 /dt - Q z2 x2 + Q x2 z2 = M y2 (1) dQ z2 /dt - Q x2 y2 + Q y2 x2 = M z2 Полный момент количества движения наружной рамы в проекция х на оси X 1 , Y 1 , Z 1 определяется следующими выражениями : Q x 1 = J x 1 x 1 - J xy 1 y 1 - J xz 1 z 1 Q y 1 = J y 1 y 1 - J yx 1 x 1 - J yz 1 z 1 (2) Q z 1 = J z 1 z 1 - J zx 1 x 1 - J zy 1 y 1 Полный момент количества движения плат формы в проекциях на оси X 2 , Y 2 , Z 2 определяется следующими выражениями : Q x 2 = J x 2 x 2 - J xy 2 y 2 - J xz 2 z 2 Q y 2 = J y 2 y 2 - J y x 2 x 2 - J yz 2 z 2 (3) Q z 2 = J z 2 z 2 - J zx 2 x 2 - J zy 2 y 2 Кинематические уравнения двухосного гирост аби-лизатора , для расположения координатных осей приве-денного на рис .1, имеют вид : а ) для наружной рамы : x 1 = x 0 cos ( ) - z 0 sin ( ) y1 = y0 + ' (4*) z1 = x0 sin( ) + z0 cos( ) x1 ' = x0 ' cos( ) - z0 ' sin( ) y1 ' = y0 ' + '' (4*') z1 ' = x0 ' sin( ) + z0 ' cos( ) б ) для платфор мы : x 2 = x 1 cos ( ) + y 1 sin ( ) y2 = y1 cos( ) - x1 sin( ) (5*) z2 = z1 + ' x2 ' = x1 ' cos( ) + y1 ' sin( ) y2 ' = y1 ' cos( ) - x1 ' sin( ) (5*') z 2 ' = z 1 ' + '' Из 2-го уравнения в (5*) следует , что : y 1 = x 1 tg ( )+ y 2 / cos ( ) Из 2-го уравнения в (5*') следует , что : y1 '= x1 ' tg( )+ y2 '/cos( ) Тогда , учитывая , что y 2 , z 2 , y 2 ', z 2 ' являются параметрами д вижения стабилизированного объекта , т.е . заданы , кинематические уравнения можно переписать в следующем виде : x1 = x0 cos( ) - z0 sin( ) y1 = x1 tg( )+ y2 /cos( ) (4) z1 = x0 sin( ) + z0 cos( ) x1 ' = x0 ' cos( ) - z0 ' sin( ) y1 ' = x1 ' tg( )+ y2 '/cos( ) (4') z1 ' = x0 ' sin( ) + z0 ' cos( ) x2 = x1 cos( ) + y1 sin( ) (5) x2 ' = x1 ' cos( ) + y1 ' sin( ) (5') Подставляя выраже ния для полных мо ментов количества дв ижения (2), (3) в динамические уравнения Эйлера (1), по лучаем следующий вид уравнений движения наруж ной рамы и платформы : J y 1 y 1 ' + ( J x 1 - J z 1 ) x 1 z 1 + J zx 1 x 1 2 - J xz 1 z 1 2 + + J zy1 x1 y1 - J xy1 y1 z1 - J yx1 x1 ' - J yz1 z1 ' = M y1 (6.1) J x2 x2 ' + (J z2 -J y2 ) y2 z2 - 2 J zy y2 2 + J yz2 z2 2 + + J yx2 x2 z2 - J zx2 x2 y2 - J xz2 z2 ' - J xy2 y2 ' = M x2 (6.2) J y2 y2 ' + (J x2 -J z2 ) x2 z2 + J zx2 x2 2 - J xz2 z2 2 + + J zy2 x2 y2 - J xy2 y2 z2 - J yx2 x2 ' - J yz2 z2 ' = M y2 (6.3) J z2 z2 ' + (J y2 -J x2 ) x2 y2 + J xy2 y2 2 - J yx2 x2 2 + + J xz2 y2 z2 - J yz2 x2 z2 - J zx2 x2 ' - J zy2 y2 ' = M z2 (6.4) При отс утствии моментов внешних сил правые части уравнений (6.2), (6.3), (6.4) обращаются в нуль , а правая часть (6.1) представляет со бой момент реакции со стороны платформы н а внешнюю раму вокруг оси Y 1 . Обозначив левые части уравнений (6.1), (6.2), (6.3) буквам и A, B и C, соответственн о , получаем выражение для полного инерционног о момента относительно оси внешней рамы : M y1ин = A + B sin( ) + C cos( ) (7) Раскрыв в (7) сокращения A, B и C и преобра зовав получаем выражение для полного инерцион ного момента М y1ин . М y1ин =J xz1 x1 2 - z1 2 + +J xz2 cos( ) x2 2 -J yz2 sin( ) y2 2 + + J yz2 sin( )-J xz2 cos( ) z2 2 + + J yz2 cos( )-J xz2 sin( ) x2 y2 + + J xy2 sin( )+(J x2 -J z2 ) cos( ) x2 z2 + + (J z2 -J y2 ) sin( )-J xy2 cos( ) z2 y2 + (8) + J x2 sin( )-J xy2 cos( ) x2 + + J y2 cos( )-J xy2 sin( ) y2 - - J xz2 sin( )+J yz2 cos( ) z2 + +J yz1 x1 y1 - -J xy1 z1 y1 + +(J x1 -J z1 ) x1 z1 - -J xy1 x1 - -J yz1 z1 + +J y1 y1 После подстановки в полученные выражен ия для инерционных моментов М y1ин , M z2и н кинематических уравнений (4), (4 ), (5), (5 ) и пре образован ия , получим следующий вид выраже ний для М y1ин , M z2ин : M Z2ИН = cos(2 )-2 cos( ) 2 tg( ) 2 J xy2 ( x0 2 + z0 2 )+ + 2 tg( ) 2 sin( ) 2 -2 cos( ) 2 +4 sin( ) cos( ) J xy2 x0 z0 + + (J y2 -J x2 )/cos( )-2 J xy2 sin( )(1+tg( ) 2 ) cos( ) x0 y2 + +J yz2 z0 z2 (sin( )-cos( ))/cos( )- -J xz2 x0 ' cos( )/cos( )+ + 2 J xy2 (sin( ) tg( ) 2 +sin( )) sin( )+(J x2 -J y2 ) sin( )/cos( ) y2 z0 + +J xz2 z0 ' sin( )/cos( )+ + J xz2 -J yz2 y2 z2 tg( )+ + (J y2 -J x2 ) tg( )+J xy2 (1-tg( ) 2 ) y2 2 - - J xz2 tg( )+J yz2 y2 '+ +J z2 z2 ' (9) M y1ин = [J xz2 (tg( ) 4 +2/cos( ) 2 -1) cos( ) 3 +J yz1 tg( )+J xz1 ] cos( ) 2 + +[[(J x1 -J z1 )-J xy1 tg( )] cos( )-J xz1 sin( )] sin( ) x0 2 + + [[J xy1 tg( )+(J z1 -J x1 )] sin( )-J xz1 cos( )] cos( )+ +[J xz2 cos( ) 3 [2/cos( ) 2 +tg( ) 4 -1]+J yz1 tg( )+J xz1 ] sin ( ) 2 z0 2 + + (J x1 -J z1 ) cos(2 )+[1-tg( ) 4 -2/cos( ) 2 ] J xz2 cos( ) 3 sin(2 )- -[J yz1 tg( )+2 J xz1 ] 2 sin( ) cos( )- -J xy1 tg( ) cos(2 ) x0 z0 + + [J xy2 sin( ) cos( )(tg( ) 2 +1)+(J x2 -J z2 )] cos( ) x0 z2 + + [J xz2 sin( ) cos( )+J xz2 sin( ) 3 /cos( )+J yz2 ] cos( )+ +[J yz1 cos( )-J xy1 sin( )]/ cos( ) x0 y2 - - [J xz2 sin( ) cos( ) (1+tg( ) 2 )+J yz2 ] sin( )+ +[J yz1 sin( )+J xy1 cos( )]/cos( ) z0 y2 + + -[tg( ) 2 +1] sin( ) cos( ) J xy2 +(J z2 -J x2 )] sin( ) z0 z2 + + [J x2 sin( ) cos( ) (1+tg( ) 2 )+J y1 tg( )-(J xy1 + +J xy2 )] cos( )-J yz1 sin( ) x0 '+ + [-J x2 si n( ) cos( ) (1+tg( ) 2 )+(J xy1 +J xy2 )- -J y1 tg( )] sin( )-J yz1 cos( ) z0 '+ + J yz2 sin( )-J xz2 cos( )] z2 2 - - J xz2 sin( )+J yz2 cos( ) z2 '+ + (J x2 -J y2 ) sin( )+J xy2 cos( ) (tg( ) 2 -1) z2 y2 + + J x2 sin( ) 2 / cos( )-2 J xy2 sin( )+J y2 cos( )+J y1 /cos( ) y2 ' Анализ инерционных возмущающих моментов д ля различных режимов работы гиростабилизатора. Численный анализ инерционных возмущающих моментов (9) п ровожу для различных режимо в работы ГС , типовая конструкция которого приведена на рис 2. Рис .2. Пусть ГС имеет следующие инерционные параметры наружной рамы и платформы : J x1 = -------/ /------ J x2 = 2000 гсм с 2 = 0.2 кгм 2 J y1 = 1500 гсмс 2 = 0.15 кгм 2 J y2 = 9500 гсмс 2 = 0.95 кгм 2 J z1 = -------//------ J z2 = 10000 гсмс 2 = 1 кгм 2 J xy1 = J yx1 = 0 J xy2 = J yx2 = 0.0085 кгм 2 J xz1 = J zx1 = 0 J xz2 = J zx2 = 0.023 кгм 2 J zy1 = J yz1 =1500 гсмс 2 = 0.15 кгм 2 J zy2 = J yz2 = 0.04 кгм 2 Угловые скорости и ускорения основания и управления платформой принимаю равными их типовым значениям при работе гиростабил изатора на кране. x0 = 1 рад /с y2 = 2 рад /с y0 = 1 рад /с z2 = 2 рад /с z0 = 1 рад /с y2 ' = 3 рад /с 2 (10) x0 '= 0,2 рад /с 2 z2 ' = 3 рад /с 2 y0 '= 0,2 рад /с 2 z0 '= 0,2 рад /с 2 Углы прокачки рам изменяются в диапаз оне : = 2 рад . 120 град . (10) = 1 рад . 60 град. Исследование величины численных значений инерционных возмущающих моментов провожу с помощью программы “ MOMIN” листинг которой приведен в “Приложении 1”. Анализ инерционных возмущающих моментов провожу для следующих случаев работы гиро-с табилизатор а : 1) Работа на неподвижном основании при наличии скоростей управления платформой ; 2) Работа на подвижном основании при неподвижной платформе ; 3) Работа на подвижном основании при управляемой платформе ; 1) Работа ГС на неподвижном основании при управляемо й платформе, т.е . при условии : x0 = y0 = z0 = x0 ' = y0 ' = z0 ' = 0 (11 ) 0; 0; y2 0; z2 0; y2 ' 0; z2 ' 0 Тогда подставляя (11) в выражения для инерционных моментов (9), получаем следующий их вид : M Z2ИН =+ J xz2 -J yz2 y2 z2 tg( )+ + (J y2 -J x2 ) tg( )+J xy2 (1-tg( ) 2 ) y2 2 - - J xz2 tg( )+J yz2 y2 '+ +J z2 z2 ' M Y1ИН =+ J yz2 sin( )-J xz2 cos( ) z2 2 - - J xz2 sin( )+J yz2 cos( ) z2 '+ + (J x2 -J y2 ) sin( )+J xy2 cos( ) (tg( ) 2 -1) z2 y2 + + J x2 sin( ) 2 /cos( )- -2 J xy2 sin( )+J y2 cos( )+J y1 /cos( ) y2 ' Максимальные значения инерционных моментов , полученные при выполнении условий (10), следующи е : а ) ось Y 1 : М y1ин = М ин + М цб = 5.68 + 0.14 = 5.82 Н м. при = 0.067 рад. = 1 рад. y2 = -2.0 рад /с. y2 ' = 3.0 рад /с 2 . z2 = 2 р ад /с. z2 ' = -3.0 рад /с 2 . где М ин - вклад в М y1ин возмущающих моментов , связаных с осевыми моментами инерции наружной рамы и платформы ; М цб - в клад в М y1ин возмущающих моментов , связаных с центро бежными моментами инерции н аружной рамы и платформы ; Вклад М цб в суммарный возмущающий момент состави л : К =2.38 % б ) ось Z 2 : М z2ин = М ин + М цб = 7.67 + 0.33 = 8.0 Н м. при = 0.067 рад. = 1 рад. y2 = 2.0 рад /с. y2 ' = -3.0 рад /с 2 . z2 = -2 рад /с. z2 ' = 3.0 рад /с 2 . Вклад М цб в суммарный возмущающий момент состави л : К =4.2 % 2) Работа ГС на подвижном основании п ри неподвижной платформе, т.е . при : y2 = y2 '= z2 = z2 ' = 0; 0; 0; (12) x0 0; y0 0; z0 0; x0 ' 0; y0 ' 0; z0 ' 0 Тогда подставляя (12) в выражения для инерционных моментов (9) получаем следующий их в ид : M Z2ИН = cos(2 )-2 cos( ) 2 tg( ) 2 J xy2 ( x0 2 + z0 2 )+ + 2 tg( ) 2 sin( ) 2 -2 cos( ) 2 +4 sin( ) cos( ) J xy2 x0 z0 + -J xz2 x0 ' cos( )/cos( )+ +J xz2 z0 ' sin( )/cos( ) + M Y1ИН = [J xz2 (tg( ) 4 +2/cos( ) 2 -1) cos( ) 3 +J yz1 tg( )+ +J xz1 ] cos( ) 2 + +[[(J x1 -J z1 )-J xy1 tg( )] cos( )-J xz1 sin( )] sin( ) x0 2 + + [[J xy1 tg( )+(J z1 -J x1 )] sin( )-J xz1 cos( )] cos( )+ +[J xz2 cos( ) 3 [2/cos( ) 2 +tg( ) 4 -1]+J yz1 tg( )+ +J xz1 ] sin( ) 2 z0 2 + + (J x1 -J z1 ) cos(2 )+[1-tg( ) 4 -2/cos( ) 2 ] J xz2 cos( ) 3 sin(2 )-[J yz1 tg( )+2 J xz1 ] 2 sin( ) cos( )- -J xy1 tg( ) cos(2 ) x0 z0 + + [J x2 sin( ) cos( ) (1+tg( ) 2 )+J y1 tg( )-(J xy1 +J xy2 )] cos( )- -J yz1 sin( ) x0 '+ + [-J x2 sin( ) cos( ) (1+tg( ) 2 )+(J xy1 +J xy2 )-J y1 tg( )] sin( )- -J yz1 cos( ) z0 '+ При этом получены следующие максимальн ые значения инерционных возмущающих моменто в : а ) ось Y 1 : М y1ин = М ин + М цб = 0.154 + 0.551= 0.705 Н м. при = - 0.82 рад. = 1 рад. x0 = z0 = 1 рад /с. x0 ' = z0 ' = 0.2 рад /с 2 . y0 = 0.167 рад /c. y0 ' = 0.167 рад /с 2 . Вклад М цб в суммарный воз мущающий момент составил : К = 78.14 % б ) ось Z 2 : М z2ин = М ин + М цб = 0 + 0.07= 0.07 Н м. при = - 0.785 рад. = 1 рад. x0 = z0 = 1 рад /с. x0 ' = z0 ' = 0.2 рад /с 2 . y0 = 0.167 рад /с. y0 ' = 0.167 рад /c 2 Вклад М цб в суммарный возмущающий момент со ставил : К = 100 % 3) Работа ГС на подвижном основании п ри управляемой платформе. При подвижном основании и управляемой платформе инерционные возмущающие моменты оп ределяются выражениями (9). M Z2ИН = cos(2 )-2 cos( ) 2 tg( ) 2 J xy2 ( x0 2 + z0 2 )+ + 2 tg( ) 2 sin( ) 2 -2 cos( ) 2 +4 sin( ) cos( ) J xy2 x0 z0 + + (J y2 -J x2 )/cos( )-2 J xy2 sin( )(1+tg( ) 2 ) cos( ) x0 y2 + +J yz2 z0 z2 (sin( )-cos( ))/cos( )- -J xz2 x0 ' cos( )/cos( )+ + 2 J xy2 (sin( ) tg( ) 2 +sin( )) sin( )+(J x2 - -J y2 ) sin( )/cos( ) y2 z0 + +J xz2 z0 ' sin( )/cos( )+ + J xz2 -J yz2 y2 z2 tg( )+ + (J y2 -J x2 ) tg( )+J xy2 (1-tg( ) 2 ) y2 2 - - J xz2 tg( )+J yz2 y2 '+ +J z2 z2 ' M Y1ИН = [J xz2 (tg( ) 4 +2/cos( ) 2 -1) cos( ) 3 +J yz1 tg( )+ +J xz1 ] cos( ) 2 + +[[(J x1 -J z1 )-J xy1 tg( )] cos( )-J xz1 sin( )] sin( ) x0 2 + + [[J xy1 tg( )+(J z1 -J x1 )] sin( )-J xz1 cos( )] cos( )+ +[J xz2 cos( ) 3 [2/cos( ) 2 +tg( ) 4 -1]+ +J yz1 tg( )+J xz1 ] sin( ) 2 z0 2 + + (J x1 -J z1 ) cos(2 )+[1-tg( ) 4 -2/cos( ) 2 ] J xz2 cos( ) 3 sin(2 )-[J yz1 tg( )+2 J xz1 ] 2 sin( ) cos( )- -J xy1 tg( ) cos(2 ) x0 z0 + + [J xy2 sin( ) cos( )(tg( ) 2 +1)+(J x2 -J z2 )] cos( ) x0 z2 + + [J xz2 sin( ) cos( )+J xz2 sin( ) 3 /cos( )+J yz2 ] cos ( )+ +[J yz1 cos( )-J xy1 sin( )]/cos( ) x0 y2 - - [J xz2 sin( ) cos( ) (1+tg( ) 2 )+J yz2 ] sin( )+ +[J yz1 sin( )+J xy1 cos( )]/cos( ) z0 y2 + + -[tg( ) 2 +1] sin( ) c os( ) J xy2 +(J z2 -J x2 )] sin( ) z0 z2 + + [J x2 sin( ) cos( ) (1+tg( ) 2 )+J y1 tg( )-(J xy1 +J xy2 )] cos( )-J yz1 sin( ) x0 '+ + [-J x2 sin( ) cos( ) (1+tg( ) 2 )+(J xy1 +J xy2 )-J y1 tg( )] sin( )-J yz1 cos( ) z0 '+ + J yz2 sin( )-J xz2 cos( ) z2 2 - - J xz2 sin( )+J yz2 cos( ) z2 '+ + (J x2 -J y2 ) sin( )+J xy2 cos( ) (tg( ) 2 -1) z2 y2 + + J x2 sin( ) 2 /cos( )-2 J xy2 sin( )+J y2 cos( )+ +J y1 /cos( ) y2 ' При этом получены следующие максимальн ые значения инерционных мо ментов. а ) ось Y 1 : М y1ин = М ин + М цб = 8.1 + 1.65 = 9.75 Н м при = 0.776 рад. = 1.0 рад. y2 = -2 рад /с. y2 ' = 3 рад /с 2 . z2 = 2 рад /с. z2 ' = -3 рад /с 2 . x0 = z0 = 1 рад /c. x0 ' = 0.2 рад /c 2 . z0 ' = - 0.2 рад /c 2 . y0 = 0.167 рад /c. y0 ' = 0.167 рад /c 2 . Вклад М цб в суммарный возмущающий момент состави л : К = 16.9 % б ) ось Z 2 : М z2ин = М ин + М цб = 11. 6 + 0.361 = 11.96 Н м при = -0.785 рад. = 1.0 рад. y2 = 2 рад /с. y2 ' = -3 рад /с 2 . z2 = -2 рад /с. z2 ' = 3 рад /с 2 . x0 = z0 = 1 рад /c. x0 ' = z0 ' = - 0.2 рад /c 2 . y0 = 0.167 рад /c. y0 ' = 0.167 рад /c 2 . Вклад М цб в суммарный возмущающий момент состави л : К = 3.02 % Описание структурной схемы канала с табилизации. Чувствительным элементом , измеряющим отклонение стабилизированной платформы от заданн ого положения является датчик угловой скорост и (ДУС ), роль которого выполняет волоконно-оптич еский гироскоп (ВОГ ), сигнал на выходе кото рого пропорционален угловой скорости вращения платформы . Поэтому для у с транения статической ошибки стабилизации сигнал с в ыхода ВОГ поступает на интегратор , на выхо де которого формируется напряжение пропорциональ ное уже не скорости , а углу отклонения платформы. Далее это напряжение поступает на вход корректирующего звена , ко торое форми рует необходимый вид ЛАХ для обеспечения устойчивости работы ГС . После предварительного усиления напряжение пропорциональ-ное углу откл онения платформы поступает на схему гальванич еской развязки , которая обеспечивает развязку по цепям питания м е жду схемой управления и усилителем мощности (УМ ), между сильноточными и слаботочными цепями схемы . Это необходимо для увеличения помехозащищеннос ти канала обратной связи , кроме того это позволяет запитывать УМ непосредственно от первичного источника питан и я (акк умулятора или внешнего блока питания ) без использования мощных преобразователей напряжения для питания УМ. Далее сигнал подается на вход усил ителя мощности , который обеспечивает подачу у правляющего напряжения на двигатели стабилизации . УМ выполнен и мпульсным с использован ием широтно-импульсной модуляции управляющего нап ряжения . Это позволяет повысить КПД УМ , чт о является актуальным с учетом требований к необходимости получения больших скоростей и ускорений управления положением телекамеры , что требу е т применения мощных двигателей стабилизации. Одной из особенностей использования ВО Г является его высокая чувствительность к воздействию внешних электрических возмущений , ч то приводит к нарушению работы ВОГ вплоть до выхода его из строя . Поэтому в состав канала стабилизации необходимо об язательное включение специальной схемы защиты ВОГ. Рассмотрим некоторые возможные варианты конструкции ДУ. 1) Простейшая конструкция ДУ представлена на рис .1. Рис .1. С генератора на ОВ подаётся питающ ее напряжение . Напряжение на СО отстаёт по фазе от возбуждающего на величину пропор циональную косинусу угла поворота ротора , кот орый выполнен в виде диска переменной тол щины . Недостатком данной конструк ции явл яется присутствие постоянного сдвига по фазе между сигналами на ОВ и СО , который в данной конструкции зависит не только от свойств материала ротора , но и от р адиальных перемещений ротора и частоты напряж ения возбуждения . Эту постоянную составляющую необходимо знать заранее и вычита ть из полезного сигнала , что вносит дополн ительную погрешность в точность установки нул я ДУ . 2) Для устранения влияния свойств материа ла ротора на уровень нулевого сигнала и устранение постоянного фазового сдвига применя ет ся дополнительная “опорная” обмотка по конструкции аналогичная измерительной . Конструкц ия такого ДУ приведена на рис .2. Рис .2. На фазоизмеритель подаётся напряжение с двух сигнальных обм оток , сигнал в одной из которых является опорны м , а в другой - измеряемым. В данной конструкции изменение свойств материала ротора от воздействия внешних факторов (например температуры ), изменение частоты питания обмотки возбуждения приводит только к изме нению крутизны выходной характ еристики ДУ . Кроме того уменьшается влияние радиальных смещений ротора. Если необходимо стабилизировать крутизну ДУ , то это возможно выполнить введением в его конструкцию схемы стабилизации крути зны , представляющую собой допо лнительный контур измерения фазы (аналогичный рис .1), котор ый измеряет фазовое запаздывание на дополните льном участке ротора имеющего постоянную толщ ину при любом повороте ротора и схему управления частотой генератора возбуждения . Фаз овое запаздывание изм е ряемое этим контуром сравнивается с “эталонным” и в случае их несовпадения вырабатывается сигнал управления частотой возбуждающего генератора . Х отя следует заметить , что чувствительность кр утизны ДУ ( К р ) завис ящая от свойств м атериала ротора опре деляется в основном его температурным коэффиц иентом сопротивления (величина которого для м еталлов (1 7) 10 -3 [К -1 ]) в квадрате . Таки м образом в ДУ без стабилизации крутизны К р 1 10 -6 5 10 -5 , что для большинства приложений оказывается достаточным Приведённые на рис .1 и рис .2 констр укции ДУ позволяют измерять углы пово рота ротора не более 180 . Для измерения углов поворота ротора до 360 , в конструкцию необходимо до бавить ещё один “комплект” возбуждающих и измерительных обмо ток , расположенных под углом 90 к основным . Таким образом на выходе ДУ мы будем иметь два сигнала , один из которых пропорционален синусу , а второй - косинусу угла поворота ротора. Описание вариантов исполнения электроники Д У рассмотрим для конструкции ДУ приведённой на рис .2 в случаях аналогового и цифрового выходных сигналов . Следует за метить , что хотя фазу сигнала в выходных обмотках ДУ возможно “вращать” на больши е углы , на практике желательно ограничиться углами в неско л ько десятков гр адусов для упрощения построения электронной ч асти ДУ. 1) Электронная часть ДУ для случая ци фрового выходного сигнала представлена на рис .3. Рис .3 Схема обрабатывает сигна л поступаю щий с ДУ , конструкция которого представлена на рис .2. Компараторы DA1 и DA2 преобразуют синусо идальное напряжение поступающее с обмоток ДУ в прямоугольные импульсы не изменяя при этом фазу сигнала . Сигнал с обмотки С О 1 является о порным . Передний фронт импульса напряжения U 1 разрешает переключение триггера DD1 в состояние , определяемо е логическим уровнем сигнала U 2 , знак которого в мом ент прихода фронта U 1 определяется знаком разности фаз напряжений U 1 , U 2 . Одновременно и мпульсные последовательност и U 1 и U 2 поступают на логический элем ент DD2 (“исключающее ИЛИ” ), на выходе которого дважды за период напряжения питания ДУ появляется сигнал логической единицы , длительност ь которого пропорциональна разности фаз напря жений U 1 , U 2 . Этот сигнал у правляет п рохождением тактовых импульсов f такт ,число к оторых в пачке на выходе DD3 будет пропорцио нально разности фаз U 1 , U 2 и следовательно пропорционально углу поворота ротора. Данная схема позволяет обрабатывать на пряжения U 1 и U 2 , разность фа з которых может из меняться в диапазон е от 0 до 180 . 2) Если выходной сигнал ДУ требуется получить в аналоговой форме , то электронная часть ДУ может быть выполнена , например , по следующей схеме (Рис .4.) [Л 15,стр 94 ]. В данной схеме выделение разности фаз напряжений U 1 и U 2 о существляется с помощью логических элементов DD1...DD5 совместно с фильтром нижних частот выполне нном на R1,R2,C1. Питание на DD1...5 подаётся стабилизиров анное двуполярное , чтобы обеспечить сме ну знака выходного напряжения U вых при смене знака разности фаз . Операционный усилитель DA3 - буферный . Схема позволяет измерять разность фаз U 1 , U 2 в диапазоне 180 . Рис .4. Кроме данного варианта исполнения аналогового выхода ДУ , возможно построение фазового детектора на схе мах аналоговых перемножителей [Л 15]. При этом диапазон измерения разности фаз не превыша ет 60 .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Если выключить, телевизор, то, оказывается, Стас Михайлов - не лучший певец России, Алла Пугачева - не примадонна, быть геем - неприлично, а Путин, страшно говорить - не самый любимый политик в стране.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru