ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕНД для испытаний оптико-Электронных ПРИБОРОВ с Гироскопической СТАБИЛИЗАЦИЕЙ

НАУКА И ВОЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ № 2/2009, стр. 56-58

ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕНД для испытаний оптико-Электронных ПРИБОРОВ с Гироскопической СТАБИЛИЗАЦИЕЙ

УДК:620.17.08:62-182

А.П. ШКАДАРЕВИЧ,

директор НПЧУП «ЛЭМТ»,

доктор физико-математических наук, профессор

Н.К. ГОРБАЧЕНЯ,

начальник КБ специального оборудования НПЧУП «ЛЭМТ»

М.М. ТАТУР,

директор ООО «Интеллектуальные процессоры»,

кандидат технических наук

С.А. БАЙРАК,

ведущий специалист

000 «Интеллектуальные процессоры»

Б.В. ГРЯЗЕВ,

заместитель начальника отделения ГУП

КБП, кандидат технических наук

В статье описывается разработанный и подготовленный к производству стенд для испытания подсистем стабилизации оптических и оптоэлектронных приборов. Приводятся принципы построения, технические характеристики и область применения стенда.

Оптические приборы и оптико-электронные системы специального применения используются в различных вариантах: бинокли и прицелы удерживаются при работе руками, телевизионные, тепловизионные и лазерные системы устанавливаются на мобильных средствах, оптико-электронные системы слежения и наведения устанавливаются на подвижных и неподвижных основаниях. Как правило, эти устройства работают в условиях воздействия внешних возмущающих факторов (дрожание руки, вибрация платформы, движение транспортного средства, воздействие ветра и т.п.), создающих колебания и качку. Подобные паразитные перемещения оказывают вредное влияние на работу приборов: ухудшается разрешающая способность, снижается дальность обнаружения и распознавания объектов, становится невозможным измерение дальности и автоматическое сопровождение объектов.

Для исключения (или снижения до необходимого уровня) влияния колебаний и качки в конструкциях оптических и оптико-электронных приборов применяют специальные стабилизирующие подсистемы. В их состав входят разнородные узлы, такие как гироскопы, электромеханические приводы, излучающие и фотоприемные устройства, оптические устройства, электронные блоки управления и многое другое. Поскольку при изготовлении комплектующих узлов возможны отклонения параметров от номинальных значений, при сборке оптических и оптико-электронных приборов обязательно проводят регулировочные и юстировочные работы.

Подсистемы стабилизации оптических и оптоэлектронных приборов характеризуются значительной сложностью, что вызывает определенные технические и технологические проблемы на этапе их производства и испытаний. Испытания составляют неотъемлемую часть производственного процесса, и для их проведения создаются специальные стенды [1; 2]. При стендовых испытаниях проверяется точность юстировки, имитируются возмущающие условия эксплуатации (качка, тряска, колебания) приборов и проверяется, как подсистемы стабилизации их нивелируют. Таким образом, стендовое оборудование включает средства воспроизведения механических воздействий, а также средства регистрации, измерения и обработки результатов испытаний. С конструктивной точки зрения стенды представляют собой сложные прецизионные электромеханические комплексы с адаптивной системой управления реального времени и автоматизированной (интеллектуальной) обработкой данных.

В настоящей статье анонсируется разработанный и подготовленный к производству стенд для испытаний подсистем стабилизации оптических и оптоэлектронных приборов [3].

1. Назначение и состав стенда

Стенд предназначен для создания внешних угловых воздействий по азимуту, тангажу и крену и автоматической оценки эффективности подсистемы стабилизации.

В состав стенда входят (рис. 1.):

1. Многостепенное опорно-поворотное устройство с платформой для установки испытуемого прибора. Платформа унифицирована под различные испытуемые приборы массой до 100 кг.

2. Система управления стендом (контроллер) на базе промышленного компьютера IPC-510-SYS1-4 производства компании Advantech с оригинальным прикладным программным обеспечением.

При испытаниях приборов с гироскопической стабилизацией необходимо непрерывно отслеживать разность между углами поворота осей платформы и углами стабилизации прибора по курсу, крену и тангажу при заданных направлениях на цель.

С этой целью многостепенная платформа юстируется перед началом испытаний. Три плоскости могут поворачиваться соответственно по осям курса, крена и тангажа по заданному закону (например, гармоническому). углы поворотов снимаются соответствующими датчиками, внешний контроллер на базе РС управляет исполнительными двигателями, приводящими в движение плоскости многостепенной платформы, и рассчитывает разность между углами поворота осей и углами стабилизации испытуемого прибора.

ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕНД для испытаний оптико-Электронных ПРИБОРОВ с Гироскопической СТАБИЛИЗАЦИЕЙ

Рис. 1. динамический стенд для испытаний оптико-электронных приборов с гироскопической стабилизацией

1 - неподвижная рама с приводом крена 2; рама крена 3 с

приводом тангажа 4; рама тангажа 5 с приводом курса 6; рама

курса 7 с платформой для установки испытуемых приборов.

2. Технические характеристики

Стенд обеспечивает повороты и гармонические колебания платформы с установленным на ней прибором в вертикальной (ВП), горизонтальной (ГП) плоскостях и плоскости крена (КП). Погрешность в совпадении осей ВП, ГП и КП с соответствующими осями плоскости установочной платформы стенда составляет не более 1 мм.

Предельные значения углов поворота, частота и амплитуда колебаний приведены в таблице. Шаг задания частоты колебаний прибора составляет 0,1 Гц с точностью ± 0,05 Гц.

Система управления стендом обеспечивает:

раздельное включение и выключение приводов ВП, ГП иКП;

прием сигналов с датчиков углового положения платформы и формирование сигналов управления приводами;

регистрацию задаваемых и воспроизводимых стендом колебаний и визуализацию результатов испытаний на мониторе компьютера;

расчет коэффициента нелинейных искажений гармонических колебаний платформы.

управление стендом осуществляется в реальном масштабе времени с помощью специальной программы. Эта программа позволяет создать модель воздействия на испытуемый прибор и осуществить управляющие и регистрирующие функции. Так, например, оператор с пульта управления может задать по всем, либо по выбранным степеням подвижности стенда вид воздействия - синусоидальное колебание и его параметры (начальное значение, амплитуда, частота) либо поворот на заданный угол и ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕНД для испытаний оптико-Электронных ПРИБОРОВ с Гироскопической СТАБИЛИЗАЦИЕЙполучить в удобной форме результат отработки приводами заданного воздействия.

Качество стабилизации оценивается следующими параметрами:

ошибкой стабилизации линии визирования;

ошибкой слежения линии визирования;

амплитудой незатухающих колебаний линии визирования.

Стенд питается от промышленной сети напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Вес стенда составляет 150 кг.

3. Программно-аппаратные средства системы управления стендом

Структурная схема аппаратных средств представлена на рисунке 2. устройство дискретного ввода/вывода выполнено на 16-канальной плате PCI-1762 фирмы Advantech. Посредством этой платы информация считывается с датчиков крайних положений платформы и датчиков арретиров. В качестве датчиков наклона используются датчики ЛИР-158, а интерфейс датчиков выполнен на плате ЛИР-940-P производства ОАО «СКБ ИС». Назначение интерфейсной платы - прием и обработка сигналов, поступающих от датчиков положения, а также передача накопленной информации в компьютер.

Для реализации взаимодействия с приводами используется четырехпортовая плата PCI-1612A фирмы Advantech. Плата предоставляет четыре канала интерфейса RS-485 для работы с контроллерами приводов. В качестве приводов используются двигатели EC 45 фирмы Maxon Motor. Модуль DES 70/10 фирмы Maxon Motor применяется как контроллер приводов.

В интерфейсном блоке используются преобразователи ADAM 4522 фирмы Advantech. Данное устройство представляет собой полностью прозрачный конвертер интерфейсов RS-232/RS-485. Оно используется в связке PCI-1612A→ADAM 4522→DES 70/10. В целом аппаратная комплектация позволяет решать задачи управления стендом в реальном масштабе времени.

Прикладное программное обеспечение PC предоставляет пользователю интерфейс управления стендом, а также позволяет осуществить его управление в реальном масштабе времени. Прикладное программное обеспечение написано на языках С и С# под операционную систему Windows XP.

ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕНД для испытаний оптико-Электронных ПРИБОРОВ с Гироскопической СТАБИЛИЗАЦИЕЙ

Рис. 2. структурная схема аппаратных средств контроллера

Итак, приходим к выводам.

Современные оптико-электронные приборы имеют сложные схемные и конструктивные решения, требования к характеристикам точности возрастают, парк и номенклатура приборов с каждым годом обновляются. Все это неразрывно связано с необходимостью разработки и соответствующего испытательного оборудования.

Представленный в статье стенд позволяет проводить испытания сложных оптико-электронных приборов с высокой точностью, разгружает оператора от выполнения рутинных операций по контролю процесса испытаний и позволяет сосредоточиться на проверке ключевых характеристик. В целом повышается эффективность работ при испытаниях.

Использование в составе стенда унифицированной платформы и автоматизированной системы управления позволяет проводить испытания широкой линейки приборов. При этом переход от испытаний одного прибора к другому не требует доработки и переналадки стенда. Это делает применение стенда экономически эффективным.

ЛИТЕРАТУРА

1. Динамический испытательный стенд. - Патент РФ №2080604. - Опубл. 27.05.97. - Бюл. № 15.

2. Способ определения угла между осью вращения многостепенной платформы и заданным направлением координатной оси. -

Патент РФ №2243510. - Опубл. 27.12.2004. - Бюл.36.

3. Динамический стенд. - Патент РБ № 4966. - Опубл. 30.12.2008.


Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

  • <a href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX" data-mce-href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX">InstaForex</a>
  • share4you сервис для новичков и профессионалов
  • Animation
  • На развитие сайта

    нам необходимо оплачивать отдельные сервера для хранения такого объема информации