Тема: Разработка программного обеспечения и настройка системы управления двигателями карданова подвеса АВУ

При движении летательных аппаратов (самолетов), космических кораблей всегда основной задачей стоит определение местоположения (координат объекта) с заданной точностью. Данная задача может решаться разными способами: спутниковой навигацией, инерциальными, астронавигационными, астроинерциальными навигационными системами, имеющими следующие достоинства и недостатки.
Спутниковая навигация имеет очень высокую точность, высокую скорость обновления данных, в то же самое время основным недостатком является возможность отключения всех спутниковых систем третьей стороной. Следовательно, спутниковую навигацию с помощью спутниковых данных нельзя считать полностью автономной.
Инерциальные системы полностью автономны за счет использования гироскопических и инерционных датчиков, но невозможность скомпенсировать возмущающие моменты для гироскопов приводит к накоплению ошибки со временем. Следовательно, выходные данные инерциальных средств зависят от точности чувствительных элементов и, в общем случае, для повышения точности требуют коррекции.
Астронавигационные системы имеют очень высокую точность, но очень чувствительны к позиционированию, поэтому в чистом виде на подвижных объектах они практически не используются.
Для построения полностью автономных высокоточных навигационных систем авиационного применения совместно с традиционными средствами используют астрокорректоры, предназначенные для измерения направлений на естественные астроориентиры (звезды или солнце). Астрокорректоры получили распространение при решении космических задач и десятилетия назад представляли собой узкопольные оптические системы сначала с ручным, а впоследствии с автоматическим наведением на одну или несколько наиболее ярких звезд на небосводе и удержании астроориентира в поле зрения прибора [4].
Современные астроинерциальные системы представляют собой узкопольные оптические или инфракрасные приборы, оснащенные механическим приводом, обеспечивающим наведение и удержание наиболее ярких звезд в поле зрения астроориентира [14].
Актуальной является задача создания бесплатформенной астроинерциальной системы, которая позволяет отказаться от механического устройства наведения, и, тем самым, улучшить такие показатели как надежность, точность, габариты и стоимость.
В данной научно-исследовательской работе рассматривается астровизирующее устройство (АВУ), разрабатываемое в АО «НПО ГИПО», которое относится к астроинерциальным навигационным системам.
Цель работы заключается в разработке программного обеспечения, позволяющего настроить систему управления двигателями карданова подвеса АВУ.
В дипломном проекте поставлены задачи:
- Изучить работу астронавигационных устройств, рассмотреть существующие аналоги разрабатываемого АВУ.
- Ознакомиться с основными характеристиками и работой данного прибора;
- Настроить систему управления двигателями карданового подвеса, и исследовать ее реакцию на управляющее воздействие и внешние воздействия, провести эксперименты и проанализировать влияние коэффициентов ПИД- регулятора на систему;
- Написать программу, реализующую поставленные задачи.
Объектом исследования является астровизирующее устройство, предметом исследования - ПИД-регуляторы и точность их настройки.
Практическая значимость исследования заключается в том, что результаты будут использованы при разработке АВУ, готового к внедрению в астроинерциальную навигационную систему (АИНС).
Данная работа состоит из: введения, двух глав (теоретической и исследовательской частей), заключения. Приведен список сокращений, список литературы, в приложении размещен код программы.

Купить

В рамках выполненной диссертационной работы были изучены астроинерциальные системы навигации. Исследовано астровизирующее устройство, его работа и характеристики. Рассмотрены существующие аналоги разрабатываемого прибора. По результатам исследования была сформирована проблема настройки системы управления двигателями карданового подвеса, а также способы ее решения, через ручную настройку по правилам, с последующей экспериментальной проверкой результатов.
Получены следующие основные результаты:
- проанализировано влияние коэффициентов ПИД-регулятора;
- настроена система управления двигателями карданового подвеса;
- проведены исследования реакции системы на управляющее и внешние воздействия;
- написана программа, реализующая поставленные задачи.
Настройка системы управления позволила повысить точность наведения двухосного карданова подвеса на астроориентир, минимизировать время регулирования. Исследования реакции системы на внешние воздействия позволили стабилизировать ось визирования во время качки носителя
Купить