автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Динамически настраиваемый гравиметр авиационной гравиметрической системы

ОД НАЩОНАЛЬНШ 'ГЕХНИЧНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ УКРАТНИ "КИГВСЬКИЙ ПОЛ1ТЕХНИЧНЩ ШСТИГУТ"

На правах рукопису УДК 531.383

ЖГВИНЕНКО Павло Леонидович

ДИНАМ 1ЧНО НАСТРОЮВАНИй ГРАВ1МЕТР АВ1АЦ1ЙНОТ ГРАВГМЕТРИЧНОг СИСТЕМИ

Спешальшсть 05.11.01 - Прилади та метода вишрювань М9хан1чних величин

АВТОРЕФЕРАТ дисертащI на здобуття вченого ступеня кандидата твхшчншс наук

ШВ - 1996

Дисертащею е рукопис

Робота виконана на кафедр 1 прилад1в точно1механ!ки Нацю-нального техшчного ушверситету Укра1ни "Киивський пол1-■ техшчний (нститут" (НГУУ "КП1").

доктор техн!чних наук, професор БЕЗВЕС1ЛЬНА Олена Микола!вна :

доктор T6ZHIчних наук, професор -САМОТОКIH Борис Борисович

кандидат техн1чних наук СЛЮСАР В1ктор Михайлович

Ки1вський державний завод автоматики t м.Г.I.Петровс ького

Захист в!дбудеться " ^ " ТРА ВИЯ 199s р. о / 5" годин 1 на зас1данн1 спещал1зовано! вчено I ради Д01.02.14 в Нацюнальному техн!чному ун!верситет1 Украпш "КП1" за адресою: 252056, м. Ки1в-56, проспект Перемоги, 37 корп. 1 , ауд. 244.

3 дисертащею можна ознайомитись у бюлютец! НТУУ "КШ"

Автореферат роз!сланий " ¡7" Квг ТНЯ 1996 р. В1дгук на автореферат просимо переслати вченому секретарю спещал1зовано! ради Д.01.02:14, д.т.н. Гельману Л.М. за адресою: м.Ки1в, пр.Перемоги, 37,корпус 1.

Науковий кер1вник:

■ Офщгйш опоненти:

Пров!дна установа:

Вчений секретер споц!ал:зовано! ради д.т.н.

Л.М.Гельман

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальнють роботи. Грав1метрична 1нформац!я використову-еться для вирниення широкого кола питань у геодезп, геоф1-зщ1, геологи (ДОСЛ1ДШННЯ будови та ф!гури Земл1, нов1тних зрушень п кори, пошук корисних копалин), у нав!гацп, ав!а-Ц1йн1й та ракетно-косм!чн1й техниц! (корекц1я шершальних нав!гац1йних систем, орб!т та траектор!й рухомих об'ек-т1в), у метрологи (в1дтворення еталон1в. ф!зичшх величин) та |нше.

Найб 1 лып перспективним методом отримання грав!метричних даних вважаеться використання ав 1ацгйних грав!метричних систем (АТС), що дозволяе проводити широкомасштабн! вим!рювання практично у буд1? як1й точц! Земно! кул1 значно швидше та дешевше, н!ж за допомогою сухопутних та морських засоб1в. Реал1защя цих переваг можлива лише за наявшстю у склад! АТС високоточних бистродизчих засоб1в та систем отримання та обробки вим1рювально1 [нформацп. Цим вимогам в першу чергу повинен в!дпов1дати основний чутливий елемент АТС гравI метр.

Анал1з теоретичних та практичних роб!т у галуз1 ав1а-ц1йно1 грав1метрП показав, що найб ! льш вагом! € роботи ви-конан! у СНГ: П1Д кершшцтвом е.I-Попова з грав!метрами ти- пу ГАЛ-С; 'шд кер!вництвом спочатку А.М.Лозинсько!, а зараз В.О.Баграмянца та Л.Г.Полякова з! струнними грав1метрами типу ГСД, шд кер1вництвом О.М.Безвес1льно1 з проскошчними гравшетрами. У США под!бн! роботи виконувались з грав (мэтрами р!зшп тип IB (Bell.Autonetics, Arma, PICA та 1нш1).

Розвиток ав!ад1йних грав!вим1рювань (АГВ) вимагае пос-,|т!йного шдвищення техшчних характеристик АТС 1 зокрема IX чутливих елемент1 в - грав!метр(в. Тому, отворення високоточних бистрод!ючих гравI метр 1в нових тип1в для АТС е актуальным у науковому та практичному план!.

Досл!д!кення показали, що одним з ефективних шлях!в е створення грав1метр(в на основ! прециз!йних високочутливих елемент!в нав!гац]йних систем. Одними з найб1льш ■ ггерспек-тивних серед них зараз вважаються динам!чно настроюваш п-роскопи, як! мають низький noplr чутливост! .високу точшсть, стаб!льн|сть параметра та технолог! чнють. Але монимвють

використання 1х у АТС як гравшетр1в ще н!ким не досл1даува-лась. •

Мета роботи. Розробка теорп та принцип!в побудови динам!чно настроюваного грав1 метра ав1 ащйно! грав!метрично1 системи.

Наукова новизна:

- запропонована нова принципова схема грав!метра з динам14-ним настровванням, (надал1 по тексту - ГДН або грав1метр), захщена позитивним ршенням про винах!д . ^ 94041076 В!д 18. 03.1993.

- отримана уточнена математична модель ГДН з урахуванням умов використашш його у склад! АТС;

- створена нова методика розрахунку та доел!джэння ГДН. 0д1-нен! статичн1 та динам¡чн] похибки;

- проведене математичне моделювання на. ЕОМ повед|нки ГДН 1 виявлен! найб1льш несприятлив! умови його роботи;

- проведен! экспериментальн! досл!дження та розроблена методика виконання АГВ з використанням ГДН.

Практична щншсть. ДисертаЩйна робота винонана зпдао з планом науково-досл!дних роб!т (НДР) НТУУ "Ки1вського пол1-техн1чного шституту", шдприемств М!н1стерства машинобуду-вання, ВПК 1 кокверс 11, Надюнального косм!чного агенства Укранш, М!Н!стерства оборони Украгни, М1н!стерства осв1ти Укра1ни. Основн! результата роботи узагальнеш у зв1тах по НДР "Достижения грав1метричних засоб!в вим!рювань на нових ф! зичних принципах" та "Дослизкення математичних моделей АТС", виконуваних за участи автора.

Практична щннють результат 1в роботи полягае у:

а) створонн] високоточшх бистрод! этих динам!чно настро-юваних грав!мэтр!в та акселерометра з використанням розроб-лено^ у дисертацп теорп та принцип1в IX побудови;

б) розрахунках параметр!в та ощнц1 трчност! чутливих элемент 1в, кобудованих за схемою ГДН, з використанням створо-них методик та рекомендац!й;

в) розробщ алгоритм!в для побудови систем автоматизовано! обробки вимфювально'! шформацп;

г) сгвор&нн! методики та обладнання для досл!джень експери-

ментальних зразк1в ГДН;

д) мэтодиц1 проведения АГВ з застосуванням ГДН та запропо-нованих для цього нав1гац!йних систем та ав1ащйного облад-нання.

На захиот виносяться: • '

1. Нова принципова схема динам1чно настроившего грав!метра.

2. Уточнена математична модель ГДН, та результата II анал(зу.

3. Методика розрахунк!в, таблищ та графиот по оц!нц1 ста-тичних та динам1чних похибок ГДН.

4. Алгоритми, програма та результати математичного моделю-вання на ЕОМ ловед1нки ГДН.

5. Методика проведения та результати експериментальних дос-л1джень ГДН.

Реая1защя роботи. Результати роботи були використан! при визначенн1 похибок та досл!дженн1 шляхIв пIдвидоння такти-ко-техн1чних характеристик юнуючих вироб1в при виконанн1 науково-досл|дна1 роботи "Рел1кт- 2М0" у Москов сытому 1нс-титут1 електромехан!ки та автоматики, а також при проведенн! експериментальних досл1джень на Ки1вському державному завод1 автоматики 1М.Г.1.Петровського.

Використаш сл1дуюч1 результати роботи:

- розроблен! алгоритми по досл1дженню ГДН в р1зних динам 14-них режимах, граф1ки, таблищ по анашзу точност1;

- побудований лабораторний комплекс для автоматизованих доел! дэкень ГДН в пол1 прискорення сили тяяання:

- розроблен1 методики та алгоритми отримання характеристик ГДН при автоматизованих Д0сл1ДЖвннях;

- розроблена конструкторська документа«1я на запропонований. ГДН.

Апробац1я роботи. 0сновн1 результати роботи допов1далися I обговорювалися на п'яти м1жнародних науково-техн!чних конфе-рентях та на наукових семшарах кафэдри прилад1в точно! ме-хан!ки Кшвського пол!твхн1чного 1нституту.

Публшац!I. Основн! результати роботи опублжоваш в десяти друкованих працях (у тому числ! одне позитивно р пленяя за

заявкой про винах1д).

Методи доел1джень.00'ектом доел1джень е чутливий елемент АТС - грав1мвтр. Для побудови математично! модел! гравшетра використан! метода прикладно! теорп проскошв. При анал!з1 динамIчних похибок застосовано метод посл1довних наближень. Чисельне моделювання на ЕОМ проведено за методом Рунге-Кутта четвертого порядку. Експериментальн1 досл1дження проводилась з використанням методу осереднення з подальшою статистичною обробкозо вим1рювально1 !нформацп.

Достов1рн1сть результата досл!дження шдтвердаена вибором опробованих метод!в доел1джень, цифровкм моделюванням на ЕОМ та экспериментально.

Структура та обе яг робота. Дисертащя складаеться з вступу, чотирьох глав, основних результат 1в роботи, списку Л1терату-ри та додатку. Робота м ютить 117 машинописних сторшок основного тексту, 44 рисунки, 13 таблиць. Список Л1тератури мае 83 найменування. Загальний обсяг дисертацП складае 177 сторшок.

основнш зшет роботи

У вступ) обгрунтована актуальнють теми дисертацП, сформульован! мета роботи, головш завдання досл!даення та основн1 положения, до виносяться на захист.

- У першому розд|л1 розглянут! основн1 питания АГВ та сформульован! • головн! завдання доел1дноння.

Проведений анал1з юнуичих метод)в та засоб1в грэв1ви-м1рювань ! зокрема ав1ац1йних показав , що найб!льш ефектив-Н1 роботи ведуться по створеннв АТС з використанням струнних та проскоштаих грав1метр]в.

На основ 1 розгляду руху АТС навколо Земл!, отримано р!вняння для визначення аномал 11 прискорення силитяжтня Лg (надал1 в текст1 - аномал!я), що в1др1зняеться од в1домих наявнютю додаткових члешв, нехтування котрими вносить по-хибку у к1нцо'вий'результат вим1рювань у десятки, а то 1 сот-н! М1л1гал, залежно в!д швидкост! польоту. 3 анал!зу цього

р|вняння виявлен! необх!дн! компонента для побудови АТС, от-ршана и блок-схема та визначен! припустим! похибки вим!-рювання нав1гац1йних параметр!в - та висоти при проведенн1 АГВ.

Виходячи з анаинзу особливостей АГВ, визначен! основн! вимоги, яким повинен в!дпов!дати грав|метр АТС: спроможшсть протистояти навантаженням в1брац1йного характеру, стаб!ль-нють характеристик, точнють до десятих { менше часток м!-л!гал.

На основ1 проведеного у перш!й глав! анал1зу сформу-льован! головн! завдання досл!дже1шя: запропонувати схему грав!метра нового типу, розробити його математичну модель, провести п анал1з, математичне моделювання та експершен-тальн! доел!джання з метою обгрунтування можливост! його практично! реал!зацп 1 використання у склад) АТС.

Другий розд1л приевячешй розробц! теори та принцип!в побудови ГДН. За принциповою схемою (рис.1) грав1метр вико-наний, як роторний В1брад1йний г!роскоп з т!ею р!зницв1. що центр мае ротора 1 знаходиться не на ос 1 його обертання 2, а зм1щений вздовж ос! у.Схема захвдена позитивним ршв1шям про винах!д [В].

Принцип ди грав!метра сл!дуючий. Шд д1ею прискорення V вздовж ос! г виникае момент 1нерц11Ми, що примушуе ротор в!дхилятися в!дносно ос! х. Протидизть цьому моменту момент пружносп шдвюа Му та в!дцентровий момент Мц, що виникае в!д шввдкого обертання ротора з кутовою швидк!стю 7.

Рис.1. Принципова схема грав¡метра

Кут в 1дхилення а установиться, коли момент Ми зр1в-' няеться з моментами Му та Величина кута а при малих в Iд-хиленнях ротора (а « 1 рад) в сталому режим! визначиться р!внянням

тГ

де m - маеа ротора,

1 - величина зм!щення центру мае ротора, с - статична жорстк!сть пружного Шдвюа, I - момент 1н8рщ 1 ротора.

Завдяки наявност! у знаменнику коефЩ1ента передач! грав!метра динам1чно! складово! жорсткост! I72, яка при пев-них умовах може приймати в!демн! значения, можливо викона-ти динам!чне настроювання, тобто досягти р!вност1 статично! 1 динам1чно! жорсткостI 1 тим самим отримати великий коэф!-ц!ент передач! грав!ме_тра. Кр1м того, пружний П1дв1с дозволяв, завдяки в 1дсутност! сухого тертя, мати дуже низький по-pir чутливост1.

Для виведення р1вняння руху грав!метра використана теорема про зм!ну момента к!лькост1 руху. Для сисгеми 31 зм/-щеним в !дносно центру обертання центром мае р1вняння взяте у вигляд!

- -и

- + ш-К = M - m (р W). (1)

dt

П1сля знаходження ycix компонент!в р!вняння (1) I вико-наних перетворень отримане ршняння руху грав(метра у вигляд!

(Ix + ml2 )а + 1а + [ с + ( Iz - Iy + ml2 >7* + ku ]а + + кда = - mlg [1 - а(фз1пт + 6cos7).] - ml[(ï sin? -W cos7)a + VI 1 - 2(1 ~ 1 )yw a + (I .- I + I )*

y Ay AzJ 4 s y' 1 ZO X X y 2'

ВС

x(w>;(i£ùr/ - wvocosy)7 - Ix(ù)<osin7 + wyC,cos7) +"Mx , (2)

1,1,1 X у X - складов 1 моменту 1нерцП ротора по

В 1 дпов 1ДНИХ осях.

1 - коеф!Щент вязкого тертя,

ш - маса ротора,

к и - коеф!ц!ент передач1 каналу вим!рювання.

ко - коеф1Щент аеродинам!чного моменту,

Ф. в - кути крену та тангажу л1така в Iдпов1дно

Ах 9 Ау' Ах - складов 1 абсолютного л!н1йного прис-

корэння Л1така,

ю А» ^ л « ш л хо г уо * го - складов! переносно! кутово! шввдкост1.

ХО ' уО складов 1 переносного кутового прискорення,

мвс - моменти 1нших зовшшшх сил.

Виходячи з умоаи використання ГДН у склад! АТС, в р!в-няння руху введений додатковий член т1дз(фз1п7 + 60037), що враховуе в1дхилвння ос1 чутливосп г в!д вертикал! та у роз-горнутому вигляд1 отриман! вирази складових абсолютного л!-н I йного прискорэння л!така.

Анаинз р!вняння руху грав|метра (2) показуе, що в!дхи-лення ротора визначаеться як корисним сигналом, так 1 сигналами перешкод, вишшканими л!н!йними та кутовими рухами Л1-така.

Якщо в!дкинути у прав1й частин1 р1вняння (2) моменти перешкод, то виявиться, що у першому наближенн! розглядувана схема описуеться р!внянням другого порядку 1 у сталому режим! кут в!дхилення ротора а пропорц!йний вим!рюваному при-скореннв в. При цьому коеф!ц1ент су марго! шрсткость що стотть у знаменнику коеф!Ц1ента передач1 грав1метра мае вигляд

с+(1в-1у+т1*)т. (3)

Наявшсть моменту 1нерци I з в!демним знаком у ви-раз! (3) дае змогу отримати В1д'емне значения динам!чно1 с кладов 01 дарсткост1 1 виконати динам1чне настроювашя дано! схеми. При цьому, статична жорсткють с буде компонсуватися переквдаючим моментом в!дцентрових сил терт I ротора.

Досягноння умови можливе за рахунок в!Дпов1Дного

%*

розрахунку геометричних параметр!в ротора !, щвидкостг його обертання 7. Наприклад, для вар!анту ротора у вигляд! к!ль-ця, його висота h визначиться р!внянням

h = / 3(lf+ гг+812) + Щ , (4)

mir

де R, г - ЗОВН1Ш1Й та внутр|шн!й рад!уси ротора в1дпов!дчо.

Виходячи з умов виконання динам1чного настроювання та забезпечення усталеност1 системи, отриман1 розрахунков1 значения параметра гравшетра для ощнки статичних та дина-М1ЧНИХ похибок.

0щнка методичних статичних похибок проведена виходячи з р1вняння

ас = k ml(g + aWAxs 1117t + aWAycos7t + *дг) + Mwxosi7t-

- Mü)y(>eos7t - Ixü0cosjt - Ixb)y0Blnjt - Nauoj , (5)

.де ас- кут в!дхшюння ротора у сталому режим 1,

к = с + - Iy + ml )72 + ка ,

М = (1„ - Iy + Iz)7 ,

N = 2(Iz - Ix>7 .

Похибки визначалися методом суперпозЩП.

Проведене досл1дження методичних статичних похибок дало змогу зробити сл1душч1 висновки:

- сигнал в1д 1нерц1йного вертикального прискорення WAz сприймаеться однэково, як ! корисний сигнал 1 повинен бути вмм]ряний нешерщйними методами ) враховуватись при обробщ результата вимфювань;

- похибка в!д дп перехресних кутових та Л1н1йних pyxiB основи зм иметься з частотою 7 по в1дношенню до корисного сигналу 1 може бути легко в1Дф:льтрована;

- тструментальн! похибки обумовлшть непост1йн1сть коеф1 тента передач 1 гравшетра. Головними причинами Ix е несталють у процес! вим!рювання величини змгщення центру

мае ротора 1, кутово: шввдкост! 7 та не1двальн!сть пружного п|двюа. Для змошення цих похибок н8обх1дно використовувати терморегулящю, жорстку (до 0,01% I ввде) стабшзацш час-тоти экивлэння приводного двигуна, проводити ретелып роз-рахунки та якюне виконання элемент 1 в конструктI, особливо ПруЖНОГО П1ДВ1СЭ.

Анал1з методичних ди.ам1чних похибок грав1метра, проведений для виладку гармошйног зм!ни збуртчих фактор (в, ок-ремо для Л1н1йних прискорень, кутових шввдкостей та при 1х сум!сн!й дп. Використовуючи метод поелIдовних наближень, от-римане рIвняння для визначення систематично! СКЛЭД0В01 ДИНа-МННО! похибки ГДН у ВИГЛЯД1

т212з1п2а ,

Да ------ ^(й +2 )созе + СгГсоэСе-Я ) + соз<е-ь5 )]+

4к*Щу) 3 3

+ (Х*+У2)созе + ХУ[зт(е+е1-б2) + з1п(б-в4+ог)} + и1(1 -I +1 )з!па

Н у_2 л

+ -- [ХПхсоз<бх-б1+е) + ТОусоз(0 -0ж+е)] +

[а Ссоэ(8 46) + гп соэ(б -б +е)] +

4к2Б(г>) т1(1 -I )7Созаеоз2а

ггБ(у) а.-у'т'аш^

^соэв , (6)

де ао - середне значения вим!рюваного прискорення.

5 -

В(у) » -—— = / <1 -V2)2 + Л^у*

ш

V = —^— в1дносна частота,

о

11

- в'дносний коеф|Ц!ент згасання,

Шо

ш - частота власних незгасаючих коливань,

о

X, У, 2, С - амплитуда Л1н1йних прискорень.

Шо

П^, Оу, 02 - амплитуда кутових швидкостей,

е, О. (¡. = 1, 2, 3, х, у, г) - зсуви фаз.

В1дпов1дно до р1ВНЯННЯ (5) зроблен1 розрахунки та отри-ман1 таблиц 1 та графи® по оц1нц1 динам1чних похибок. Досл1д-ження показали, що на виход1 грав 1 метра, при дп гармонного вх1дного збурення, виникае пост!йна складова, що буде ви-значати присутнють уявного прискорення. .

Характер зм1ни пост1йно1 складово! Ло^ в)д дп линйних прискорень для р1зних значень в!дносно! частота коливань V та в 1 дносного коеф!тента згасання £ зображено на рис.2.

На рис.3 зображоно характер зм!ни пост!йно! складово! ЛОц в1д амплитуда О та частоти ш кутових рух1в основи.

Сум!сна д1я кутових та Л1н1йних збурень викликае зм[ну пост1йнот складово! за характером, зображеним на рис.4, де V - амплитуда Л)н1йних прискорень.

Розроблеш методика розрахунк1В, графиот та таблиц! дозволяет ь проводити ощнку основних параметра грав 1 метра ! можуть бути застосован1 при розробц! чутливих элемент1в, по-будованих за под!бною схемою.

Третя глава присвячена досл!дженню повед!нки грав1метра за допомогою ЕОМ. Для моделювання використовувалось р1вняння (2), яке було перетворено до вигляду, зручного для обчис-лення на ЕОМ. Чисельне штегрування проводалося за методом Рунге-Кутта четвертого порядку. У в1дпов|дност! з отриманим р|внянням розроблено алгоритм ! складена програма обчислення та отриман1 граф!ки. Початков1 умови та вх!дн1 дан! для моделювання були т1 ж сам!, що 1 при анал1тичному досл!джвнн1 для можливост! пор1вняння результат!в.

Анашз результат 1 в проведеного моделювання дозволяе зробити сл!дуюч1 висновки:

- гармон1йно зм!даваний вх1дний сигнал викликае появу на виход! грав!метра пост1йно! складово!, величина яко! най-б1льша на частотах близьких до шо та 7 при малому значенн! коеф!ц1ента £ I зростае пропоршйно з ростом амплитуд вх!д-них сигнал 1 в при зменшенн1 коеф1щента

- перехресш сип шли перешкод викликають появу на вихо-

д| ГДН- сигналу модульованого частотою 7, що дозволяе вид!ли-ти корисний сигнал за допомогою частотно! фиьтрацп;

Рис.4. Динам1чна похибка у загальному випадау руху основи

- найб!льш несприятливими умовами роботи ГДН е зб1г частота видного сигналу з частотами шо та 7 особливо при малому значенн! коеф! щента

У чэтвертШ глав! наведенI результата експериментальних досл1джэнь макета гравшетра, який був створений на баз1 се-р!йного динам 1чно настроюваного проскопа. У конструкцп оста! шього за допомогою грузик!в, розмIщоних у ротор 1 викону-валось необх1дне змицення центру мае ротора в!д. ос! його обертання. Випробування проводалися на спеШальному стевд!. Грав!метр встановлювався у термобарокамеру.

На першому етап! проводилися випробування на нерухомШ основ!. Визначався вих!дний сигнал грав1метра у пол1 сили тяяиння для р!зних значень маятниковост! т1. Методом нахилу задавались р!зн! значения амплитуда прискорення. По результатам цих випробувань отриман! таблит та графиси, як! пока-зують, що вих1дний сигнал грав! метра пропорщйно росте при зб1льшенн! маятниковост1, тобто при зб1льшенн1' коеф!ц!ента передач! грав1 метра та амплитуда прискорення вздовж ос1 чут-

ЛИВОСТ1.

На другому етап1 грав1метр встановлювався на в!бро-стенд, за допомогою якого моделювались р1зн1 частота та ам-шптуда збурень. Результати цього експерименту, показують, що вих!дний сигнал грав 1 метра росте пропортйнр до зб!льшен-Ня амплитуда прискорення. На частотах больших за частоту власних коливань амплитуда вих!дного сигналу змешуеться.

Для проведения вим1рювань аномал! I за допомогою ГДН у склад 1 АТС, отримаш робоча р1вняння у вигляд1

= + Ё^.у + ац^) - -

- (7)

де . ¿в - аномал!я прискорення сили тяж1ння, 1я - ВИХ1ДШ® сигнал грав)мэтра,

I - поправка Етвеша, Л - поправка за висоту,

7о - дов! дково значения прискорення сили гяжпшя.

й - вертикальна швидкють л!така.

Риска означае осереднеш значения в1дпов!дних складових на 1нтервал1 часу Виходячи з анал!зу цих складових,

визначена необх1дна тривалють' ттервалу 1х осереднэшя.Доведено, що час осереднення поправки Етвеша та за висоту при задашй точност1 вим1рювань повинен складати нв б!льше 30 с.

За результатами проведение експериментальних досл1джень отримано методику та розроблен! рекомендаци що до проведения вим!рювань аномалп на борту л1така, а такой наведено склад обладнання, необх!дного для практично! побудови АТС. Отримана середньо квадратична похибка вим!рювань близько 0,1 мГал, що грунтуеться на сп!вставлен! отриманих даних з дани-ми йаземних вимфювань.

0сн0вн1 результати р0б0тй i висновки

У ход1 проведеного досл1дження по розробш теорп та принцип1в побудови нового типу грав1метра АТС з динам1чним настроюванням отриман! сл1дувч1 .результати:

1. Запропонована схема динам1чно настроюзаного грав1метра. ГДН в!др!зняеться од виомих грав!метр!в: завдяки мож-ливост 1 динам1чного настроювання мае великий коефЩ!ент передач!, низький пор1г чутливост!, обумовлений в 1дсутн!стю момента сил сухого тертя у п1двю1, вис оку ¿истрод!ю (постна часу Т = 0,05 с); перехресн! прискорення та., кутов1 шввдкост 1 у такт схем! викликають появу на виход1„ сигналу, що В!др1зняеться в!д корисного за частотою 1 може-бу.ти легко в!дф!льтрований.

2. Отримана уточнена математична модель ГДН, у як!й введен! члени, що враховують В1дхилення ос! чутливост1 од вертикал1 та у . розгорнутому вигляд1 отриман1 вирази для складових абсолютного л1н!йного прискорення центру мае ротора в м!сц! встановлення грав¡метра.

. 3. Проведений анал1з та оц1нка статичних похибок ГДН. Встановлена !х залэжнють в!д'власних параметр!в ГДН. Запро-понован! шляхи зменшення похибок: виб!р оптимальних • значень коефщ!ента передач! каналу вим!р1в, кутово! шввдкост! обер-тання та геометричних параметр!в ротора, ф!льтрац|я.

4. Досл!джен! динам!чн! пош5ки ГДН для гармон!йно зм!-

нюваних Л1н1йншс та кутових pyxtB основи. Встановлеца IX за-лежшсть в1д параметра збурень та власних параметра ГДН. Отримано таблиц! та графиш по ix оц!нц1. Запропонован1 шляхи зменшення цих похибок: встановлення грав!метра на амортизаторах; автокомпенсащя зпдно з розробленими алгоритмами.

5. Проведено математичне моделювання повед!нки ГДН за допомогою ЕОМ.Розроблен! алгоритм та програма обчислення. Результата моделювання шдтвордили анал1тичн! висновки: най-б1льш несприятливим е випадок. коли частота збурень близька до частоти власних коливань при малому демпф1руванн1; гармо-н1йно змишван! збурення викликають появу пост!йнох складо-boï В1дхилення ротора.

6. Проведен! експериментальн! досл!дження. Створено макет ГДН 1 проведеш його досл1дження, результати якого представлен! у вигляд! граф1к1в 1 таблидь. Отршане робоче р1вняння для визначення за допомогою ГДН аномали прискорен-ня сили тяи1ння за умов використання його у склад] АТС. Роз-роблена методика та наведено склад обладнання, необх!дного для проведения АГВ.Шдтвердиен! практично ochobhi виводи, що сформульован! у теоретичному досл!дзкенн1.

7. Доведена дошльнють використання ГДН у склад! АГС, що грунтуеться на розроблен!й теори та принципах побудови» шдтвердаенэ моделюванням на ЕОМ та експериментально.

ПУБЛ1КАЦП 3 ОСНОВНИХ ПОЛОЖЕНЬ ДИСЕРТАЦП.

1. Двостепеневий акселерометр. I.В.Балабанов, О.М.Безве-с1льна, О.В.Збруцышй, П.Л.Литвиненко. Позитивно р!шення за заявкою J6 94041076 в!д 18.03.1993.

Здобувачем проведено розробку конструктивних вар 1 ант!в акселерометра.

2. Безвесишна О.М., Литвиненко П.Л.,Про вим1рювання- висоти ав!ац1йно! грав!мотрично! системи: Деп. УкрНД1НТ1.-1990.-

Jt 117-УК-90.- 31с.

Здобувачем проведено анал1з юнувчих засоб!в вим!рювання висоти польоту л!така.

3. Безвос1льна О.М., Литвиненко П.Л., Стефанович Д.Л. Про деяк Г особлшюст i нав1гац! Иного забезпечення аерогравtмет-ртних роб!т: Доп. УкрЦДПГП.- 1991.- № 403-УК-91.- 5с.

Здобувачем проведений анал!з юнуючих систем визначення курсу.

4. Литвиненко П.Л. Про вим1рввання прискорення сили тяжишя на рухом!й основ 1: Деп. Укр1ЕНГ1.- 1992.- Л 900-УК-92.- 8с.

5. Литвиненко П.Л. Про деяк! особливост! аерограв!метричних вим1р1в: Деп. Укр1ЕНТ1.- 1992.- X 901-УК-92.- 7с.

6. Безвесиьна О.М., Литвиненко П.Л., Хвалеба В.А. Досл1Д-ження впливу в!брацп на поведпжу чутливого елемента систе-ми ор!ентацп та нав1гацП рухомого об'екта: Зб1рн. доп. на-ук.-техн. конф. Фундаментальш та прикладш проблеми косм!ч-них досл!джень.- Житомир, 1993.- С.104.

Здобувачем проведена математичне моделювання повед!нки чутливого елемента при в!брац1йних навантаженнях.

7. Безвесиьна О.М., Литвиненко П.Л. Про автокомпенсащю похибок проскошчного гравшетра за допомогою ви,привального комплекса: Зб1рн. доп. наук.-техн. конф. Приладобуду-вання-93.- Микола1в, 1993.- С.26-27.

Здобувачем проведено розробку алгоритма автокомпенсацп' похибок гравшетра.

АННОТАЦИЯ

Литвиненко П.Л. Динамически настраиваемый гравиметр авиационной гравиметрической системы. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.II.01-приборы и методы измерения механических величин. Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 1996 г.

В диссертации решена научная проблема исследования теории и принципов построения динамически настраиваемого гравиметра с учетом условий его применения в составе авиационной гравиметрической системы. Показано, что исследуемый гравиметр отличается от известных высокой чувствительностью, способностью разделения по частотному признаку основного сигнала и перекрестных сигналов помех, имеет высокое быстродействие и позволяет достичь точности 10_вм с-2 и более.

SYNOPSIS

Lltvinenko Pavel Leonidovlch. The dynamic relocation gravimeter oi the aviation gravimetric system. Manuscript.

Dissertation for an anard of degree of candidate of technical science on speciality 05.11.01 - devices and methods of the rnechanikal magnitude measurements, the Ukraine National Technical University "Kiev Politechnlc Institute", Kiev, 1996.

In dissertation the scientific problem of research of theory and principles of dynamic relocation gravimeter building with taking into account the conditions of his exploitation in aviation gravimetric system has been solved. It's shown, that the research gravimeter is differ from known one by highly sensitive, ability to devide on frequency sign of main signal and hindrances crossing signal, poscesses highly fast action and permits to acheave accuracy 10~ems~*and more.

Ключов! слова: дослиження, грав!метр, динашчне наст-роювання, ав!ад1йн! грав!вим1рввання.