Введение к работе
Актуальность проблемы. Создание чувствительных элементов инер-циальшх навигационных систем высокой точности является актуальной проблемой приборостроения. В настоящее время одним из перспективных датчиков инерциалъной информации является электростатический гироскоп (ЭСГ). Для ЭСГ характерно практически полное отсутствие трения в подвесе и ничтожно малые величины возмущающих моментов сил. действующих на взвешенный в вакууме в электроотатичесчом поле ротор, что обеспечивает неограниченно долгое и надежное сохранение направления оси вращения гироскопа в пространстве.
Возможности повышения точности ЭСГ до 10"* -10"'' град./ч путем совершенствования технологии изготовления элементов практически исчерпаны, поэтому большой интерес представляют метода, позволяющие компенсировать погрешности изготовления с помощью численных корректировок в бортовых алгоритмах обработки инерциалъной информации.
При разработке ЭСГ возник ряд научно-технических проблем, свя занных с созданием методов расчета нового типа подвеса без нулевого электрода, калибровочными испытаниями с целью определения систематических погрешностей прибора, изучением динамики гироскопа при бесплатформенном способе применения. Решению перечисленного комплекса проблем посвящена данная работа.
Цель работа состоит в
создании методики расчета нового типа электростатического подвеса без нулевого электрода:
разработке и обосновании методов и алгоритмов идентификации модели ЭСГ по результатам стендовых испытаний;
- исследовании динамики ЭСГ при бесплатформенном способе приме
нения.
Достоверность подученных результатов обусловлена как применением современных методов, так и сравнением с результатами математического моделирования и экспериментальными данными по испытаниям реального гироприбора.
Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в том, что
- предложена и обоснована методика расчета полей, сил и зарядов в
электростатическом подвесе проводящего шара с учетом краевых эффек
тов, обусловленных отсутствием нулевого электрода в следящей сис
теме подвеса;
- разработаны методика и алгоритмы идентификации модели уходов
электростатического гироскопа с шестиэлектродным подвесом на двух
степенном стенде;
предложен метод идентификации параметров неравнолгесткости электростатического подвеса по измерениям угловой скорости вращения ротора ЭСГ;
- для бесплатформенного способа применения ЭСГ исследована его ди
намика при поступательной и угловой вибрации основания.
Практическая ценность работы заключается в создании
- методики оценки заряда на роторе электростатического гироскопа;
- алгоритмического и программного обеспечения для идентификации
параметров модели уходов ЭСГ;
- методики оценки величины осевого дебаланса ротора и параметров
неравножесткости каналов следящей системы ЭСП но измерениям
угловой скорости вращения ротора.
Результата диссертации в виде методик, алгоритмического и программного обеспечения внедрены в ЦНИИ Электроприбор. Автор признателен научной ітзупле Б.Е. Ландау (г. Санкт-Петербург) за предоставленный экспериментальный материал и помощь во внедрении результатов.
- Б -
Апробация работ. Результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции "Современные проблемы механики и технологии машиностроения" /Москва, 1992/; межотраслевой научно-технической конференции, посвященной памяти Н.Н. Острякова /Санкт-Петербург, 1Э9Э/; межотраслевой выставке "Машиностроение-Конверсия-Рынок" /Москва, 1994/: Всероссийской выставке "Наука-Транспорт-Автоуслуги" /Москва, 1994/; научных семинарах кафедры теоретической механики МЭИ /1992 - 1995/.
Тезисы 4 докладов опубликованы.
Объем работы. Диссертация состоит из предисловия, введения, трех глав, сводки основных результатов, списка используемой литературы и приложений. Общий объем работы 141 стр., включая 101 стр. машинописного текста, 17 листов с рисунками, 12 стр. списка литературы, насчитывающего 116 наименований, и 11 стр. приложений.