Введение к работе
Большой интерес к разработке стрелковых тренажеров объясняется тем обстоя->ством, что при их использовании в учебном процессе резко возрастает эффек-гіосгь обучения, сокращаются сроки обучения, может быть достигнута значимая экономия материальных и денежных ресурсов, обеспечивается безопасность юцессе обучения без пулевой стрельбы. Переход от пулевой стрельбы с выбро-
химических продуктов сгорания пороха и загрязнением окружающей местности том к ее имитации полностью снимает проблемы экологии и защиты окру-)щей среды. Обучение и тренировка на стрелковых тренажерах исключают хи-[ие боевого оружия и боеприпасов. Одним из важных узлов стрелкового тренажера является мишень, обеспечиваю-
определение результатов попадания. Используемые в зарубежных и отечест-1ых тренажерах датчики координат типа светового пера и телекамеры не обеспе-нют необходимых точности и периодичности (быстродействия) измерений. Соз-ие датчиков координат, обеспечивающих требуемые точность, быстродействие и і поля зрения, позволит решить одну из задач создания отечественных тренаже-нового поколения, превосходящих по тактико-техническим характеристикам за-гжные. Таким образом, тема диссертации "Разработка и исследование оптико-стронных преобразователей (ОЭП) координат стрелковых тренажеров" является алыюй.
Цель работы заключается в теоретическом и экспериментальном исследовании 1 для стрелковых тренажеров, удовлетворяющих по основным техническим ха-геристикам - быстродействию, размерам поля регистрации и точности измере-координат.
Для достижения поставленной цели решаются задачи:
- разработка критериев допустимой точности измерений координат в мишенях чко-электронных стрелковых тренажеров;
разработка новых оптико-электронных преобразователей с оптимизацией их шетров;
разработка, исследование и идентификация параметров физических и регрессных моделей оптико-электронных преобразователей координат в мишенях тре-еров, инвариантных к дальности "стрельбы";
экспериментальная проверка разработанных преобразователей и алгоритмов. Объектом исследования являются оптико-электронные преобразователи коор-ат для стрелковых тренажеров.
Предметом исследования являются методы анализа и синтеза оптико-ггронных преобразователей, теории погрешностей и идентификации мишеней :лковых тренажеров.
Методика исследования
В работе для теоретических исследований применены, главным образом, методь теории вероятностей я математической статистики, теории информационно измерительных систем и погрешностей измерений. При разработке мишеней и алгоритмов использовались методы теории цифровых вычислительных систем, измерительной техники, схемотехники, теории оптико-электронных приборов и программирования. Для проверки моделей и теоретических зависимостей использованы методы статистического моделирования и результаты натурных испытаний.
Научная новизна и личный вклад автора состоят в следующем:
разработан критерий 1 допустимой точности измерений координат в оптико-электронных тренажерах, основанный на допустимом изменении вероятности попадания; выполнены расчеты и произведено сопоставление с известным критерием 2 основанном на ограничении допустимой вероятности противоположных решений принимаемых по реальной выборке по сравнению с идеальной;
обосновано быстродействие ОЭП координат для стрелкового тренажера;
исследована зависимость вероятности ошибочного решения "попадание-промах' от погрешности квантования и разработан алгоритм коррекции результата дл* уменьшения ошибки при разных законах распределения рассеивания оружия;
исследованы варианты кодовых масок дискретных датчиков координат, определены погрешности и доказана оптимальность двоичных однопереходных кодов, например, типа кода Грея;
разработаны физические модели и произведена оптимизация параметров ОЭП;
исследованы алгоритмы идентификации моделей и разработаны инвариантные регрессионные модели;
предложены методы определения свала оружия с помощью оптико-электронных преобразователей координат для стрелковых тренажеров.
Практическая ценность и внедрение результатов работы
-
Аналитические зависимости для оценки допустимой точности определение координат в мишенях стрелковых тренажеров.
-
Модели и алгоритмы функционирования и идентификации мишеней оптико-электронных стрелковых тренажеров.
-
Изготовленные и исследованные оптико-электронные преобразователи координат для стрелковых тренажеров.
4. Результаты испытаний и внедрения. Публикации, программы и патенты.
Результаты диссертационной работы использованы при разработке оптико-электронных стрелковых тренажеров по теме "Ингибитор" с МО РФ, по теме "Разработка и исследование стрелкового тренажера" с ОАО "Ижмаш", при выполнении гос. бюджетной НИР по теме "Конверсия" (проект № 01.09.70 006112, 1997-2000 г.), при выполнении НИР "Создание оптико-электронного тренажера нового
коления" по ЦФП "Интеграция" (проект № 864, 1997-1998 г.), а также в учебном оцессе в ИжГТУ.
Апробация и публикации Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: ежегодных на-но-технических конференциях "Ученые ИжГТУ - производству" в 1990-1999 го-к, на семинарах научно-молодежной школы "Информационно-измерительные гтемы на базе наукоемких технологий" по Целевой Федеральной Программе нтеграция" (проект № 864) в 1997-1999 годах (г. Ижевск). Макет тренажера с па-рамным датчиком координат с линейками излучающих ИК-диодов демонстриро-іся на курсах "Выстрел" МО РФ в 1995 году (г. Кубинка). Материалы работы обклались и использовались при выполнении НИР по программе "Конверсия" юект № 01.9.70 006112) и по Целевой Федеральной Программе "Интеграция" >оект№ 864).
Основной материал диссертации отражен в 20-ти печатных работах, отчетах IP. Получено 4 положительных решения по заявкам на патенты по оптико-жтронным мишеням стрелковых тренажеров.
Структура и объем работы
