📄Работа №196863
Тема: МОДЕЛИРОВАНИЕ ЧЕТЫРЕХОСНОЙ ГИРОСТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ПЛАТФОРМЫ
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электротехника
Объем:
69 листов
Год:
2018
Просмотров:
41
4500
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ВИДЫ ГСП 10
Четырехосная ГСП 10
ТГС со следящей ДР 13
1.2.1Управление ДР 13
2. ОСНОВНЫЕ КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ 18
3. МЕТОДЫ СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ 24
Метод Эйлера 24
Метод Даламбера 28
Метод Лагранжа 31
4. РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ В MATLAB 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ 44
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 45
ПРИЛОЖЕНИЕ А 48
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 53
ПРИЛОЖЕНИЕ В 58
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
1. ВИДЫ ГСП 10
Четырехосная ГСП 10
ТГС со следящей ДР 13
1.2.1Управление ДР 13
2. ОСНОВНЫЕ КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ 18
3. МЕТОДЫ СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ 24
Метод Эйлера 24
Метод Даламбера 28
Метод Лагранжа 31
4. РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ В MATLAB 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ 44
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 45
ПРИЛОЖЕНИЕ А 48
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 53
ПРИЛОЖЕНИЕ В 58
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
📖 Аннотация
В данной работе выполнено математическое моделирование и компьютерная симуляция динамики четырехосной гиростабилизированной платформы (ГСП), являющейся ключевым элементом платформенных инерциальных навигационных систем. Актуальность исследования обусловлена высокими требованиями к точности и автономности навигации современных подвижных объектов, где инерциальные системы, несмотря на присущий им дрейф ошибок, сохраняют критическую важность благодаря полной независимости от внешних источников данных. Основным результатом является разработанная в среде MATLAB универсальная имитационная модель, позволяющая анализировать кинематику и динамику ГСП при варьировании её конструктивных и эксплуатационных параметров. В ходе работы были применены и сопоставлены классические методы составления уравнений движения (Эйлера, Даламбера, Лагранжа), что обеспечило корректность математического описания сложной многозвенной механической системы. Научная значимость заключается в систематизации подходов к моделированию многоосных гиростабилизаторов, а практическая — в создании инструмента, сокращающего трудозатраты на этапе проектирования подобных устройств и формирующего основу для последующих исследований. Теоретической базой послужили фундаментальные труды по теории гироскопов и систем стабилизации, такие как работы В.А. Бесекерского по динамическому синтезу, Б.В. Булгакова по прикладной теории гироскопов, А.Д. Александрова по индикаторным платформам и Н.В. Воронкова по гироскопическому ориентированию.
📖 Введение
Навигация - это наука об определении местоположения движущихся объектов и об управлении ими. Значимость теории навигации определяется высокими требованиями, предъявляемыми к характеристикам объектов, движущихся по земле, под водой, по воздуху, по баллистическим траекториям между точками на земной поверхности, по земным орбитам и в межпланетном пространстве.
Задача навигации, то есть определения текущих координат местоположения некоторого подвижного объекта, является одной из древнейших, известных человечеству. Как правило, для её решения используется информация о положении этого объекта относительно других с известными координатами. Другой известный подход к решению навигационной задачи заключается в использовании информации о собственных параметрах движения - линейных ускорениях и угловых скоростях. Такой метод носит название «инерциальная навигация», а работающие на этом принципе системы - инерциальными навигационными системами (ИНС). Ключевое достоинство этого метода - полная независимость объекта от внешних источников информации. Главными же его недостатками являются гораздо более строгие требования к условиям определения начальных навигационных параметров объекта и постепенное накопление ошибки решения навигационной задачи при отсутствии коррекции по внешним ориентирам из-за неидеальности чувствительных элементов ИНС.
Существующие ИНС можно разделить на две большие группы: платформенные и бесплатформенные инерциальные навигационные системы.
Среди платформенных ИНС наибольшее распространение получили трехосные гиростабилизированные платформы (ТГС). Гиростабилизированные платформы (ГСП) получили в последнее время самое широкое применение в системах автоматического управления и навигации летательных аппаратов. Гиростабилизированная платформа — гироскопическое устройство, предназначенное для стабилизации отдельных объектов или приборов, а также для определения угловых отклонений объектов. Гиростабилизированная платформа обычно состоит из 1, 2 или 3 гироскопов, электронной системы обработки сигналов. Также может содержать акселерометры и другие датчики. Гиростабилизированные платформы, как измерительный прибор, обычно используются в составе системы управления ракетами, космическими кораблями и орбитальными станциями, самолётами, морскими судами, подводными лодками и т. п. Также гиростабилизированые платформы применяются в системах видеонаблюдения на базе БПЛА и аэростатов. Дополнительная стабилизация гироскопами применяется в панорамных головках и других устройствах для киносъёмки с движения.
В ТГС стабилизированная площадка (СП) помещается в карданов подвес, состоящий из двух рамок: внутренней (ВР) и наружной (НР). Расположение осей ТГС выбирается исходя из конкретных условий применения и отличается, например, для самолета, корабля или баллистической ракеты. При выборе расположения осей ТГС на летательном аппарате (ЛА) руководствуются следующим правилом: угол поворота ЛА вокруг оси ВР должен быть минимальным и не превышать во всяком случае ±75 градусов.
На СП устанавливается два типа чувствительных элементов (ЧЭ): гироскопы и акселерометры. Гироскопы являются ЧЭ системы стабилизации ГСП, при этом используются либо три двухстепенных гироскопа (с одной осью чувствительности), либо два трёхстепенных (с двумя осями чувствительности). Для определённости примем случай, когда используется два гироскопа Г1 и Г2. Расположение ЧЭ на СП может быть различным и выбирается из условия получения минимальных ошибок из-за небаланса гироскопов для заданного типа траекторий ЛА, на которых предполагается использовать ГСП, а также исходя из удобства компоновки.
...
Задача навигации, то есть определения текущих координат местоположения некоторого подвижного объекта, является одной из древнейших, известных человечеству. Как правило, для её решения используется информация о положении этого объекта относительно других с известными координатами. Другой известный подход к решению навигационной задачи заключается в использовании информации о собственных параметрах движения - линейных ускорениях и угловых скоростях. Такой метод носит название «инерциальная навигация», а работающие на этом принципе системы - инерциальными навигационными системами (ИНС). Ключевое достоинство этого метода - полная независимость объекта от внешних источников информации. Главными же его недостатками являются гораздо более строгие требования к условиям определения начальных навигационных параметров объекта и постепенное накопление ошибки решения навигационной задачи при отсутствии коррекции по внешним ориентирам из-за неидеальности чувствительных элементов ИНС.
Существующие ИНС можно разделить на две большие группы: платформенные и бесплатформенные инерциальные навигационные системы.
Среди платформенных ИНС наибольшее распространение получили трехосные гиростабилизированные платформы (ТГС). Гиростабилизированные платформы (ГСП) получили в последнее время самое широкое применение в системах автоматического управления и навигации летательных аппаратов. Гиростабилизированная платформа — гироскопическое устройство, предназначенное для стабилизации отдельных объектов или приборов, а также для определения угловых отклонений объектов. Гиростабилизированная платформа обычно состоит из 1, 2 или 3 гироскопов, электронной системы обработки сигналов. Также может содержать акселерометры и другие датчики. Гиростабилизированные платформы, как измерительный прибор, обычно используются в составе системы управления ракетами, космическими кораблями и орбитальными станциями, самолётами, морскими судами, подводными лодками и т. п. Также гиростабилизированые платформы применяются в системах видеонаблюдения на базе БПЛА и аэростатов. Дополнительная стабилизация гироскопами применяется в панорамных головках и других устройствах для киносъёмки с движения.
В ТГС стабилизированная площадка (СП) помещается в карданов подвес, состоящий из двух рамок: внутренней (ВР) и наружной (НР). Расположение осей ТГС выбирается исходя из конкретных условий применения и отличается, например, для самолета, корабля или баллистической ракеты. При выборе расположения осей ТГС на летательном аппарате (ЛА) руководствуются следующим правилом: угол поворота ЛА вокруг оси ВР должен быть минимальным и не превышать во всяком случае ±75 градусов.
На СП устанавливается два типа чувствительных элементов (ЧЭ): гироскопы и акселерометры. Гироскопы являются ЧЭ системы стабилизации ГСП, при этом используются либо три двухстепенных гироскопа (с одной осью чувствительности), либо два трёхстепенных (с двумя осями чувствительности). Для определённости примем случай, когда используется два гироскопа Г1 и Г2. Расположение ЧЭ на СП может быть различным и выбирается из условия получения минимальных ошибок из-за небаланса гироскопов для заданного типа траекторий ЛА, на которых предполагается использовать ГСП, а также исходя из удобства компоновки.
...
✅ Заключение
Результатом проделанной работы является спроектированная имитационная модель четырехосной гиростабилизированной платформы, позволяющая изменять параметры данной модели, что, в свою очередь, позволяет говорить об её универсальности.
Практическая ценность выполненной квалификационной работы заключается в нахождении пути, позволяющего проектировать такие сложные изделия как ГСП с меньшими трудозатратами и создании задела для дальнейших работ в этом направлении.
Практическая ценность выполненной квалификационной работы заключается в нахождении пути, позволяющего проектировать такие сложные изделия как ГСП с меньшими трудозатратами и создании задела для дальнейших работ в этом направлении.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.