Використання методів надлишковості для забезпечення стійкості вимірювачів системи орієнтації і навігації
Вантажиться...
Дата
2018
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Інформаційно-вимірювальні системи служать для вимірювання різних фізичних величин, в тому числі прискорень, кутових і лінійних швидкостей і переміщень об'єктів різного призначення, збору, обробки інформації, одержуваної з вимірювальних приладів, та вироблення команд управління.
Розробка перспективних систем навігації і управління рухом об'єктів різного призначення пов'язана з мініатюризацією систем, зниженням їх вартості, енергоспоживання і експлуатаційних витрат. Мініатюризація навігаційних систем вимагає створення малогабаритних датчиків - гіроскопів і акселерометрів.
Пошук нових можливостей створення інерційних датчиків з необхідними характеристиками і прогрес в області мікроелектроніки привели до появи нового класу приладів - мікромеханічних датчиків. Їх поява ознаменувало революційні зміни в інерціальній технології. Актуальність теми. Перехід від приладів точної механіки до мікромеханіки не допускає формальної заміни одних на інші. Це пов'язано з тим, що мікромеханічні акселерометри і гіроскопи, на даному етапі розвитку мають більш низьку стабільність масштабного коефіцієнту, більшу нелінійність вихідної характеристики, підвищений рівень шумів і більш вузький діапазон вимірювання.
Тому актуальною є розробка математичних моделей, що враховують особливості протікання в мікромеханічних приладах процесів, і створення на їх основі методик синтезу мікромеханічних приладів з поліпшеними характеристиками.
Метою дисертаційної роботи є підвищення точності осьових мікромеханічних акселерометрів, розробка рішень, методик аналізу і синтезу механічної, електричної, структурної та алгоритмічної підсистем з метою підвищення стійкості приладів до впливу інерційних збурень.
Об'єкт дослідження – осьові мікромеханічні акселерометри, які використовуються в інформаційно-вимірювальних системах для вирішення завдань орієнтації і навігації.
Предметом дослідження є електромеханічні процеси, що відображають специфічні особливості схемних реалізацій осьових мікромеханічних акселерометрів, взаємозв'язок параметрів цих приладів з їх похибкою в умовах вібрацій з метою корекції показань.
Методи дослідження: основні на числових методах розв’язання систем диференційних рівнянь та теорії нелінійних коливань динамічних систем.
Наукова новизна вперше проводиться компенсація вібраційної похибки в мікромеханічному акселерометрі, по створеній математичній моделі цієї похибки, за допомогою методів надлишкових вимірювань в реальному часі.
Практична цінність дисертаційної роботи полягає в тому, що створені математичні моделі, алгоритми, програми, які можуть бути використані при проектуванні акселерометрів з контуром корекції за додатковою інформацією про рух чутливого елемента.
Задачі дослідження:
1. Здійснення пошуку схемно-конструктивних рішень по виконанню мікромеханічних акселерометрів, адаптованих до умов роботи підвищеним рівнем інерційних збурень. Проведення аналізу роботи чутливого елемента в умовах обраних збурень.
2. Побудова узагальненого математичного опису моделі похибки приладу в обраних умовах експлуатації. Проведення аналізу з метою визначення можливості виконання додаткових вимірів для формування контуру компенсації похибки.
3. Побудова математичних моделей мікромеханічного акселерометра для проведення імітаційного моделювання. Здійснення, за результатами імітаційного моделювання, аналізу отриманих результатів на предмет підвищення ефективності від їх застосування і вироблення напрямків можливих подальших досліджень.
Опис
Ключові слова
інтелектуальний датчик, осьовий мікромеханічний акселерометр, математична модель, систематична похибка вібрації, програмна модель, intelligent sensor, axial micromechanical accelerometer, mathematical model, systematic error of vibration, software model
Бібліографічний опис
Романов, М. О. Викоритстання методів надлишковості для забезпечення стійкості вимірювачів системи орієнтації і навігації : магістерська дис. : 151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології / Романов Микола Олександрович. – Київ, 2018. – 92 с.