Задорожний Валерій Іванович. Структурно-параметричний синтез елементів та пристроїв систем керування оптичних електронних комплексів рухомих об'єктів

brief description

Задорожний Валерій Іванович. Структурно-параметричний синтез елементів та пристроїв систем керування оптичних електронних комплексів рухомих об'єктів: дисертація канд. техн. наук: 05.13.05 / НАН України; Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є.Пухова. - К., 2003

Задорожний В.І. Структурно-параметричний синтез елементів і пристроїв систем керування оптичних електронних комплексів рухомих об’єктів. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.13.05 - Елементи та пристрої обчислювальної техніки та систем керування. Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є.Пухова НАН України, Київ, 2003.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню проблеми розробки комплексу елементів і пристроїв багатопов’язаних неоднорідних систем керування оптичних електронних комплексів, розміщених на рухомих об’єктах, які призначені для пошуку і локації матеріальних об’єктів на земній чи водній поверхні в нормальних і екстремальних умовах.
Запропоновані способи і прийоми структурно-параметричного синтезу елементів і пристроїв систем керування оптико-електронних комплексів, а також розроблені структури і схеми можуть знайти широке застосування при розробці засобів управління в технічних системах з такими особливостями як багатопов’язанність, різнорідність елементної бази, багатопараметрична залежність командних і керуючих сигналів, високі вимоги для роботи в екстремальних умовах навколишнього середовища.
За наслідками роботи (пристрій швидкого приведення лінії візування в початкове положення і гіростабілизатор) отримані патенти України на винахід.

1. На основі методів структурно-параметричного синтезу створено комплекс структур, схем і алгоритмів розрахунку параметрів складних фізично неоднорідних технічних об'єктів, що забезпечують побудову високоточних елементів і пристроїв систем керування оптичних електронних комплексів, призначених для виявлення і локації об'єктів пошуку в нормальних і надзвичайних (екстремальних) умовах.
2. Запропоновані метод і поліноміальні алгоритми розрахунку координат об'єктів пошуку в системі прямокутних координат при багатократному візуванні кута по курсу з рухомого об'єкту-носія на вибраній базі локації і алгоритми оцінки середньоквадратичних похибок для визначення точності локації і необхідної точності датчиків візування системи керування оптичного електронного комплексу; показано, що при середньоквадратичній
похибці вимірювання кута візування не більше 1 млрад похибка визначення координат не перевищує допустимих величин.
3. Розроблений графічний метод і методика визначення вимог до параметрів оптичних електронних комплексів, у тому числі до системи керування, систем наведення і стабілізації, кратності оптичної системи, залежної від фізичних чинників зовнішнього середовища: розмірів об'єкту, яскравості об'єкту і фону, прозорості атмосфери, з ціллю визначення показників якості елементів і пристроїв системи керування на ранніх етапах розробки (аванпроект, ескізний проект, техніко-економічні дослідження).
4. Розроблена і реалізована структура системи керування лінією візування, яка ґрунтується на використанні двох двоступеневих гіроскопів із зустрічно направленими кінетичними моментами і з компенсацією похибки стабілізації по третій осі (крену), що забезпечує точність керування лінією візування в межах 20 кут.сек при нормальних кліматичних умовах.
5. Запропонований метод структурного параметричного синтезу системи керування з аналізом відхилень і з керованою структурою, що забезпечує досягнення заданих показників якості (точність і стійкість) в спеціальних умовах роботи при діапазоні температур від 600С до +750С.
6. Розроблена нелінійна модель системи керування ОЕК з урахуванням ефектів сухого тертя, пружності і дебалансу високоточних механічних і оптико-механічних пристроїв, що дозволило визначити вимоги до граничних параметрів особливо відповідальних з'єднань і забезпечити необхідну якість системи на стадіях виготовлення елементів і їх складання.
7. Розроблена структура і схеми магнітоелектричного датчика моменту, які забезпечують побудову конструкції датчиків моменту з дев'ятикратним збільшенням моменту в порівнянні з аналогами і дозволяють забезпечити виконання високих вимог до діапазону швидкостей наведення.
8. Розроблено методику синтезу і досліджені структури високоточних слідкуючих приводів, орієнтованих на реалізацію в оптичних електронних комплексах, заснованих на керуванні зв'язками і параметрами системи і забезпечуючих граничні показники точності і стійкості в нормальних і спеціальних умовах роботи.
9. Розроблений алгоритм розрахунку параметрів системи керування ОЕК, який грунтується на сумісному використанні математичних моделей в частотній і часовій областях представлення змінних: метод логарифмічних частотних характеристик застосовується для розрахунку ланок передачі руху від гіростабілізованої платформи до головного дзеркала як лінійної моделі; математичні моделі в часовій області дозволяють відтворити вплив нелінійних ефектів в тих же ланках, що в цілому забезпечує врахування істотної неоднорідності елементного складу даної системи.
10. Запропоновані схеми одноканальних і двоканальних широтно-імпульсних підсилювальних пристроїв забезпечують лінійність характеристик підсилювачів і високий коефіцієнт корисного використання джерел енергії; одноканальні широтно-імпульсні підсилювальні пристрої використовуються в системах наведення, двоканальні - в системах стабілізації і високоточних слідкуючих приводах.
11. Розроблені: електронні пристрої компенсації помилки системи керування від збурень крену, що включають пристрій формування функції секанса і пристрій множення, які забезпечують автоматичну компенсацію збурень крену; пристрій компенсації похибок сигналів датчика візування, що дозволяє одержувати сигнали візування з високою точністю від малогабаритних датчиків кута з обмеженою точністю.
12. Результати використання запропонованих способів структурно-параметричного синтезу систем керування ОЕК дозволили розробити елементи і пристрої систем керування при створенні в Науковому виробничому комплексі „Авіаприлад-Арсенал” та Акціонерному товаристві АО „УКРПРОМПРОЕКТБУДСЕРВІС” таких оптичних електронних комплексів пошуку об'єктів як бортовий оптико-електронний комплекс і комбінованого оптичного комплексу оператора із стабілізованим полем зору; сприяти скороченню терміну розробки автоматизованої системи перевірки параметрів комбінованої оптичної пошукової станції; на розроблені елементи і пристрої систем керування ОЕК отримано два патенти України на винаходи; результати роботи використовуються в навчальному процесі загальнотехнічної кафедри Черкаської академії менеджменту (документи про впровадження додаються).