Общая характеристика Измерительных Преобразователей.

Физико-технические свойства пространства.

Для того что бы решить физико-техническую задачу нужно знать сначала потребность, которую должна решить задача.

Также надо знать свойства окружающего пространства. И какие конкретные параметры, доступные для наблюдения, характеризуют интересующие нас свойства окружающего пространства и какие из них мы должны обеспечить в замкнутом пространстве А.

Надо найти способ обеспечения требуемых параметров.

1. Для этого надо обладать возможностью измерения этих параметров.

2. Сравнить текущие свойства пространства с требуемыми параметрами нашей искусственно созданной области пространства.

Для получения параметров требуется сравнение их с эталоном. Эталон выбирается исходя из желаемого диапазона параметров.

Рис. Система стабилизации параметра в области А

Для решения этой общей задачи мы должны располагать измерительными преобразователями. Основным узлом любого преобразователя является чувствительный элемент, который непосредственно воспринимает контролируемую величину.

 

(вернуться к оглавлению)

На рис. Представлена обобщенная структура электромеханическтого измерительного преобразователя (ИП)

 

 

Рис. Обобщенная структура ИП

 

Позициями обозначены.

ЧЭ - чувствительный элемент. Узел ИП, непосредственно воспринимающий измеряемый, контролируемый параметр физический среды и преобразующий его в промежуточный параметр в ИП в форму удобную для последующего анализа. В акселерометре это масса, в гироскопических устройствах – кинетический момент .

Чаще всего входное воздействие на ЧЭ преобразуется в перемещение ЧЭ или деформацию элементов конструкции.

ПММ - передаточно-множительный механизм. Преобразует механическое смещение в механическое смещение иного диапазона, масштаба. Например, с использованием редуктора (в прецизионных ИП практически не применяется). В интегральных ИП это может быть упругий элемент в виде консольной балки, в которой точки приложения инерционной силы и «наблюдаемая» с помощью ДП точка упругой балки не совпадают. Здесь скратно представлена передаточная функция ПММ.

КЗ –колебательное звено. Включает динамические звенья (инерционное, демпфирующее, позиционное), смещение которого - X₂преобразуется в электрический сигнал в ДП.

ДП или ДУпреобразователь механического смещения ЧЭ (линейного или углового) в электрический сигнал - U₁. Это прямой преобразователь вида энергии (механической, запасаемой в ЧЭ, в электрическую).

УС - усилитель - преобразователь, усиливает сигнал U₁ по напряжению – U₂ и по мощности, обеспечивая его сопряжение с потребителями информации и с системой отображения (СО). В его состав может включаться преобразователь аналогового сигнала в цифровой эквивалент с помощшью аналого – цифрового преобразователя (АЦП).

СО - система отображения информации.

 

 

*

Кинематическая схема акселерометра

 

 

· Скоростные связи

-демпфер

3. Параметры ориентации и навигации.
Координаты центра тяжести ЛА относительно земли. Ориентирование.

(вернуться к оглавлению)

Навигация – наука о методах и средствах перемещения известных объектов в известном пространстве, с известными целями и задачами, по желаемой траектории, с требуемым качеством (точность, быстродействие, безопасность, режим движения, энергозатраты и др.).

Для реализации задач навигации требуется:

§ Знание свойств пространства, в окрестности которого осуществляется движение.

§ Наличие объективных - естественных или субъективных - искусственных ориентиров или их комбинаций известным образом связанных с предполагаемой областью пространства, где осуществляется навигация.

§ Знание свойств самого перемещаемого объекта: наземный, морской, подводный, воздушный, космический, многосредный и др. Какими возможностями и ресурсами этот объект обладает.

§ Знание цели и задач, решаемых в процессе навигации с учетом наличных ресурсов.

§ Возможности моделирования на борту фрагментов, отражающих доминирующие свойства пространства с учетом поставленных целей. Моделирование ориентиров Пространства (физическое или математическое) с использованием бортового оборудования.

§ Начальная выставка приборных моделей по реальным ориентирам и последующая коррекция для компенсации инструментальных дрейфов и методических «уходов».

§ Измерения, вычисления текущего пространственного положения объекта относительно приборных осей и выработка команд управления. Здесь соединены воедино и задачи смещения центра масс объекта в пространстве и времени, и задачи угловой ориентации строительных осей объекта относительно базовых приборных моделей реальных или искусственных ориентиров пространства.

 

1. Физическими, естественными ориентирами могут быть: местная или истинная вертикаль (линия-равнодействующая гравитационной и центробежной силы), гравитационная вертикаль (радиус-вектор из точки наблюдателя в центр тяжести Земли), геоцентрическая вертикаль, линия Север-Юг(проекция оси мира на плоскость горизонта), параметры атмосферы, гравитационные и магнитные поля и их аномалии, координаты объекта относительно искусственной координатной сетки Земли(Меридианы – параллели, экватор).

2. Свойства самого объекта (его тактико-технические характеристики, энергетические возможности, органы управления, приборное оборудование (авионика)).

3. Приборное оборудование системы ориентации и навигации (СОН). Которое должно обеспечить моделирование на борту системы ориентиров. Относительно базовых приборных моделей появляется возможность оценивать текущее состояние строительных осей летательного аппарата (ЛА) и удерживать эти оси в требуемом состоянии.

4. Систему начальной выставки приборных ориентиров относительно начальной базы.

5. Систему непрерывной (периодической) коррекции приборных моделей пространственных ориентиров от внешних или дополнительных внутренних источников информации.

Под навигационными параметрами понимают параметры определяющие положение центра масс (долгота, широта и высота, скорость, ускорение).

 

 

1)P_N P_S – ось вращения Земли, совпадает с осью мира.

2):

· геоцентрическая вертикаль

· гравитационная вертикаль

· вертикаль места

3)Плоскость экватора, параллели, широта (угол между вертикалью места и плоскостью экватора)

4) h P_N P_S - плоскость меридиана места

Плоскости меридианов, проходящие через точки 1 и 2, образуют двугранный угол

В результате получаем координаты ЛА:

Ортодромия - минимальное расстояние между двумя точками, лежащими на дуге большого круга, включающего центр Земли, а также начальную и конечную точку траектории.

Для определения курса движения ЛА необходимо смоделировать меридиан линию Север-Юг

-курс ЛА

Nм- направление магнитного меридиана

 

 

-девиация (погрешность), являющаяся функцией от широты и долготы места.