Принятые условные обозначения .................................................................... 7
Введение ............................................................................................................... 9
Глава 1. Анализ состояния современных избыточных блоков
чувствительных элементов для БИНС с неортогональной ориентацией
измерительных осей ......................................................................................... 20
1.1. Обзор современных БЧЭ для БИНС с неортогональной ориентацией
измерительных осей, применяемых на объектах ракетно-космической
техники ............................................................................................................... 20
1.2. Блок измерителей угловой скорости с неортогональной ориентацией осей
чувствительности (ИУС-М) для космического корабля «Союз-ТМА».
Принцип работы ................................................................................................. 29
1.3. Блок измерителей линейного ускорения (БИЛУ) с неортогональной
ориентацией осей чувствительности для космических кораблей «СоюзТМА», «Союз-МС» и «Прогресс-МС». Принцип работы ................................ 33
Выводы по главе 1 .............................................................................................. 38
Глава 2. Разработка математических моделей каналов измерения
угловой скорости и линейного ускорения на ранней стадии
проектирования БЧЭ как составных частей БИНС ................................... 39
2.1. Математическая модель измерительного канала избыточного измерителя
угловой скорости с неортогональной ориентацией ОЧ на примере прибора
ИУС-М ................................................................................................................ 40
2.1.1. Функционально-кинематическая и электрические схемы
измерительного канала прибора ИУС-М ...................................................... 40
3
2.1.2. Описание математической модели измерительного канала прибора
ИУС-М для расчета АФЧХ ............................................................................ 45
2.1.3. Описание математической модели измерительного канала прибора
ИУС-М в режиме измерения угловой скорости ............................................ 49
2.1.4. Результаты расчета АФЧХ и графиков переходных процессов в
режиме измерения скорости ........................................................................... 58
2.1.5. ПМО для реализации математической модели прибора ИУС-М ....... 59
2.2. Математическая модель измерительного канала избыточного измерителя
линейного ускорения с неортогональной ориентацией ОЧ на примере
прибора БИЛУ .................................................................................................... 67
2.2.1. Функционально-кинематическая и электрические схемы
измерительного канала прибора БИЛУ ......................................................... 68
2.2.2. Описание математической модели КМА для расчета АФЧХ ............ 71
2.2.3. Описание математической модели КМА для расчета переходных
процессов прибора в режиме измерения линейного ускорения................... 79
2.2.4. Результаты расчета частотных характеристик и графиков переходных
процессов ......................................................................................................... 87
2.2.5. ПМО для реализации математической модели измерительного канала
прибора БИЛУ ................................................................................................ 90
Выводы по главе 2 .............................................................................................. 92
Глава 3. Разработка алгоритмов и специального ПМО для контроля
параметров избыточных БЧЭ с неортогональной ориентацией
измерительных осей автоматизированными автономными средствами
на этапе производства ..................................................................................... 96
3.1. Разработка алгоритмов контроля параметров избыточных БЧЭ с
неортогональной ориентацией измерительных осей на этапе производства . 96
4
3.1.1. Разработка алгоритмов контроля избыточных измерителей угловой
скорости с неортогональной ориентацией осей чувствительности на
примере прибора ИУС-М ............................................................................... 97
3.1.2. Разработка алгоритмов контроля избыточных измерителей линейного
ускорения с неортогональной ориентацией ОЧ на примере прибора
БИЛУ ............................................................................................................. 103
3.2. Разработка ПМО для реализации предложенных алгоритмов в условиях
производства ..................................................................................................... 114
3.2.1. Разработка ПМО для прибора ИУС-М .............................................. 116
3.2.2. Разработка ПМО для прибора БИЛУ ................................................. 118
3.3. Проектирование технических устройств для обеспечения
функционирования разработанных алгоритмов и ПМО ................................ 120
Выводы по главе 3 ............................................................................................ 123
Глава 4. Введение комплексного параметра для контроля БЧЭ с
неортогональной ориентацией измерительных осей в условиях
производства и на входном контроле перед установкой на объект ....... 124
4.1. Обоснование необходимости введения комплексного параметра для
контроля БЧЭ с неортогональной ориентацией измерительных осей в
условиях производства и на входном контроле перед установкой на
объект ............................................................................................................... 124
4.2. Применяемые методы формирования матрицы направляющих косинусов
и псевдообратной матрицы для избыточных БЧЭ с неортогональной
ориентацией измерительных осей ................................................................... 127
4.2.1. Матрица направляющих косинусов прибора ИУС-М ...................... 127
4.2.2. Метод формирования псевдообратной матрицы............................... 128
4.2.3. Методика расчета комплексного параметра БЧЭ ............................. 129
5
Выводы по главе 4 ............................................................................................ 130
Глава 5. Результаты экспериментальных исследований ......................... 131
5.1. Результаты экспериментальной проверки в условиях наземных
испытаний, включающих контроль основных параметров прибора
ИУС-М .............................................................................................................. 132
5.2. Результаты экспериментальной проверки в условиях наземных
испытаний, включающих контроль основных параметров приборов БИЛУ с
аналоговой обратной связью и БИЛУ-М с цифровой обратной связью ....... 136
5.3. Результаты экспериментальной проверки прибора БИЛУ-М с цифровой
обратной связью до и после лётных испытаний............................................. 143
5.3.1. Статистическая обработка параметров (I направление) ................... 143
5.3.2. Анализ временной сохраняемости параметров прибора БИЛУ-М с
цифровой обратной связью (II направление) .............................................. 148
5.3.3. Статистическая обработка параметров партии приборов БИЛУ (III
направление) ................................................................................................. 156
Выводы по главе 5 ............................................................................................ 159
Заключение ..................................................................................................... 161
Литература ...................................................................................................... 162
Приложения .................................................................................................... 174
Приложение 1. Методика расчета параметров схемы температурной
компенсации ..................................................................................................... 174
п1.1. Расчет параметров схемы температурной компенсации ................... 174
п1.2. Расчет исходных данных для определения сопротивления термошунта
и добавочных сопротивлений ...................................................................... 174
6
Приложение 2. Числовые данные для расчетов ............................................. 177
Приложение 3. Графики АФЧХ и переходных процессов измерительного
канала прибора ИУС-М ................................................................................... 191
Приложение 4. Графики тестовых воздействий ИУС-М ............................... 200
Приложение 5. Графики АФЧХ и переходных процессов измерительного
канала прибора БИЛУ ...................................................................................... 204
Приложение 6. Копии актов внедрения результатов работы ........................ 217
