Системи стабілізації поля зору сучасних танкових прицілів

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Подтвердите что Вы не робот:
2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



го намотування, де першим починає розтягуватися шар, розміщений поблизу відгалужувача. Наступним починає розтягуватися шар II, також розміщений поблизу середини контура, але з іншого боку. Термооптичний зсув, що виникає під час його розтягування має протилежний знак і компенсує зсув, що виник при розтягуванні шару I. При розтягуванні наступної пари шарів картина повторюється. У результаті замість великої петлі в температурній залежності зсуву для простого намотування, виходить декілька маленьких петель.

Зсув під час квадрупольного намотування менший ніж під час намотування в два шари в квадрат числа шарів М

 

ал, кв (M) / Ωал (2) = 2/ [M (M - 1)]

 

3.7.5 Нелінійний зсув нуля

Фазовий модулятор, що модулює різницю фаз зустрічних хвиль на робочій (резонансні) частоті може створити і додаткову модуляцію на другій гармоніці. Наприклад, із-за нелінійності п'єзоелектричного перетворювача (ПЗТ), наявність другої гармоніки в живленні ПЗТ або із-за вигинистих коливань ділянок волокна в контурі або на поверхні ПЗТ. Нелінійні спотворення під час згинальних коливань волокна ілюструються рисунком.

 

Рис.36. Згинальні коливання вільної ділянки волокна на ПЗТ

 

У фазовому модуляторі ділянка волокна, намотана на ПЗТ, здійснює поздовжні коливання.

У цьому разі він подовжується один раз за період, що спричиняє модуляцію різниці фаз зустрічних хвиль на частоті коливань ПЗТ.

У цей час вільні ділянки здійснюють поперечні коливання, за яких волокно подовжується двічі за період, що призводить до модуляції на подвоєній частоті та до зсуву φ із-за нелінійності перетворення

 

φ (s/2) [1 - J3 (m) /J1 (m)] sin ζ

 

Нелінійну компоненту можна ідентифікувати за характерним сплескам в температурних залежностях зсуву нуля та квадратурного сигналу.

Під час зміни температури змінюється резонансна частота ПЗТ і частота згинальних коливань волокна. У разі збігу частот вимушені коливання волокна зсунуті на π/2 щодо коливань ПЗТ.

 

ПараметрФормулиОцінки для ВГ910 (L = 100 м, D = 0.07 м) Зрушення фаз із-за ефекту Саньякаφс = (2πLD/λс) Ω = ОМКΩφс ≅1.3 10-5 рад при Ω = 15 град/годОптичний масштабний коефіцієнтОМК = 2πLD/ λ с ≅0.025 LDОМК ≈ 0.18 секПоляризаційний зсув нуляφП ≈ р ε H/N1/2 ΩП = φП/ОМКφП = 2 10-6рад,ΩП ≈10-5 рад/с ≈ 2 град/год р = 0.2, ε =3 10 - 2, Н = 1 %, N = L/Lд = 1000,Lд = 0.1 мТемпературний масштаб поляризаційного зсуву нуляδТ = (Т0 - Т) (LБ/L Д) δТ ≈20С Т0 = 800С, Т = 20С, LБ = 3 мм, LД = 0.12 мАмплітудний (квадратурний) зсув нуляφ α≈xδΔφm H/N1/2φ α≈2 10-6рад, Ωα = φ α/ОМК ≈ 10-5 рад/с ≈ 2 град/год x = 0.03, δΔφm = 0.2, H = 1 %, N = L/Lд = 1000Температурний масштаб амплітудного зсуву нуляδ Т = 0.06 LБ/ (Lα ал) δ Т ≈0.1 С. Проста намотка в 6 шарів L Б = 3 мм, αал ≈2 10-5 К-1Максимальний фарадеевский зсув нуляφ"м ≈0.3 VH L LБ tφ"м ≈4 10 - 6рад, Ω''м = φ"м/ОМК ≈ 4 105 рад/с ≈8 град/год VН = 2 10-4 м - 1 (Н = 1 Э), t = 0.2 м - 1, LБ = 3 ммФарадєєвський зсув нуля при α р ≈45φ" = 2φ"м cos2 (αC) (2αP - π/2) φ" ≈ 410-6, Ω" ≈410-5 рад/с ≈0.8 град/год φ"м ≈410-6, αC = 45, 2αP - π/2 ≈0.1Магніто-індукційний (нефарадеєвський) зсув нуляφ┴ = 6 VHλ/nNφ┴ ≈10 - 9 H N = 10 - 6 (Н = 1 Е, N = 1000), Ω┴м = φ┴/ОМК =1 град/год, N - число витків, VН = 2 10-4 м-1 (Н = 1 Е) Термооптичний зсув нуля при намотуванні в 2 шариφал (2) = (k n2/c) αалdT/dt L2/4φал (2) ≈310-6 рад, (dT/dt ≈ 0.1С/сек ≈ 360С/год), Ωо = К (2) dT/dt, Кал (2) ≈ 1 (o/год) / (С/год), α ал =2 10 5/С,Термооптичний зсув нуля, просте намотування, M шарівΩал, пр (M) /Ωал (2) = (2/3) (M + 1) /MΩал, пр (M) /Ωал (2) = 0.78 (M = 6) Термооптичний зсув нуля, квадрупольне намотування, M шарівΩал, кп (M) /Ωал (2) = 2/ [M (M - 1)] Ωал, кп (M) /Ωал (2) = 0.15 (M = 6) Нелінійний зсув нуляφнл≈s/4φнл ≈ 2.5 10 - 6 рад, φнл ≈2.5 град/год s = 10-4 - індекс модуляції на 2-ій гармониці

3.8 Розрахунок точності стабілізатора поля зору на основі ВГ910

 

Для визначення середньоквадратичної похибки необхідно врахувати вплив всіх невзаємностей та ефектів окрім корисного (фази Саньяка):

 

 

3.9 Висновки до розділу

 

На основі проведеного аналізу можна стверджувати про доцільність використання волоконно-оптчні гіроскопи в якості гіроскопічного задавача лінії прицілювання, оскільки вони за своїми технічними характеристиками мають вагомі переваги в порівнянні з електромеханічними гіроскопами.

Значення сумарної помилки даного типу стабілізатора на основі волоконно-оптичних гіроскопів коливається в межах 0,014 т.п., що забезпечує задану точність пропонованого стабілізатора.

Розробка конструкції ВОГ і доведення його до серійних зразків не просте завдання. Розробляючи ВОГ, вчені та інженери зазнають труднощів. Перша пов'язана з технологією виробництва елементів ВОГ. На цей час недостатньо якісного одномодового волокна, що зберігає напрям поляризації, виробництво світлоподільників, поляризаторів, фазових і частотних модуляторів, просторових фільтрів, інтегральних оптичних схем знаходиться на початковій стадії розвитку. Кількість розроблених спеціально для ВОГ випромінювачів і фотодетекторів обмежено. Другу пов'язують з тим, що при простоті приладу і високій чутливості, його до кутової швидкості обертання він в той же час надзвичайний чутливий до дуже малих зовнішніх і внутрішніх збурень і нестабільностей, що призводить до паразитних дрейфів, тобто до погіршення точності приладу. До згаданих збурень відносяться температурні градієнти, акустичні шуми і вібрації, флуктуації електричних і магнітних полів, оптичні нелінійні ефекти флуктуації інтенсивності та поляризації

s