Бесплатформенная инерциальная навигационная система ракеты «воздух-поверхность»

АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ БИНС
1.1 Обзор литературы 8
1.2 Уравнение Пуассона 10
1.3 БИНС с двумя уравнениями Пуассона 14
2 ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ БИНС
2.1 Анализ исходных данных 19
2.2 Расчет полетного задания 20
2.3 Моделирование полёта 24
2.4 Модели ошибок БИНС 25
2.5 Ошибки БИНС в случае неточного определения вертикали 26
2.6 Ошибки БИНС, вызванные погрешностями акселерометров 29
2.7 Ошибки БИНС, вызванные дрейфом гироскопов 30
3 ТВЕРДОТЕЛЬНО ВОЛНОВОЙ ГИРОСКОП 37
3.1 Анализ чувствительного элемента 37
3.2 Вывод уравнений движения ТВГ 40
3.3 Кольцевая модель резонатора ТВГ 48
3.4 Позиционное возбуждение колебаний резонатора ТВГ 49
3.5 Параметрическое возбуждение колебаний резонатора 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 55
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ 57
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИНС 58
ПРИЛОЖЕНИЕ В. 3Д МОДЕЛЬ ТВГ 59
ПРИЛОДЕНИЕ Г. 3Д МОДЕЛЬ БИНС 60
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ ТВГ 61
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ БИНС 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. КРЕПЛЕНИЕ ТВГ 63

Купить

Современное техническое развитие в области информационных технологий значительно расширяет тактические и технические возможности подвижных объектов разного назначения. Существенная роль в данном процессе, это решение задач ориентации и навигации объектов на новом уровне. Системы, которые решают эти задачи на борту, объединены в информационно-управляющие системы ориентации и навигации.
Бесплатформенные инерциальные навигационные системы (БИНС) - это современные комплексы ориентации и навигации. БИНС обладают уникальными информационными возможностями, которые реализованы с высокой степенью помехоустойчивости, скрытности и абсолютной автономности исполнения целевого задания.
БИНС также отличается: простотой конструкции; относительно небольшими габаритами и небольшой массой; относительно короткое время подготовки к запуску, а также широкие возможности для модернизации на уровне программного обеспечения. В то же время стоимость БИНС ниже, чем у платформенных инерциальных навигационных систем, и эксплуатационные расходы также ниже. Вместе с перечисленными выше характеристиками он предопределяет их использование в качестве бортовых информационно¬измерительных систем для ориентации и навигации движущихся объектов различного назначения. Наряду с оптимизацией управляющей части комплексов ориентации и навигации, в последнее время значительным развитием БИНС считается значительное увеличение точности и надежности, определения параметров и усовершенствование информационной части комплексов ориентации и навигации.
Одной из основных задач при разработке БИНС является обеспечение их необходимой точности. Найти решение можно путем получения нужного уровня инструментальных погрешностей инерционных датчиков - акселерометров и гироскопов.
Проектирование БИНС конкретного применения, подразумевает разработку специального программно - математического обеспечение (ПМО), на основе опыта разработчиков систем ориентации и навигации для конкретного типа подвижных объектов. В то же время использование в информационных и технических решениях дает возможность выявить особенность БИНС и приводить к единой форме функциональные алгоритмы и алгоритмическое обеспечение. Это необходимо для обоснования технических требований, которые предъявляются к БИНС.
Таким образом, при использовании программно - математического обеспечения, на начальном этапе проектирования комплексов ориентации и навигации движущегося объекта можно в автоматизированном режиме обосновать характеристики установки БИНС, исходя из требований, предъявляемых к точности и надежности информационного обеспечения. Анализ необходимых характеристик БИНС, например, по точности предстартовой подготовки и допустимому уровню инструментальных погрешностей инерциального измерительного блока БИНС дает возможность в системном подходе значительно снизить сложность этапа его эскизного проектирования.
Инновационные БИНС, как правило, формируются с применением кольцевых лазерных, волоконно-оптических и твердотельных волновых гироскопов. Они позволяют отказаться от движущихся механических частей, что позволяет повысить точность и надежность системы. Твердотельный волновой гироскоп (ТВГ) - это довольно точный, простой и дешевый датчик угловой скорости для навигационных систем.
Успешно решать задачи по повышению точности, виброустойчивости, надежности, ударопрочности, возможности работы в условиях сильного фонового излучения и сильного электромагнитного поля, позволяет использование твердотельно волнового гироскопа (ТВГ). Обладая целым спектром характеристик, недоступных для традиционно используемых устройств - механические, лазерные и волоконно-оптические гироскопы - ТВГ в современных системах управления станут вне конкуренции. ТВГ могут использоваться в различных сферах, как в военных целях, так и гражданских: в промышленности, нефтедобыче, системах контроля качества автомобильных и железных дорог, для построения координат в системе ориентации в робототехнике, для построения систем ориентации. в космонавтике, навигационных системах и системах управления движением водных и воздушных объектов, наземного транспорта [1].
Цель работы: Разработка бесплатформенной инерциальной навигационной системы ракеты "воздух - поверхность".
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- обзор литературы;
- анализ исходных данных;
- исследование чувствительного элемента;
- расчет полётного задания;
- расчет ошибок БИНС;
- моделирование БИНС;
- разработка конструкторской документации.

Купить