📄Работа №204537
Тема: Гиростабилизированная платформа астрокоррекции малого космического аппарата
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
50 листов
Год:
2019
Просмотров:
69
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
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ВЫБОР И АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 8
1.1 Принцип работы волнового твердотельного гироскопа 9
1.2 Принцип работы ДГС 11
1.3 Вывод уравнений движения ДГС 13
Вывод по главе один 17
2 РАЗРАБОТКА ИНДИКАТОРНО ГИРОСТАБИЛИЗАТОРА 18
2.1 Составление математической модели двухосного гиростабилизатора . 18
2.2 Влияние перекрестных связей на параметры двухосного ГС 23
2.3 Передаточные функции канала гиростабилизатора 24
2.4 Определение внешних моментов и параметров цепи стабилизации 26
2.5 Принцип работы астродатчика на базе ДГС 28
2.6 Конструирование ДГС 29
2.7 Описание комплекта документов проекта 32
2.8 Выбор и расчет датчика угла 35
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДГС 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 47
ПРИЛОЖЕНИЯ 49
ПРИЛОЖЕНИЕ А 49
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ВЫБОР И АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 8
1.1 Принцип работы волнового твердотельного гироскопа 9
1.2 Принцип работы ДГС 11
1.3 Вывод уравнений движения ДГС 13
Вывод по главе один 17
2 РАЗРАБОТКА ИНДИКАТОРНО ГИРОСТАБИЛИЗАТОРА 18
2.1 Составление математической модели двухосного гиростабилизатора . 18
2.2 Влияние перекрестных связей на параметры двухосного ГС 23
2.3 Передаточные функции канала гиростабилизатора 24
2.4 Определение внешних моментов и параметров цепи стабилизации 26
2.5 Принцип работы астродатчика на базе ДГС 28
2.6 Конструирование ДГС 29
2.7 Описание комплекта документов проекта 32
2.8 Выбор и расчет датчика угла 35
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДГС 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 47
ПРИЛОЖЕНИЯ 49
ПРИЛОЖЕНИЕ А 49
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе представлена разработка и исследование двухосного гиростабилизатора, предназначенного для высокоточной астрокоррекции малого космического аппарата. Актуальность исследования обусловлена растущими требованиями к точности ориентации и стабилизации малогабаритных космических платформ, для которых традиционные инерциальные системы могут быть избыточны по массе и стоимости. Основным результатом работы является создание детализированной трехмерной модели гиростабилизатора в среде КОМПАС 3D с массой 6 кг и габаритами 219x283x302 мм, а также разработка его математической модели. Анализ динамики системы позволил определить передаточные функции, подобрать коэффициент усиления цепи стабилизации (K = 1655 Н·см) и синтезировать корректирующее звено, обеспечив точность стабилизации в 2 угловые минуты, что удовлетворяет заданным техническим требованиям. Научная значимость заключается в углубленном анализе влияния линейных перекрестных связей на динамику двухосного гиростабилизатора, а практическая – в предложении компактной конструкции, пригодной для интеграции в малые космические аппараты. Теоретической основой исследования послужили фундаментальные работы в области гироскопических систем (Д.С. Пельпор, А.Н. Лысов), теории автоматического управления (В.А. Бесекерский, Е.П. Попов) и теории устойчивости (Н.Г. Четаев).
📖 Введение
Создание ракетно-космических систем потребовало решения многих сложнейших научных и технических задач. Разработка проблем ракетнокосмической техники явилась мощным толчком в развитии многих областей науки. Системы управления ракетно-космическими комплексами и космическими летательными аппаратами представляют собой сложные автоматизированные системы, уникальные по своей точности и многообразию выполняемых ими задач.
С развитием современной авиационной и ракетной техники увеличились требуемые характеристики высоты полёта, скорости, маневренности и т.д. Основные задачи управления летательными аппаратами решаются с помощью гироскопических приборов и систем. Точность гироскопических приборов определяет, на сколько эффективной будет работа летательных и космических аппаратов. Также на гироскопические системы возлагаются задачи по стабилизации и управлению специальных бортовых систем. Требования к высокой точности стабилизации бортовых систем и тяжёлые условия их эксплуатации привели к созданию гироскопических стабилизаторов [4].
Гиростабилизатор (ГС) - это гироскопическое устройство, предназначенное для стабилизации отдельных объектов или приборов, а также для определения угловых отклонений объектов [1].
Инерциальные системы управления подвижными объектами (ракетами, самолётами и т.д.) требуют стабилизации положения чувствительных элементов с высокой точностью. В системах управления баллистическими ракетами ньютонометры обычно стабилизируют относительно неподвижной в пространстве системы координат, в системах управления другими подвижными объектами, как правило - относительно некоторой вращающейся систем координат [4].
Стабилизация заключается в определение параметров углового положения платформы с приборами и в соответствии с этим выработки сигналов управления, обеспечивающих требуемое положение платформы в выбранной системе координат.
В настоящее время для определения параметров положения платформы, в большинстве случаев, используются гироскопы.
Также ГС используются и для измерения угловых отклонений объектов, то есть выполнять роль систем ориентации. ГС бывают одноосные, двухосные, трёхосные.
Цель выпускной квалификационной работы: проектирование двухосного гиростабилизатора для астрокоррекции малого космического аппарата .
Решаемые задачи:
- анализ технического задания;
- выбор расположения осей стабилизации относительно осей объекта и чувствительных элементов на платформе;
- вывод уравнений движения гиростабилизатора и их анализ;
- определение возмущающих моментов;
- определение параметров цепи стабилизации и выбор структуры и параметров корректирующего контура;
- моделирование динамики гиростабилизатора;
- разработка конструкторской документации.
С развитием современной авиационной и ракетной техники увеличились требуемые характеристики высоты полёта, скорости, маневренности и т.д. Основные задачи управления летательными аппаратами решаются с помощью гироскопических приборов и систем. Точность гироскопических приборов определяет, на сколько эффективной будет работа летательных и космических аппаратов. Также на гироскопические системы возлагаются задачи по стабилизации и управлению специальных бортовых систем. Требования к высокой точности стабилизации бортовых систем и тяжёлые условия их эксплуатации привели к созданию гироскопических стабилизаторов [4].
Гиростабилизатор (ГС) - это гироскопическое устройство, предназначенное для стабилизации отдельных объектов или приборов, а также для определения угловых отклонений объектов [1].
Инерциальные системы управления подвижными объектами (ракетами, самолётами и т.д.) требуют стабилизации положения чувствительных элементов с высокой точностью. В системах управления баллистическими ракетами ньютонометры обычно стабилизируют относительно неподвижной в пространстве системы координат, в системах управления другими подвижными объектами, как правило - относительно некоторой вращающейся систем координат [4].
Стабилизация заключается в определение параметров углового положения платформы с приборами и в соответствии с этим выработки сигналов управления, обеспечивающих требуемое положение платформы в выбранной системе координат.
В настоящее время для определения параметров положения платформы, в большинстве случаев, используются гироскопы.
Также ГС используются и для измерения угловых отклонений объектов, то есть выполнять роль систем ориентации. ГС бывают одноосные, двухосные, трёхосные.
Цель выпускной квалификационной работы: проектирование двухосного гиростабилизатора для астрокоррекции малого космического аппарата .
Решаемые задачи:
- анализ технического задания;
- выбор расположения осей стабилизации относительно осей объекта и чувствительных элементов на платформе;
- вывод уравнений движения гиростабилизатора и их анализ;
- определение возмущающих моментов;
- определение параметров цепи стабилизации и выбор структуры и параметров корректирующего контура;
- моделирование динамики гиростабилизатора;
- разработка конструкторской документации.
✅ Заключение
В выпускной квалификационной работе разработан двухосный гиростабилизатор для астрокоррекции малого космического аппарата. С помощью прикладного пакета КОМПАС 3D разработана 3D модель и определены следующие характеристики:
- масса гиростабилизатора - 6 кг.;
- габариты гиростабилизатора - 219x0283x0302 мм;
- моменты инерции: по оси наружной рамы: ]z = 34 Н • см • с2;
платформы: Jy = 84,6 Н • см • с2.
Составлена математическая модель двухосного гиростабилизатора и получены передаточные функции канала стабилизации гиростабилизатора. и выполнен анализ влияния линейных перекрестных связей на динамику гиростабилизатора. Коэффициент усиления цепи стабилизации К = 1655 Н-см был определен с помощью передаточной функции канала стабилизации ГС и статистической ошибки, заданной в техническом задании. Выбраны структура и параметры
1 + 0.2Р
корректирующего контура системы - 1Акк (р) = . Исследование динамики
XX х . . X V. ' 1 + 0.02?
двухосного гиростабилизатора позволило нам получить следующие значения перерегулирования по двум каналам стабилизации соответственно: п’1 = 32,9%, tf2 = 13,4%. Полученная на графиках переходных процессов точность гиростабилизатора а = 2 угл. мин удовлетворяет техническому требованию.
Разработанная система может устанавливаться на малые космические аппараты. Конструкция данного прибора позволяет, ориентировать и стабилизировать объект одновременно, так же преимущество данной конструкции достаточно малые габариты. Корпус прибора имеет достаточно высокую степень защиты.
- масса гиростабилизатора - 6 кг.;
- габариты гиростабилизатора - 219x0283x0302 мм;
- моменты инерции: по оси наружной рамы: ]z = 34 Н • см • с2;
платформы: Jy = 84,6 Н • см • с2.
Составлена математическая модель двухосного гиростабилизатора и получены передаточные функции канала стабилизации гиростабилизатора. и выполнен анализ влияния линейных перекрестных связей на динамику гиростабилизатора. Коэффициент усиления цепи стабилизации К = 1655 Н-см был определен с помощью передаточной функции канала стабилизации ГС и статистической ошибки, заданной в техническом задании. Выбраны структура и параметры
1 + 0.2Р
корректирующего контура системы - 1Акк (р) = . Исследование динамики
XX х . . X V. ' 1 + 0.02?
двухосного гиростабилизатора позволило нам получить следующие значения перерегулирования по двум каналам стабилизации соответственно: п’1 = 32,9%, tf2 = 13,4%. Полученная на графиках переходных процессов точность гиростабилизатора а = 2 угл. мин удовлетворяет техническому требованию.
Разработанная система может устанавливаться на малые космические аппараты. Конструкция данного прибора позволяет, ориентировать и стабилизировать объект одновременно, так же преимущество данной конструкции достаточно малые габариты. Корпус прибора имеет достаточно высокую степень защиты.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.