close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Основы разработки безобогревных термоинвариантных измерителей угловых скоростей и кажущихся ускорений для систем управления ракетно-космическими объектами

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Скоробогатов Вячеслав Владимирович
ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ БЕЗОБОГРЕВНЫХ
ТЕРМОИНВАРИАНТНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ УГЛОВЫХ
СКОРОСТЕЙ И КАЖУЩИХСЯ УСКОРЕНИЙ ДЛЯ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ
Специальность 05.11.03 – Приборы навигации
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Саратов 2018
Работа выполнена в филиале Федерального государственного унитарного
предприятия «Научно-производственный центр автоматики и
приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина» –
«Производственное объединение «Корпус», г. Саратов
Научный руководитель –
доктор технических наук
Калихман Дмитрий Михайлович
Официальные оппоненты:
Коновалов Сергей Феодосьевич,
доктор технических наук, профессор,
первый заместитель заведующего
кафедрой «Приборы и системы
ориентации, стабилизации и навигации»
Московского государственного
технического университета
имени Н.Э. Баумана
Молчанов Алексей Владимирович,
кандидат технических наук,
начальник отделения
ПАО «Московский институт
электромеханики и автоматики»
Ведущая организация –
Государственный научный центр
Российской Федерации акционерное
общество «Концерн «Центральный
научно-исследовательский институт «Электроприбор», г. Санкт-Петербург
Защита состоится «10» апреля 2018 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.04 при ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» по адресу: 410054, г. Саратов, ул.
Политехническая, 77, корп. 1, ауд. 319.
С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке
ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет
имен Гагарина Ю.А.» и на сайте www.sstu.ru
Автореферат разослан « 10 » февраля 2018 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
2
Торгашова О.Ю.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы диссертации. В современном точном приборостроении особую роль играет разработка высокоточных измерителей угловой скорости (ИУС) и измерителей кажущегося ускорения (ИКУ), инвариантных к температурным воздействиям, для бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС). Проблема обеспечения термоинвариантности гироскопических приборов с 1960-х годов отражена в трудах известных учёных, таких как
Д.С. Пельпор, В.И. Решетников, С.Ф. Коновалов, В.Э. Джашитов, В.М. Панкратов, Е.А. Измайлов, П.К. Плотников, К.П. Андрейченко, Д.М. Калихман и ряда
других авторов. Как правило, данные проблемы решаются введением термостабилизации путём обогрева инерциального чувствительного элемента или блока
приборов в целом. Однако применение указанного способа ведёт к резкому
увеличению потребляемой мощности и габаритно-массовых характеристик
приборов.
В последнее время технический прогресс в разработке процессорной техники привёл к резкому сокращению энергопотребления и габаритно-массовых характеристик микропроцессорных устройств, что позволяет применять их в качестве вычислителей не только в системах управления (СУ) крупногабаритными объектами в авиационной, ракетно-космической и морской технике, но и в
обратных связях (ОС) малогабаритных инерциальных чувствительных элементов (ИЧЭ). Разработке цифровых систем управления посвящены работы
А.Г.Александрова, В.А. Бесекерского, Р. Изермана, Р. Калмана, Б. Куо,
П.В. Куропаткина, А.П. Литвинова, Д. Люенбергера, А.В. Небылова, Ю.В. Садомцева, Р. Сивана, В.В. Солодовникова, С.М. Фёдорова, Ч. Филлипса,
В.Б. Яковлева и других учёных.
Вместе с тем и аналоговые системы управления (АСУ) позволяют применить новые аппаратные методы стабилизации динамических характеристик
ИУС и ИКУ в ранее разработанных СУ, модернизировать которые под цифровое управление, как правило, не всегда выгодно с экономической точки зрения.
В этом случае разработчики гироскопических приборов идут по пути модернизации аналоговых усилителей ОС с применением новой элементной базы, которая также позволяет существенно улучшить точностные характеристики приборов с аналоговыми СУ и разработать новые схемотехнические решения,
оставив без изменения систему управления в целом.
Настоящая диссертационная работа посвящена разработке новых схемотехнических решений построения безобогревных термоинвариантных измерителей
угловых скоростей и кажущихся ускорений. В качестве примера рассмотрены
кварцевый маятниковый акселерометр (КМА) с цифровой системой управления
(ЦСУ) и поплавковый ИУС с АСУ и ЦСУ. Блоки с КМА разрабатываются для
модернизации ЦСУ космического корабля (КК) «Союз-ТМА», измерители угловой скорости – для модернизации СУ первой ступенью ракетоносителя (РН)
«Протон-М». В итоге работы даются рекомендации по синтезу универсального
цифрового усилителя обратной связи (ЦУОС) с широтно-импульсным (ШИМ)
3
управлением током датчика момента, который может быть применен и для других типов ИУС и ИКУ.
Целью работы является повышение точностных характеристик и расширение диапазона измерения безобогревных измерителей угловой скорости и кажущегося ускорения с обеспечением их инвариантности к температурным воздействиям за счет модернизации системы управления инерциального чувствительного элемента, а также разработка универсального цифрового усилителя
обратной связи для измерителей угловой скорости и кажущегося ускорения с
ШИМ-управлением током датчика момента.
Комплекс задач, необходимый для выполнения поставленной цели, включает:
 разработку схемотехнических решений безобогревных ИУС с аналоговой
и цифровой и ИКУ – с цифровыми обратными связями;
 разработку математических моделей приборов и синтез регуляторов систем управления ИУС и ИКУ;
 анализ синтезированных систем в частотной и временно́й областях и проведение экспериментальных исследований для подтверждения правильности
предлагаемых решений;
 оценку влияния температурных воздействий на точностные и динамические характеристики приборов;
 разработку методик и алгоритмов повышения точности измерения угловых
скоростей и кажущихся ускорений разработанными приборами, соответственно;
 расширение диапазона измеряемых кажущихся ускорений до 50 g без потери точности по масштабному коэффициенту и смещению нуля приборов.
Методы исследования применены теоретические и экспериментальные. В
теоретическом исследовании использован аппарат теории автоматического
управления, методы программирования и компьютерного моделирования. Экспериментальное исследование ИУС (прибор ПВ301М) и КМА (прибор КХ67041М) с ЦУОС производилось на филиале ФГУП «НПЦ АП» – «ПО «Корпус».
Результаты исследования прибора ПВ301М подтверждены лётными испытаниями в СУ первой ступенью РН «Протон-М», а КМА КХ67-041М – результатами
натурных испытаний на центрифуге, а также результатами совместноотработочных испытаний модернизированного прибора БИЛУ для спускаемого
аппарата КК «Союз-ТМА».
Объектом исследования в диссертационной работе являются поплавковый
ИУС с аналоговой и цифровой обратными связями и кварцевый маятниковый
акселерометр с ЦОС. Цифровые регуляторы, реализованные в процессорных
модулях в виде программ, полученных на основе разработанных алгоритмов.
Предметом исследования являются основные методики расчета и проектирования термоинвариантных безобогревных ИУС и КМА, методики расчета
цифровых регуляторов, в том числе, с ШИМ-управлением, исследования путей
повышения точностных характеристик приборов в сравнении с имеющимися
аналогами и расширения диапазона измерения ИКУ без потери точности.
4
Достоверность исследований подтверждается соответствием теоретических
результатов, в том числе, полученных математическим моделированием, с результатами экспериментальных проверок и лётных испытаний.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
1) предложены два принципа построения термоинвариантных безобогревных
первичных измерителей для БИНС на примере поплавкового электромеханического ИУС и кварцевого маятникового акселерометра – аппаратный и алгоритмический, а также схемотехнические решения для их реализации;
2) сформулированы три условия обеспечения термоинвариантности характеристик безобогревного поплавкового измерителя угловой скорости;
3) разработаны математические модели термоинвариантных ИУС и КМА.
Предложены методики обеспечения стабильных динамических характеристик
приборов, инвариантных к температурным воздействиям;
4) предложены методики повышения точностных характеристик КМА по
погрешности масштабного коэффициента и нулевого сигнала за счет алгоритмов компенсации погрешностей в цифровом усилителе ОС;
5) предложена универсальная структура ЦУОС с ШИМ-управлением током
датчика момента, а также универсальные алгоритмы управления, позволяющие
без изменения схемотехнических решений ЦУОС реализовать для безобогревных ИУС и ИКУ требуемые динамические характеристики, инвариантность к
температурным воздействиям, а для ИКУ – и расширение диапазона измерения
до 50 g, без потери точности по погрешности масштабного коэффициента.
Практическая значимость диссертационной работы заключается в том,
что полученные результаты позволяют:
1) повысить стабильность масштабного коэффициента и динамических характеристик ДУС КХ79-060 и акселерометра КХ67-041 разработки филиала
ФГУП «НПЦАП» – «ПО «Корпус», снизив их зависимость от температурных
воздействий;
2) снизить энергопотребление в акселерометре КХ67-041 за счет применения цифровой обратной связи и исключения целого ряда аналоговых компонентов, а в приборе ПВ301М – за счёт применения современной элементной базы;
3) исключить из усилителя обратных связей ИУС и ИКУ импортные ЭРИ,
снизив, тем самым, их себестоимость и обеспечив решение проблемы импортозамещения;
4) расширить диапазон измерения КМА с 10 g до 50 g за счет применения
ЦУОС и разработанных алгоритмов, а также обеспечить возможность изменения диапазона измерения и динамических свойств акселерометра путем перепрограммирования вычислителя ЦУОС.
На защиту выносятся:
1) аппаратный и алгоритмический способы построения схемотехнических
решений кварцевых маятниковых акселерометров и поплавковых ИУС с обеспечением термоинвариантности их статических и динамических характеристик;
2) три условия обеспечения термоинвариантности характеристик безобогревного поплавкового измерителя угловой скорости.
5
3) математические модели и новые алгоритмы управления в корректирующих контурах приборов с обеспечением термоинвариантности динамических
характеристик ИУС и акселерометров;
4) универсальная структура ЦУОС с ШИМ-управлением током датчика момента, а также универсальные алгоритмы управления, позволяющие без изменения схемотехнических решений ЦУОС реализовать для безобогревных ИУС
и ИКУ требуемые динамические характеристики, инвариантность к температурным воздействиям, а для ИКУ – расширение диапазона измерения до 50 g,
без потери точности по погрешности масштабного коэффициента и смещения
нулевого сигнала.
Апробация результатов. Основные результаты работы обсуждались и докладывались на семи Международных конференциях, в том числе на 21-23
Санкт-Петербургских Международных конференциях по интегрированным
навигационным системам в ЦНИИ «Электроприбор» в 2014-2016 годах и двух
конференциях молодых ученых.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, из
них 3 статьи в журналах из перечня ВАК РФ, в том числе 1 статья без соавторов, 4 патента РФ на изобретения.
Личный вклад автора в этих работах состоит в разработке схемотехнических решений построения усилителей обратной связи в ДУС КХ79-060 и КМА
КХ67-041М; формировании математических моделей ИУС и КМА; синтезе их
регуляторов; анализе синтезированных систем; разработке программноматематического обеспечения; разработке алгоритмов и методик повышения
точностных характеристик приборов; проведении экспериментальных исследований.
Использование результатов. Результаты, полученные в диссертационной
работе, были использованы на филиале ФГУП «НПЦ АП» – «ПО «Корпус».
Предложенные технические решения внедрены в измерителе угловой скорости
ПВ301М с инерциальным чувствительным элементом ДУС КХ79-060 в СУ
первой ступени РН «Протон-М». На сегодняшний день на ПО «Корпус» изготовлено 150 приборов, осуществлены практические пуски 7 ракет с 6 приборами в каждой. Экономический эффект составил более 200 миллионов рублей.
Предложенные технические решения использованы при модернизации шестиосного измерителя кажущихся ускорений БИЛУ КХ69-042М для КК «СоюзТМА» путем замены акселерометра КХ67-041 с аналоговой обратной связью на
акселерометр цифровой и широтно-импульсным управлением током датчика
момента (работы выполняются по Госконтракту Роскосмоса с ПАО «РКК
«Энергия» на СЧ ОКР «Развертывание» от 11.12.2015 № 351-8644/15/326).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка источников, включающего 134 наименования, и трех приложений. Объем пояснительной записки составляет 150 страниц, общий объем со списком источников и приложениями – 206 страниц; в работе имеется 69 рисунков, 2 фото и 15 таблиц.
6
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются основные результаты работы, выносимые на защиту.
В первой главе анализируется состояние проблемы в настоящее время на
примере компенсации температурных погрешностей в безобогревных поплавковых датчиках угловой скорости и кварцевых маятниковых акселерометрах
разработки ПО «Корпус» (г. Саратов). В качестве примеров рассмотрены датчик угловой скорости (ДУС) КХ79-060, работающий в качестве инерциального
чувствительного элемента в ИУС КХ97-010М в системе управления КК «СоюзТМА» и «Прогресс-М», а также в модуле «Звезда» МКС и КМА КХ67-041,
примененный в шестиосном блоке измерителей линейных ускорений (БИЛУ),
разработки ПО «Корпус» для спускаемого аппарата КК «Союз-ТМА». Анализируются достоинства и недостатки существующих методов аппаратной компенсации температурных погрешностей измерителей угловых скоростей и кажущихся ускорений, а также обосновываются цели и задачи исследований в
рамках диссертационной работы.
Во второй главе сформулирована основная методика компенсации температурной погрешности безобогревного ДУС с аналоговой обратной связью аппаратным способом компенсации на примере прибора ПВ301М для СУ первой
ступени РН «Протон-М» [3, 6, 10, 13]. Кроме того, рассмотрен случай компенсации температурных погрешностей ИУС алгоритмическим способом в случае
использования ЦУОС с АЦП – ЦАП преобразованием [13].
Компоновка элементов в ИУС представлена на рисунке 1. В состав измерителя входят: безобогревной поплавковый датчик угловой скорости (ДУС), полупроводниковый
статический преобразователь и аналоговый усилитель обратной связи, в котором
реализована
схема обеспечения
термоинвариантности
динамических
характеристик прибора. Термоинвариантность статической
характеристики
обеспечена за счет
использования в конРисунок 1 – Термоинвариантный измеритель угловой скорости
струкции поплавкос аналоговым усилителем обратной связи
вого ДУС известного
способа термошунтирования обмотки датчика момента [13].
Дифференциальное уравнение, описывающее работу механической части
поплавкового ДУС с электрической обратной связью, имеет вид
7
I    n   M ДМ  Нвх  М  ,
(1)
где  ,  – угловая скорость и угловое ускорение прецессии, соответственно; I –
момент инерции поплавкового гироузла; n – коэффициент жидкостного демпфирования; МДМ = KДМ·IДМ – момент датчика момента (ДМ), равный произведению коэффициента передачи ДМ ДУС KДМ на ток цепи обратной связи IДМ; Н –
кинетический момент ДУС; ωвх – входная угловая скорость; М – момент сопротивления по оси прецессии.
На рисунках 2 и 3
показаны структура
усилителя обратной
связи и структура
Рисунок 2 – Структура аналогового усилителя обратной связи
термоинвариантного
термоинвариантного измерителя угловой скорости
измерителя угловой
скорости и введены обозначения [6, 13]: WГ(s) – передаточная функция гироскопа; KДУ, UДУ – коэффициент передачи датчика угла (ДУ) и напряжение с
сигнальной обмотки ДУ, соответственно; WУОС(s) – передаточная функция усилителя обратной связи (УОС); KПУ – коэффициент передачи предварительного
усилителя (ПУ); WФЧВ(s) – передаточная функция фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ); WИ(s) – передаточная функция интегратора (И); К = К(tС) – коэффициент передачи усилительного звена; W(s) – передаточная функция сумматора (); RН – сопротивление нагрузки; WУМ(s) – передаточная функция усилителя мощности (УМ).
Рисунок 3 – Структурная схема термоинвариантного измерителя угловой скорости
Усилитель обратной связи включает традиционно используемые звенья:
предварительный усилитель (ПУ), фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ),
корректирующий контур с интегратором, усилитель мощности (УМ) и нагрузочный резистор, новые звенья – усилительное звено и сумматор, а также новые
связи между звеньями.
Для обеспечения термоинвариантности характеристик безобогревного поплавкового измерителя угловой скорости сформулированы три условия [13].
Первым условием обеспечения термоинвариантности характеристик такого
прибора является предварительное обеспечение термоинвариантности статиче8
ской характеристики (масштабного коэффициента) прибора за счет подключения
к обмотке датчика момента термошунтов, рассчитанных известным образом.
Вторым условием, необходимым для обеспечения термоинвариантности
динамических характеристик ДУС, является введение в структуру усилителя
обратной связи интегро-дифференцирующего звена с термозависимой форсирующей постоянной времени и обеспечение во всем диапазоне рабочих температур равенства форсирующей постоянной времени ТГ*(tС) = RИСИ[1+К(t°С)]
интегродифференцирующего звена и зависящей от температуры постоянной
времени гироскопа ТГ = I/n(t°C), которая, в свою очередь, обусловлена температурной зависимостью коэффициента жидкостного демпфирования n(tC) поплавкового гироузла ДУС.
Передаточная функция гироскопа поплавкового ДУС с учетом уравнения
(1) имеет вид:
WГ ( s ) 
К Г (t C )
1

.
sI  s  n  s[TГ (t C ) s  1]
(2)
Закон изменения в зависимости от температуры коэффициента жидкостного
демпфирования n(tC) может быть определен с высокой точностью. Показано,
что схемное решение усилителя обратной связи, обеспечивающее выполнение
сформулированного выше второго условия термоинвариантности динамических характеристик ДУС, реализуемо для любых существующих поддерживающих жидкостей, используемых в гироприборах.
На
графике
(рисунок 4)
представлен закон изменения от
температуры
коэффициента
демпфирования
поплавкового
ДУС, связанный с изменением
от температуры вязкости поддерживающей жидкости. В качестве зависящих от температуры элементов схемы применены
терморезисторы отечественного
производства
ОСМТР1
ОЖО468.224ТУ. На рисунке 4
приведена зависимость его сопротивления от температуры. Рисунок 4 – Графики температурной зависимости
коэффициента жидкостного демпфирования
Также приведены графики завипоплавкового ДУС n, постоянной времени
симости постоянной времени
гироскопа ТГ, сопротивления Rk1 и
гироскопа ТГ(t°C) и форсируюпостоянной времени ТГ*
щей постоянной времени интегродифференцирующего звена ТГ*.
Третьим условием обеспечения термоинвариантности динамических характеристик безобогревного поплавкового ДУС является введение в структуру усилителя обратной связи сумматора и выбор его параметров, при котором обеспечено постоянство с заданной точностью во всем диапазоне рабочих температур
9
прибора величины произведения коэффициента передачи усилителя обратной
связи на коэффициент передачи гироскопа КГ(t°C) = 1/n(t°C). сумматора
Поскольку в усилителе предложенной структуры (рисунок 3) от температуры зависит только коэффициент передачи сумматора К(tC), то требования постоянства во всем температурном диапазоне произведения коэффициента передачи усилителя обратной связи на коэффициент передачи гироскопа сводится к
условию КГ(tС)·К(tC) = const.
Зная законы изменения от
температуры
сопротивления
терморезистора и nβ (tC), строится график, приведенный на рисунке 5, изменения в зависимости от температуры произведения коэффициента передачи
сумматора на коэффициент передачи гироскопа.
Из графика видно, что сделанный выбор параметров позволяет обеспечить отклонение
указанного произведения от поРисунок 5 – График зависимости от температуры
стоянной во всем температурном
произведения коэффициента передачи гироскопа
диапазоне величины, не превына коэффициент передачи сумматора
шающее 5%.
На рисунке 6 представлены асимптотические ЛАХ ДУС при трех температурах окружающей среды и желаемая ЛАХ разомкнутой системы ДУС-УОС.
Рисунок 6 наглядно иллюстрирует предлагаемый подход обеспечения термоинвариантности динамических характеристик ДУС.
Количественная
оценка достигнутой
степени термоинвариантности АЧХ и
ФЧХ при изменении
температуры
сделана
путем
сравнения полученных динамических
характеристик ДУС
с усилителем обратной связи, выполненным
по
предложенной
структуре, с харакРисунок 6 – Асимптотическая ЛАЧХ разомкнутой
теристиками того
системы безобогревного поплавкового ДУС
же прибора при вы10
полнении усилителя по традиционной структуре. Это сравнение показывает
эффективность предложенного технического решения.
Кроме того, во второй главе диссертации рассмотрен вариант синтеза цифровой обратной связи ИУС, обеспечившего термоинвариантность динамических
характеристик измерителя за счет специального выбора параметров [6, 13].
В качестве вычислительного звена цифровой обратной связи применяется микроконтроллер с АЦП на
входе и ЦАП на выходе.
Закон регулирования получен методом логарифмических амплитудночастотных характеристик с учетом,
сформулированных выше, трех условий термоинвариантности ДУС.
Рисунок 7 – Структурная схема измерителя
Таким образом, передаточная угловой скорости с цифровой обратной связью
функция регулятора в дискретной
форме имеет вид:
 2Т 1 z  1   2Т Г* z  1 
К цв 

 1  

 1
2
I ДМ ( z )
 Т 0 z  1   Т 0 z  1  b1 (t ) z  b2 (t ) z  b3 (t )
 D( z ) 

, (3)
U ДУ ( z )
a1 z 2  a 2 z  a 3
2 z  1  2Т 2 z  1 



 1
Т 0 z  1  Т 0 z  1 
где b1 = Кцв(4Т1ТГ*+2Т1Т0+2ТГ*Т0+Т02); b2 = Кцв(2Т02–8Т1ТГ*);
b3 = Кцв(4Т1ТГ*–2Т1Т0–2ТГ*Т0+Т02); a1 = 4T2+2T0;
a2 = –8T2; a3 = 4T2–2T0.
Передаточной функции (3) соответствует разностный алгоритм работы
цифрового вычислителя (ЦВ) следующего вида:
I ДМ (nT0 )  
a
a2
b (t )
I ДМ [(n  1)T0 ]  3 I ДМ [(n  2)T0 ]  1
U ДУ [nT0 ] 
a1
a1
a1
b (t )
b (t )
 2
U ДУ [(n  1)T0 ]  3
U ДУ [(n  2)T0 ].
a1
a1
(4)
Коэффициенты ai (i = 1,2,3), входящие в алгоритм (4), имеют постоянную
величину, а коэффициенты bj (j = 1,2,3) зависят от температуры, т.к. в них входят зависящие от температуры постоянная ТГ*и Кцв. Чтобы обеспечивалась компенсация зависящей от температуры постоянной времени ТГ, необходимо, чтобы выполнялись сформулированные выше второе условие обеспечения термоинвариантности:
Т Г*  Т Г 
I
n (t C )
,
(5)
а также третье условие, которое идентично выражению (6):
11
К цв (t C )  К цв (25C )
n  (t C )
n  (25C )
.
(6)
Среднестатистическая зависимость величины n хорошо аппроксимируется
экспонентой:
n = Ae-t,
(7)
Для применяемого ДУС А = 65 гсмс,  = 0,028.
Получая с термодатчика информацию о температуре t(nT0), ЦВ по выражению (7) находит текущую величину n(nT0), далее последовательно производит
вычисления в соответствии с (5),(6) и (4). Найденное таким образом цифровое
значение тока датчика момента IДМ(nT0) поступает на ЦАП с усилителем мощности и далее на датчик момента ДУС.
Моделирование ДУС с ЦОС показало следующие параметры замкнутой системы: полоса пропускания ~16,9 Гц, фазовое запаздывание на частоте 2 Гц не
превышает 3,5, показатель колебательности М  1,35.
ЦВ формирует цифровую информацию о проекции входной скорости по
величине IДМ(nT0) и выдает её на внешние устройства в виде того или иного
кода.
В случае необходимости ЦВ может вычислить угол поворота основания
прибора относительно оси чувствительности гироблока как сумму:
n
 (nT0 )    вх (iT0 )  T0 .
(8)
i 1
В третьей главе диссертации рассматривается разработка схемотехнических решений компенсации температурных погрешностей измерителей кажущегося линейного ускорения на примере кварцевых маятниковых акселерометров. Рассмотрены два варианта температурной компенсации: аппаратная и алгоритмическая [1, 9, 13, 16].
Уравнение движения маятника акселерометра имеет вид:
I    n    C m   mlq  M ДМ  М  ,
(9)
где ,  ,  – угол, угловая скорость и угловое ускорение маятника, соответственно; I, n – момент инерции маятника относительно оси подвеса и коэффициент демпфирования движений маятника, соответственно; Ст – угловая
жесткость торсиона маятника; m – масса маятника; l – плечо (расстояние от оси
подвеса до центра масс маятника); q – кажущееся линейное ускорение, действующее на объект, на котором установлен акселерометр; M – вредные моменты по оси подвеса; МДМ = IДМ·КДМ – момент датчика момента, равный произведению тока в цепи обратной связи акселерометра IДМ на крутизну характеристики датчика момента KДМ;
Для блоков измерителей линейных ускорений, измерительные каналы которых построены на кварцевых маятниковых акселерометрах и преобразователях
«напряжение-частота», разработан аппаратный метод обеспечения термоинва12
риантности выходной информации прибора путем обеспечения термоинвариантности масштабного коэффициента и смещения нуля.
Выходной информацией таких приборов является унитарный код. Частота F
следования импульсов N+, N– на выходе преобразователя «напряжениечастота», т.е. выходная информация измерителя линейного ускорения, выражается формулой, характеризующей закон работы подобного преобразователя:

F 

R разр
 f0
 ml


 Roc  q  U см  ,
Rзар  Vэт  N  K ДМ

(10)
где F – частота выходной информации; q = n∙g – измеряемое линейное ускорение; ml – маятниковость акселерометра; KДМ – крутизна характеристики датчика
момента акселерометра; Uсм – напряжение смещения нуля акселерометра.
Температурная зависимость выходной информации прибора определяется
температурной зависимостью параметров: KДМ, определяющей температурную
зависимость масштабного коэффициента, и Uсм.
Предложенный аппаратный метод состоит в следующем. Применен релейный регулятор температуры, обеспечивающий в оболочке, в которую помещают
каждый кварцевый маятниковый акселерометр, сохранение температуры не ниже температуры Т0 = 30С, соответствующей началу «линейного» участка кривой зависимости масштабного коэффициента и смещения нуля акселерометра от
температуры. В электронной схеме прибора формируют четыре напряжения
компенсации путем пропускания тока, пропорционального изменению температуры измеряемой термодатчиком акселерометра, через систему резисторов, входящих в схему аппаратной компенсации. Величину резисторов выбирают в зависимости от определенных при температуре Т0 значений сопротивлений резисторов разряда R+разр(Т0), R–разр(Т0), устанавливаемых в положительную (R+разр(Т0)) и отрицательную (R–разр(Т0)) цепь преобразователя «напряжение-частота» прибора, и
температурных коэффициентов масштабного коэффициента и смещения нуля
каждого кварцевого маятникового акселерометра, определенных для кварцевых
маятниковых акселерометров данной конструкции. Рассчитывают значения резисторов системы аппаратной компенсации по формулам:


R1  R разр
(11)
(T )   км  (Tmax  T0 ) ; R2  R разр(T )   км  (Tmax  T0 ) ;


R3  R разр
(T )   нс  (Tmax  T0 ) ; R4  R разр(T )   нс  (Tmax  T0 ),
где км, нс – температурный коэффициент масштабного коэффициента и смещения нуля кварцевого маятникового акселерометра, записываемый в формуляр
при изготовлении акселерометра; Тmax – максимальная температура в корпусе
акселерометра, равная верхнему значению рабочего диапазона температур; Т0 –
температура начала «линейного» участка, превышающая нижнюю границу рабочего диапазона температур, но уже принадлежащая линейному участку зависимости от температуры масштабного коэффициента и смещения нуля.
Аналитически и экспериментально показано, что, если сформированные таким образом напряжения компенсации подавать на входы ключей преобразователя, то обеспечивается термоинвариантность масштабного коэффициента во
всем диапазоне рабочих температур, а подача напряжений компенсации на вход
0
0
0
0
13
интегратора преобразователя обеспечивает термоинвариантность смещения нуля прибора.
Далее в работе рассматривается измеритель линейного ускорения с цифровым усилителем обратной связи, структурная схема которого с учетом уравнения (9) имеет вид, показанный на рисунке 8.
На рисунке 8 обозначено:
КДУ, КДМ – коэффициенты
передачи датчика угла и датчика момента акселерометра,
соответственно; UДУ – выходное напряжение датчика
угла; АЦП, ЦАП – аналогоцифровой и цифроаналоговый преобразователи; КУМ –
коэффициент передачи усилителя мощности; КПУ – коРисунок 8 – Структурная схема измерителя линейного эффициент усиления предваускорения с цифровой обратной связью
рительного усилителя.
Полоса пропускания акселерометра в приборах данного класса составляет,
как правило, не менее 500 Гц, т.е. частота среза разомкнутой системы
с ≈ 5002 = 3140 рад/с. В соответствии с требованиями теоремы Котельникова-Шеннона период дискретности работы цифровой системы должен отвечать
требованию: T0  2 / c  0,64  10 3 c . T0 выбран с запасом: T0  0,2 10 3 c
С использованием методов автоматического регулирования и с учетом численных значений параметров чувствительного элемента акселерометра была
получена дискретная передаточная функция регулятора и соответствующее ей
разностное уравнение:
IДМ(nT0) = 1,6 IДМ[(n–1)T0] – 0,6 IДМ[(n–2)T0] + 0,130325UДУ(nT0) –
– 0,25999 UДУ[(n–1)T0] + 0,125685 UДУ[(n–2)T0].
(12)
Уравнение (12) является алгоритмом работы вычислителя в цифровом усилителе обратной связи измерителя линейных ускорений. Вычислитель реализован
на базе микроконтроллера и формирует цифровую информацию о проекции
действующего линейного ускорение по величине IДМ(nT0), полученной в соответствии с выражением (12), и выдает её на внешние устройства в виде того
или иного кода.
Из результатов моделирования акселерометра с ЦОС следует, что полоса
пропускания составляет ~640 Гц, показатель колебательности не превышает 1,1.
В продолжении третьей главы диссертационной работы исследуются вопросы
обеспечения термоинвариантности нулевого сигнала и масштабного коэффициента акселерометра алгоритмическим способом. Разработан алгоритм компенсации этих погрешностей в управляющем микроконтроллере цифрового усилителя обратной связи. Суть предлагаемой методики заключается в следующем.
1. Производятся замеры зависимости масштабного коэффициента и систематической составляющей нулевого сигнала как минимум в четырёх точках
14
температурного диапазона работы прибора. Для этого на каждой температуре с
помощью ОДГ задаются последовательно четыре угловых положения: 0°, 90°,
180°, 270°. По показаниям в положениях 90° и 270° определяется систематическая составляющая нулевого сигнала по формуле:
 сист
U

270
 U 90 
2
.
(13)
2. Положения 0° и 180° соответствуют измерениям  g и  g . Показания в
этих положениях с учетом систематической составляющей нулевого сигнала
корректируются, согласно соотношениям:
g
g
g
g
U корр
 Uизм
 сист , U корр
 Uизм
 сист .
(14)
3. В ходе измерений на каждой температуре фиксируются показания термодатчика акселерометра. С помощью специально разработанной программы по
этим данным рассчитываются коэффициенты аппроксимирующих квадратичных полиномов, зависящих от показаний термодатчика.
 сист  a2t 2  a1t  a0 , k  b2t 2  b1t  b0 , k  c2t 2  c1t  c0 ,
(15)
где  сист , k , k – поправки систематической составляющей и масштабных
коэффициентов; a0..2 , b0..2 , c0..2 – вычисленные коэффициенты полиномов;
t – показания термодатчика.
4. Полученные коэффициенты полиномов записываются в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) микроконтроллера. В управляющей программе вычисляются поправки с использованием соответствующих полиномиальных выражений и текущего показания термодатчика. Перед выдачей выходной информации о действующем ускорении в интерфейс производится коррекция по формуле:
кор

если U вых  0, U вых  U вых   сист   k

(16)
кор

если U вых  0, U вых  U вых   сист   k
В четвертой главе диссертации рассматриваются вопросы разработки
схемотехнических решений и математических моделей обобщенного цифрового регулятора с широтно-импульсным управлением для измерителей угловых
скоростей и кажущихся ускорений, а также вопросы алгоритмической компенсации разбалансировки маятника акселерометра на ускорениях свыше 20 g и
расширение диапазона измерения прецизионного акселерометра с ШИМуправлением до ускорений, свыше 50 g [1, 4, 5, 7, 8, 12, 14, 15].
Решение данной задачи в обобщённом виде стало возможным по следующей причине: математические описания конструкции ИУС КХ79-060 и КМА
КХ67-041 в электромеханической части остаются неизменными и схожи, различными являются лишь численные значения параметров объектов. Следовательно, цифровые регуляторы систем управления ИУС и КМА могут иметь
одинаковую структуру с точностью до подбираемых коэффициентов управления в дискретном регуляторе, что и было показано во второй и третьей главах
диссертационной работы на численных примерах.
15
Структурная схема обобщенного цифрового усилителя обратной связи совместно с обобщенным инерциальным чувствительным элементом показана на
рисунке 9. Структурная схема состоит из: контура цифровой обратной связи,
охватывающего чувствительный элемент, и обеспечивающего устойчивость и
требуемые динамические характеристики прибора; температурного информационного канала, обеспечивающего изменение коэффициентов регулятора для
компенсации температурной зависимости динамических характеристик прибора и компенсацию вне контура ОС выходных статических характеристик прибора от температуры; блока компенсации нелинейности выходных статических
характеристик прибора.
Рисунок 9 – Структурная схема обобщенного ЦУОС с ИЧЭ
Такая структура обобщенного ЦУОС способна обеспечить работу любого механического инерциального чувствительного элемента компенсационного типа.
При этом может быть достигнута инвариантность от температуры динамических и
статических характеристик такого прибора, а также, компенсация нелинейности
его выходных статических характеристик. Компенсирующие алгоритмы динамических и статических характеристик могут быть использованы совместно или по
отдельности в зависимости от требований технического задания. Очевидно, что
для каждого вида прибора необходимо производить заново расчет регулятора, а
коэффициенты компенсирующих алгоритмов – для каждого экземпляра прибора.
Реализация
обобщенного ЦУОС
с ШИМ-управлением
током датчика момента представлена
на примере ЦУОС
для акселерометра.
Функциональная
схема ЦУОС с акселерометром показана
на рисунке 10.
Рисунок 10 – Функциональная схема акселерометра с цифровой
обратной связью (ЦУОС) и ШИМ-управлением
16
ЦУОС представляется собой аналого-цифровую структуру, содержащую
блоки аналоговой электроники, такие как ПУ (предварительный усилитель), У
(усилитель сигнала с термодатчика), так и цифровой модуль, в состав которого
входит МК (микроконтроллер) и импульсная схема переключателя тока. В таком
варианте построения ЦУОС управляющее воздействие формируется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) стабилизированного тока и подается на входы обмотки датчика момента чувствительного элемента. Этот алгоритм реализован с помощью встроенного в микроконтроллер таймерасчетчика и схемы переключателя тока, в котором реализована стабилизация
амплитуды тока, переключение полярности и подача тока в обмотку датчика
момента акселерометра.
Длительность широтно-модулированных импульсов пропорциональна величине среднего за период тока, подаваемого в датчик момента, а величина тока датчика момента пропорциональна величине действующего ускорения. Поэтому выходная информация о величине внешнего воздействия формируется
внутри микроконтроллера и выводится через цифровой интерфейс и гальваническую развязку.
Импульсы, формируемые переключателем тока, имеют достаточно существенные фронты, что снижает линейность преобразования сигнала с помощью
ШИМ. Требуемая линейность преобразования достигается путем подачи в течение периода ШИМ двух импульсов разной полярности, при этом цифровой
код на входе ШИМ преобразователя определяет разницу длительностей этих
импульсов.
Также на вход встроенного в микроконтроллер АЦП поступает напряжение,
пропорциональное температуре внутри чувствительного элемента, и МК формирует выходную информацию с учетом алгоритмов компенсации температурных погрешностей.
Управляющая программа обеспечивает работу центрального вычислителя
микроконтроллера в соответствии с разностным уравнением (алгоритмом дискретного регулятора), обеспечивает прием измеряемых сигналов с датчика угла
прибора и с термодатчика, выдачу управляющего воздействия в виде ШИМ и
выдачу выходной информации во внешний интерфейс.
Одним из методов определения дискретной передаточной функции регулятора Wрег(z), входящей в структурную схему обобщенного ЦУОС с ИЧЭ (рисунок 13), является метод LQD-оптимизации, согласно которому регулятор по
выходу строится объединением закона управления по полному состоянию и
наблюдателя минимальной размерности типа Люенбергера.
В работе приведен синтез регуляторов методом LQD-оптимизации для ДУС
и акселерометра. Для ДУС была получена следующая передаточная функция
регулятора:
дус
Wрег
( z) 
12,64 z ( z  0,885)( z  0,368)( z  0,05)
,
( z  1)( z  0,084)( z 2  0,89 z  0,645)
(17)
В случае синтеза регулятора акселерометра передаточная функция цифрового регулятора имеет вид
17
акс
Wрег
( z) 
26 z ( z  0,95)( z 2  0,98 z  0,04)
.
( z  1)( z  0,75)( z 2  0,2 z  0,06)
(18)
Полученные решения содержат в качестве сомножителей операторы z и
1 /( z  1) , которые означают соответственно компенсацию запаздывания на один
такт и наличие интегратора, обеспечивающего астатизм контуров инерциальных чувствительных элементов – ДУС и акселерометра.
Также, проводится сравнение методов конструирования регуляторов, полученных в главах 2, 3 и 4, на основании результатов моделирования. Моделирование показало, что и метод желаемых ЛАЧХ и метод LQD-оптимизации дают
схожие динамические свойства замкнутых систем приборов.
Также в четвертой главе диссертации решена задача компенсации погрешности масштабного коэффициента в диапазоне измеряемых ускорений,
свыше 20 g.
Для акселерометров Q-Flex типа с заполнением чувствительного элемента
инертным газом (например, гелием или осушенным азотом) серьезной и пока
нерешённой задачей является проблема разбалансировки маятника на ускорениях более 20 g, обусловленная несовпадением точек приложения инерционной, газодинамической и электромагнитной компенсирующей сил, возникающих в процессе работы прибора из-за несовпадения точек их приложения к маятнику. На ускорениях до 10 g влияние разбалансировки практически не отражается на линейности и стабильности масштабного коэффициента акселерометра, но в диапазонах свыше 20 g это влияние приводит к погрешностям на
уровне 0,1% и выше, что является неприемлемым для прецизионных измерителей кажущихся ускорений. Известны способы, предложенные С.Ф. Коноваловым и Сео Дже Бомом, по решению данной проблемы конструктивным путём,
но цифровая система управления акселерометром позволяет решить данную
проблему методами алгоритмической компенсации.
Суть предлагаемой методики состоит в следующем.
1. На центрифуге испытуемый прибор устанавливается так, чтобы его ось
чувствительности была направлена вдоль действия центробежной силы. Задаются различные величины перегрузки и записываются показания прибора, после чего вычисляется поправочный коэффициент масштаба для каждой величины перегрузки, показывающий во сколько раз выходная информация прибора
отличается от «идеальной» при действующем ускорении, из соотношения:
K Пi 
ai  U (1)
,
U ( ai )
(19)
где U(ai) – выходная информация прибора при воздействии ускорения ai,
U(1) – выходная информация прибора при воздействии ускорения 1 g,
i – порядковый номер перегрузки.
В практическом применении необязательно точно задавать абсолютные
значения ускорения на прибор, а достаточно знать, во сколько раз воздействие
отличается от начального (величина достаточно близкая к 1 g). Удобно использовать воздействия, отличающиеся в целое число раз от начального, например,
18
Корректирующий коэффициент
в 2, 4, 10, 20 и т.д. раз. В результате получается табличная зависимость поправочного коэффициента масштаба от выходной информации прибора.
2. Для алгоритмической компенсации
погрешности
масштабного коэффици1.0008
ента зависимость поправочного коэффици1.0006
ента
целесообразно
аппроксимировать.
1.0004
Для компенсации погрешности масштаб1.0002
ного
коэффициента
кварцевого маятнико1
вого
акселерометра
оказался
наиболее
0.9998
удобным метод интер-30
-20
-10
0
10
20
30
Проекция ускорения, g
поляции с помощью
кубического сплайна.
Рисунок 11 – Аппроксимация погрешности
Пример аппроксимамасштабного коэффициента в диапазоне измерения
ции поправочного коакселерометра 30 g (поправочный коэффициент),
эффициента приведен
кубический сплайн
на рисунке 11.
3. Коэффициенты полиномов сплайна записываются в ПЗУ микроконтроллера прибора и используются в расчете поправочного коэффициента масштаба
для текущего значения выходной информации. Коррекция выходной информации прибора осуществляется в управляющей программе.
Исходя из разработанных в ходе диссертационной работы схемотехнических решений и методик компенсации температурных погрешностей ИУС и
ИКУ, а также методик компенсации погрешности масштабного коэффициента
от разбалансировки при действии ускорений, в четвертой главе представлен
обобщённый алгоритм разработки ИУС и ИКУ с универсальным цифровым
усилителем обратной связи, инвариантным к применяемому ИЧЭ. Структурная
схема алгоритма приведена на рисунке 12.
Предлагаемый алгоритм позволяет формализовать задачу разработки безобогревных ИУС и ИКУ и может быть внедрён на любом приборостроительном
предприятии соответствующего профиля.
Кроме того, в перспективе, он позволит адаптировать к современным цифровым системам управления ракетно-космическими объектами многие известные типы ИУС и ИКУ с аналоговыми системами управления без изменения их
конструкции, существенно улучшив технические характеристики приборов,
продлив, тем самым, их службу в составе систем управления, автоматически
повышая надёжность системы управления в целом.
19
Рисунок 12 – Структурная схема алгоритма разработки ИУС и ИКУ с универсальным
цифровым усилителем обратной связи, инвариантным к применяемому ИЧЭ
В пятой главе диссертации рассматриваются результаты экспериментальных исследований и лётных испытаний.
На рисунках 13 и 14 приведены результаты испытаний и анализа динамических характеристик безобогревного измерителя угловой скорости ПВ301М в
двух случаях: при выполнении усилителя обратной связи по предложенной
структуре (рисунок 2), при выполнении усилителя обратной связи по традиционной схеме.
Рисунок 13 – АЧХ, ФЧХ термоинвариантного
безобогревного поплавкового ДУС
20
Рисунок 14 – АЧХ, ФЧХ безобогревного
поплавкового ДУС
(без введения предлагаемых решений)
На рисунке 15 приведены результаты испытаний акселерометра с ЦУОС и
ШИМ-управлением током датчика момента в диапазонах до 30 g и 50 g. Видно,
что в результате компенсации разбалансировки маятника (сплошная кривая –
до компенсации, штриховая – после компенсации) погрешность масштабного
а
б
Рисунок 15 – Результат компенсации погрешности масштабного коэффициента
акселерометра: а – в диапазоне от 0,1 до 30 g; б – в диапазоне от 0,1 до 50 g
коэффициента не превышает 0,01% во всем диапазоне измерений, тогда как до
компенсации она доходила до 0,12%.
Был реализован усилитель предложенной структуры, который получил
наименование УОС-096, и,
с использованием ДУС,
разработан и изготовлен
измеритель угловой скорости (рисунок 16), получивший
наименование
ПВ301М. Экспериментальная проверка показала пол- Рисунок 16 – Приборы БИЛУ (слева) и ПВ301М (справа)
ное совпадение расчетных и
экспериментальных значений АЧХ и ФЧХ прибора и их термоинвариантность в
диапазоне рабочих температур. Прибор ПВ301М прошёл все виды отработочных и лётных испытаний, передан в серийное производство. На сегодняшний
день изготовлено 150 приборов, 42 из которых отлетали на РН «Протон-М».
На рисунке 16 показан внешний вид прибора БИЛУ КХ69-042 для СУ КК
«Союз-ТМА» и прибора ПВ301М для СУ первой ступени РН «Протон-М».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В рамках диссертации были получены следующие результаты:
1) предложены два принципа построения термоинвариантных безобогревных
первичных измерителей для БИНС на примере поплавкового электромеханического ИУС и кварцевого маятникового акселерометра – аппаратный и алгоритми21
ческий, а также реализованы и применены на практике схемотехнические решения на их основе;
2) сформулированы и реализованы на практике три правила обеспечения
термоинвариантности статических и динамических характеристик безобогревных поплавковых ИУС с аналоговой ОС;
3) на основе предложенного аппаратного способа и алгоритмов, его реализующих, разработан поплавковый безобогревной термоинвариантный ИУС
ПВ301М для СУ первой ступенью РН «Протон-М». Прибор прошёл лётные испытания, внедрён в состав СУ РН «Протон-М»;
4) на основе предложенного алгоритмического способа рассчитаны регуляторы КМА и поплавкового ИУС с цифровой обратной связью, сформулированы
правила формирования коэффициентов в конечно-разностном полиноме, учитывающие температурные компенсации. Проведена практическая реализация
разработанных алгоритмов;
5) разработан и реализован ЦУОС с ШИМ-управлением током датчика
момента, имеющий универсальную структуру, позволяющую перепрограммировать процессор с учётом динамических свойств объекта управления, применимый как в поплавковых ИУС и КМА, так и в ИЧЭ других типов;
6) разработан измеритель линейного ускорения с диапазоном измерения
±10 g, имеющий параметры, полностью идентичные высоким точностным характеристикам измерительного канала прибора БИЛУ, используемого в СУ
спускаемого аппарата корабля «Союз-ТМА», у которого термоинвариантность
масштабного коэффициента и смещения нуля обеспечивались аппаратным методом компенсации, реализуемым только с использованием импортной элементной базы;
7) с применением цифровой обратной связи с ШИМ-модулятором на отечественных ЭРИ обеспечено для кварцевого маятникового акселерометра с
диапазоном измерения ±10 g уменьшение температурных погрешностей в 10
раз и нелинейность масштабного коэффициента менее ±0,01%, а также разработан широкодиапазонный измеритель линейного ускорения с перепрограммируемым для одной и той же конструкции верхним диапазоном измерения от ±10 g
до ±50 g и перепрограммируемыми динамическими характеристиками. Разработанные методики на основе алгоритмического способа термокомпенсации
снизили температурные погрешности масштабного коэффициента и смещения
нуля широкодиапазонного акселерометра также в 10 раз и обеспечили линейность масштабного коэффициента в пределах ±(0,01  0,02)%;
8) предложен алгоритм разработки безобогревных ИУС и ИКУ с универсальным ЦУОС, инвариантным к типу применяемого инерциального чувствительного элемента.
Таким образом, предложенные методики обеспечения термоинвариантности
безобогревных измерителей угловой скорости и кажущихся линейных ускорений показывают, что даже давно используемым в ракетно-космической технике
приборам может быть придано новое качество – термоинвариантность основных параметров, которое обычно присуще прецизионным первичным измери22
телям с системой термостатирования. Это позволяет без изменения наиболее
трудоёмкой в разработке и производстве электромеханической части приборов
обеспечить их использование в современных системах управления.
ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ
1. Скоробогатов В.В. Проблемы разработки широкодиапазонного кварцевого маятникового акселерометра с цифровой обратной связью и пути их решения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 10 / под
научной ред. В.Я. Распопова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. С. 17-29.
2. Скоробогатов В.В., Калихман Д.М., Депутатова Е.А., Нахов С.Ф. Обобщенная
концепция построения цифровых систем управления стендами с инерциальными чувствительными элементами // Известия Тульского государственного университета.
Технические науки. Вып. 10 / под научной ред. В.Я. Распопова. Тула: Изд-во ТулГУ,
2016. С. 91-103.
3. Скоробогатов В.В., Калихман Д.М., Калихман Л.Я., Нахов С.Ф., Поздняков
В.М., Гребенников В.И., Депутатова Е.А. Проблемы разработки современных блоков
электромеханических измерителей угловой скорости и кварцевых маятниковых акселерометров для объектов ракетно-космической техники. История и перспективы развития // Известия Тульского государственного университета. Технические науки.
Вып. 10 / под научной ред. В.Я. Распопова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. С. 311-325.
Патенты РФ
4. Патент № 2533750 от 20.11.2014. Способ измерения динамических характеристик кварцевого маятникового акселерометра / Скоробогатов В.В., Седышев В.А.,
Гребенников В.И., Депутатова Е.А., Лутченко А.В., Красников Д.В., Максименко
В.Е., Нахов С.Ф., Казаков С.В., Немкевич В.А. // Б.И. № 32, 2014.
5. Патент № 2533752 от 20.11.2014. Способ определения параметров прецизионного кварцевого акселерометра / Скоробогатов В.В., Седышев В.А., Гребенников
В.И., Депутатова Е.А., Максименко В.Е., Нахов С.Ф., Немкевич В.А., Казаков С.В. //
Б.И. № 32, 2014.
6. Патент № 2548377 от 20.04.2015. Безобогревной термоинвариантный электромеханический поплавковый измеритель угловой скорости / Скоробогатов В.В., Калихман Д.М., Калихман Л.Я., Гребенников В.И., Нахов С.Ф., Поздняков В.М., Сапожников А.И., Межирицкий Е.Л., Морозов В.В., Журавенков С.Н. // Б.И. № 11, 2015.
7. Патент № 2615221 от 04.04.2017. Способ обеспечения виброустойчивости маятникового акселерометра линейных ускорений с цифровой обратной связью и виброустойчивый маятниковый акселерометр / Скоробогатов В.В., Калихман Д.М., Калихман Л.Я., Гребенников В.И., Нахов С.Ф., Смирнов Е.С. // Б.И. № 10, 2017.
Публикации в других изданиях
8. Скоробогатов В.В., Депутатова Е.А. Прецизионный широкодиапазонный кварцевый маятниковый акселерометр // Сборник трудов конференции молодых ученых и
студентов СГТУ «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-24) /
под общ. ред. А.А. Большакова. Саратов: Сарат. гос. тех. ун-т, 2011. С. 8-12.
9. Скоробогатов В.В., Гребенников В.И., Депутатова Е.А., Калихман Д.М., Садомцев Ю.В. Результаты разработки акселерометра с цифровой обратной связью //
Сборник трудов II Международной научной конференции «Проблемы управления,
обработки и передачи информации». Саратов: Райт-Экспо, 2012. С. 9-13.
23
10. Скоробогатов В.В., Калихман Д.М., Калихман Л.Я., Гребенников В.И., Поздняков В.М., Солозобов В.И., Туркин В.А., Рачков А.Г., Нахов С.Ф. Разработка модернизированного прибора ПВ-301М // Международная научно-техническая конференция РАН «Системы и комплексы автоматического управления летательных аппаратов», посвящённая 105-летию со дня рождения академика Н.А. Пилюгина. М.: 2013.
11. Скоробогатов В.В., Депутатова Е.А., Калихман Д.М., Садомцев Ю.В. Цифровые системы управления прецизионными стендами с инерциальными чувствительными элементами для контроля гироскопических приборов // Сборник трудов III
Международной научной конференции «Проблемы управления, обработки и передачи информации». Саратов: Райт-Экспо, 2013. Т. 1. С. 230-246.
12. Скоробогатов В.В., Депутатова Е.А., Гнусарёв Д.С. Кварцевый маятниковый
акселерометр с цифровой системой управления // Итоги диссертационных исследований. Том 4. – Материалы V Всероссийского конкурса молодых ученых. М.: РАН,
2013. С. 76-85.
13. Скоробогатов В.В., Калихман Д.М., Калихман Л.Я., Гребенников В.И., Поздняков В.М., Нахов С.Ф., Межирицкий Е.Л., Сапожников А.И., Смирнов Е.С. Термоинвариантные измерители угловой скорости и кажущегося ускорения // 21 СанктПетербургская Международная конференция по интегрированным навигационным
системам. СПб.: Изд-во ЦНИИ «Электроприбор», 2014. С. 203-219.
14. Скоробогатов В.В., Калихман Д.М., Гребенников В.И., Калихман Л.Я., Николаенко А.Ю., Гнусарев Д.С., Чибирев А.В. Виброустойчивость кварцевых маятниковых акселерометров с цифровой обратной связью // Материалы IV Международной
научной конференции «Проблемы управления, обработки и передачи информации
(УОПИ-2015). Саратов: Изд-во СГТУ, 2015.
15. Скоробогатов В.В., Калихман Д.М., Гребенников В.И., Калихман Л.Я., Нахов С.Ф., Сапожников А.И., Смирнов Е.С. Виброустойчивый маятниковый акселерометр линейных ускорений с цифровой обратной связью // 22 Санкт-Петербургская
Международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.:
Изд-во ЦНИИ «Электроприбор», 2015. С. 368-376.
16. Скоробогатов В.В., Калихман Д.М., Гребенников В.И., Калихман Л.Я., Нахов С.Ф., Ермаков Р.В. Результаты экспериментальной отработки термоивариантного
кварцевого маятникового акселерометра с цифровой обратной связью и перепрограммируемым диапазоном измерения // 23 Санкт-Петербургская Международная
конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: Изд-во ЦНИИ
«Электроприбор», 2016. С. 139-157.
Подписано в печать 07.02.18
Формат 6084 1/16
Бум. офсет.
Усл. печ. л. 1,0
Уч.-изд. л. 1,0
Тираж 100 экз.
Заказ 5
Бесплатно
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
410054, Саратов, Политехническая ул., 77
Отпечатано в Издательстве СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77
Тел.: 24-95-70; 99-87-39, е-mail: izdat@sstu.ru
24
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа