Енин Виталий Николаевич

С. 145-161

С. 154-177

С. 120-139

В статье описан вычислительный метод определения момента касания инструмента с деталью, основанный на расширенном фильтре Калмана. Предложено в качестве характеристических параметров выбрать величину тока статора и угловую скорость ротора электродвигателя привода главной подачи. При этом ток статора измеряется датчиком тока, а оценка скорости вращения получается с помощью соответствующих вычислений. Идентификация двух характеристических параметров с использованием фильтра Калмана позволяет повысить точность и надежность регистрации момента касания. Предложенный метод прошел апробацию методом математического моделирования и макетных испытаний. Показана возможность его реализации на современных микроконтроллерах.

В статье различными методами дается оценка влияния дискретности импульсно - фазового детектора (ИФД ) на разброс выходного сигнала лазерного гироскопа (ЛГ). Методом гармонического анализа и методом математического моделирования показано, что дискретность выходного сигнала ИФД проявляется в виде «шумовой» случайной составляющей (σΩ) в выходном сигнале лазерного гироскопа. На величину разброса этой оставляющей наличие синхронизации, виброподставки и 2-х секционного заградительного КИХ-фильтра не оказывает заметного влияния. Произведена численная оценка величины σΩ, которая для лазерного гироскопа типа ГЛ-2Д при времени усреднения ∆t = 6 минут оценивается величиной 0.0028º/час, а при времени усреднения ∆t = 10 секунд оценивается величиной 0.0560º/час (при измерении постоянной угловой скорости 12.4 º/час, при коэффициенте передачи ИФД, равным 2 или уровнем квантования на его входе, равным π). Показано также, что в общем случае составляющая σΩ зависит не только от ∆t, но и от величины кванта дискретизации, который уменьшается с увеличением коэффициента передачи ИФД. В работе так же рассмотрен спектр «шумовой» составляющей погрешности выходного сигнала ЛГ, обусловленной дискретностью ИФД, и даны количественные характеристики спектра.

В статье проводится сравнительный анализ влияния различных схем возбуждения ВП на величину случайной и систематической погрешности лазерного гироскопа (ЛГ), обусловленной нелинейностью выходной характеристики. Рассматриваются три схемы возбуждения ВП: в режиме автогенератора с положительной обратной связью по величине угловой скорости моноблока относительно основания прибора; в режиме автогенератора с положительной обратной связью по знаку угловой скорости моноблока относительно основания прибора и схема в режиме управляемых вынужденных колебаний. Путем численного моделирования показывается, что схема на основе управляемых вынужденных колебаний характеризуется наименьшей величиной случайной составляющей погрешности выходного сигнала ЛГ при одном и том же способе «ошумления» ВП. Для выбранного в качестве примера образца серийного ЛГ остаточная динамическая зона синхронизации в условиях ошумления виброподставки составляет величину 0.002-0.003 º/час при времени усреднения (Туср) до 1 часа. При Туср->∞ асимптотическая зависимость величины остаточной динамической зона для выбранного прибора имеет ненулевой предел, равный 0.0017 º/час.

В статье уточняются оценки погрешности измерения лазерного гироскопа (ЛГ), обусловленные прохождением зоны синхронизации в режиме гармонической виброподставки. Исследование погрешностей проведено двумя методами: 1) полученная аналитически погрешность за один проход зоны синхронизации используется для последующего определения погрешности измерения при многократном прохождении зоны синхронизации путем моделирования случайного закона накопления погрешностей, при этом динамика разности фаз вне зоны синхронизации не учитывалась; 2) более строго, путем численного решения дифференциального уравнения кольцевого лазера (КЛ), непрерывно, в течение всего времени измерения, что позволяет отказаться от случайного закона распределения фазы в начале каждого прохождения зоны синхронизации и учитывать динамику разности фаз в КЛ при прохождении участков вне зоны синхронизации. Приводятся полученные расчетные зависимости среднеквадратичной погрешности измерения малой постоянной угловой скорости для коротких и продолжительных интервалов усреднения. Отмечается что погрешность измерения, полученная вторым методом существенно (в несколько раз) отличается от погрешности, полученной первым методом. Даются численные оценки погрешностей измерения для некоторых типов серийных ЛГ.

Для обеспечения надежного функционирования электроэнергетических систем необходимо производить анализ и оценку запасов динамической устойчивости синхронных генераторов при больших возмущениях. В статье развивается методика анализа и оценки запасов динамической устойчивости, особенностью которой является совместное использование качественных (метод функций Ляпунова) и численных методов. Предлагается аппроксимационный метод с использованием интерполяционного полинома для сокращения вычислительных затрат и более точного вычисления критического значения функции Ляпунова. Эта методика позволяет повысить достоверность получаемых результатов по оценке запаса динамической устойчивости и более обоснованно производить выбор режимов энергосистемы и настройку систем противоаварийной автоматики.

В большинстве современных высокоточных систем ориентации и навигации используются лазерные гироскопы (ЛГ). Автономное определение начальной угловой ориентации таких систем («выставка») обеспечивается путем измерения проекций вектора угловой скорости вращения Земли с помощью ЛГ и силы тяжести с помощью акселерометров относительно базовых поверхностей при неподвижном объекте