Диссертация - Инерциальные измерительные системы параметров движения объектов на основе короткопериодных маятников. Теория и проектиров ание
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...7
ГЛАВА 1. ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕИЯ ПАРАМЕТРОВ
ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ И ВОЗМУЩЕНИЯ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ
НА НИХ...17
1.1. Параметры движения объектов и инерциальные методы
их измерения ...17
1.1.1. Угловые скорости и ориентация объекта... 17
1.1.2. Ускорения, скорости и линейные перемещения точек объекта...24
1.1.3. Ускорение произвольной точки объекта, движущегося по вращающейся Земле... 30
1.2. Характеристики внешних воздействий, обусловленных
качкой корабля...33
1.3. Характеристики внешних воздействий, обусловленных колебаниями подводных буксируемых объектов...43
1.4. Характеристики внешних воздействий, обусловленных колебаниями железнодорожных транспортных средств...46
1.5. Математическая модель рельсового пути...48
1.6. Математическая модель динамического взаимодействия движущегося железнодорожного транспортного средства и упругого пути...51
1.7. Статистические характеристики возмущений, действующих на инерциальные измерительные системы, размещенные на железнодорожных транспортных средствах... 59
1.8. Характеристики внешних воздействий, обусловленных колебаниями автомобильных транспортных средств...63
1.9. Анализ погрешностей гироскопических систем с маятниковой горизонтальной системой коррекции...68
3
1.10. Направления повышения точности инерциальных измерительных систем на базе короткопериодных маятников с использованием
принципов самонастройки...83
Выводы к главе 1...92
Постановка задачи исследования...93
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ КОРОТКОПЕРИОДНЫХ МАЯТНИКОВ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ...95
2.1. Обзор литературы...95
2.2. Уравнения движения возмущённого физического маятника...99
2.3. Исследование влияния вибрации оси подвеса на динамику маятника...106
2.4. Исследование влияния угловых колебаний основания на динамику маятника...112
2.5. Малые колебания монокристаллического маятника...122
2. 6. Уравнения движения и динамика монокристаллического
маятника...133
2.7. Результаты численного исследования динамики
монокристаллического маятника...141
Выводы к главе 2...146
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ УГЛОВЫХ И ЛИНЕЙНЫХ КОЛЕБАНИЙ ОБЪКТОВ НА ОСНОВЕ КОРОТКОПЕРИОДНЫХ МАЯТНИКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИНЦИПА САМОНАСТРОЙКИ ПАРАМЕТРОВ...147
3.1. Постановка задачи синтеза...147
3.2. Этапы синтеза контура самонастройки...150
3.3. Выбор критерия самонастройки и принципа построения контура самонастройки гировертикали с самонастраивающейся системой коррекции...153
3.4. Синтез алгоритмов идентификации параметров возмущения...161
4
3.5. Синтез закона изменения настраиваемых параметров.
Структура контура самонастройки...168
3.6. Математическая модель гировертикали с самонастраивающейся
системой коррекции...174
Выводы к главе 3...184
ГЛАВА 4. СИНТЕЗ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ВЕРТИКАЛЬНОЙ КАЧКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИНЦИПОВ САМОНАСТРОЙКИ ПАРАМЕТРОВ...186
4.1. Аналоговые интегрирующие устройства...186
4.2. Цифровые интегрирующие устройства...195
4.3. Синтез самонастраивающихся интегрирующих устройств...201
Выводы к главе 4...215
ГЛАВА 5. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ КОЛЕБАНИЙ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ КОРОТКОПЕРИОДНЫХ МАЯТНИКОВ...217
5.1. Исследование устойчивости гировертикали с самонастраивающейся системой коррекции при использовании линейного датчика вертикали...217
5.2. Исследование устойчивости гировертикали с самонастраивающейся системой коррекции при использовании нелинейного датчика вертикали...227
5.3. Исследование погрешности гировертикали с самонастраивающейся системой коррекции и линейным датчиком вертикали...232
5.4. Исследование погрешности гировертикали с самонастраивающейся
системой коррекции и нелинейным датчиком вертикали...238
Выводы к главе 5...245
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВОЙ ГИРОВЕРТИКАЛИ С САМОНАСТРАИВАЮЩЕЙСЯ СИСТЕМОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ КОРРЕКЦИИ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ ВОЗМУЩЕНИЯХ...247
5
6.1. Постановка задачи анализа точности гировертикали
с самонастраивающейся системой горизонтальной коррекции
при случайных возмущениях...247
6.2. Неканоническое спектральное разложение колебаний подвижных объектов...249
6.3. Алгоритм анализа точности гировертикали с самонастраивающейся системой горизонтальной коррекции интерполяционным методом ...256
6.4. Пакет прикладных программ для исследования гировертикали с самонастраивающейся системой горизонтальной коррекции интерполяционным методом ...263
6.5. Результаты исследования гировертикали с самонастраивающейся системой горизонтальной коррекции на корабле
при случайных возмущениях...267
Выводы к главе 6...276
7. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ...278
7.1. Гиростабилизированный компенсатор качки серии «Волна»...278
7.2. Экспериментальное исследование гировертикали с самонастраивающейся системой коррекции...283
7.2.1. Задачи испытаний...283
7.2.2. Методики и результаты экспериментальных исследований гировертикали с самонастраивающейся системой коррекции в лабораторных условиях...284
7.2.3. Методики и результаты натурных испытаний гировертикали с самонастраивающейся системой коррекции в условиях
морской качки...300
7.3. Реализация и экспериментальные исследования самонастраивающегося интегрирующего устройства...310
7.4. Измерители уровня путевых машин с переменными параметрами серии ИИУ...318
6
Выводы к главе 7...324
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...326
СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...330
ПРИЛОЖЕНИЯ...348
