Анотація до роботи:

Задорожний В.І. “Структурно-параметричний синтез елементів і пристроїв систем керування оптичних електронних комплексів рухомих об’єктів“. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.13.05 - Елементи та пристрої обчислювальної техніки та систем керування. – Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є.Пухова НАН України, Київ, 2003.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню проблеми розробки комплексу елементів і пристроїв багатопов’язаних неоднорідних систем керування оптичних електронних комплексів, розміщених на рухомих об’єктах, які призначені для пошуку і локації матеріальних об’єктів на земній чи водній поверхні в нормальних і екстремальних умовах.

Запропоновані способи і прийоми структурно-параметричного синтезу елементів і пристроїв систем керування оптико-електронних комплексів, а також розроблені структури і схеми можуть знайти широке застосування при розробці засобів управління в технічних системах з такими особливостями як багатопов’язанність, різнорідність елементної бази, багатопараметрична залежність командних і керуючих сигналів, високі вимоги для роботи в екстремальних умовах навколишнього середовища.

За наслідками роботи (пристрій швидкого приведення лінії візування в початкове положення і гіростабілизатор) отримані патенти України на винахід.

1. На основі методів структурно-параметричного синтезу створено комплекс структур, схем і алгоритмів розрахунку параметрів складних фізично неоднорідних технічних об'єктів, що забезпечують побудову високоточних елементів і пристроїв систем керування оптичних електронних комплексів, призначених для виявлення і локації об'єктів пошуку в нормальних і надзвичайних (екстремальних) умовах.

2. Запропоновані метод і поліноміальні алгоритми розрахунку координат об'єктів пошуку в системі прямокутних координат при багатократному візуванні кута по курсу з рухомого об'єкту-носія на вибраній базі локації і алгоритми оцінки середньоквадратичних похибок для визначення точності локації і необхідної точності датчиків візування системи керування оптичного електронного комплексу; показано, що при середньоквадратичній

похибці вимірювання кута візування не більше 1 млрад похибка визначення координат не перевищує допустимих величин.

3. Розроблений графічний метод і методика визначення вимог до параметрів оптичних електронних комплексів, у тому числі до системи керування, систем наведення і стабілізації, кратності оптичної системи, залежної від фізичних чинників зовнішнього середовища: розмірів об'єкту, яскравості об'єкту і фону, прозорості атмосфери, з ціллю визначення показників якості елементів і пристроїв системи керування на ранніх етапах розробки (аванпроект, ескізний проект, техніко-економічні дослідження).

4. Розроблена і реалізована структура системи керування лінією візування, яка ґрунтується на використанні двох двоступеневих гіроскопів із зустрічно направленими кінетичними моментами і з компенсацією похибки стабілізації по третій осі (крену), що забезпечує точність керування лінією візування в межах 20 кут.сек при нормальних кліматичних умовах.

5. Запропонований метод структурного параметричного синтезу системи керування з аналізом відхилень і з керованою структурою, що забезпечує досягнення заданих показників якості (точність і стійкість) в спеціальних умовах роботи при діапазоні температур від –60 ⁰С до +75 ⁰С.

6. Розроблена нелінійна модель системи керування ОЕК з урахуванням ефектів сухого тертя, пружності і дебалансу високоточних механічних і оптико-механічних пристроїв, що дозволило визначити вимоги до граничних параметрів особливо відповідальних з'єднань і забезпечити необхідну якість системи на стадіях виготовлення елементів і їх складання.

7. Розроблена структура і схеми магнітоелектричного датчика моменту, які забезпечують побудову конструкції датчиків моменту з дев'ятикратним збільшенням моменту в порівнянні з аналогами і дозволяють забезпечити виконання високих вимог до діапазону швидкостей наведення.

8. Розроблено методику синтезу і досліджені структури високоточних слідкуючих приводів, орієнтованих на реалізацію в оптичних електронних комплексах, заснованих на керуванні зв'язками і параметрами системи і забезпечуючих граничні показники точності і стійкості в нормальних і спеціальних умовах роботи.

9. Розроблений алгоритм розрахунку параметрів системи керування ОЕК, який грунтується на сумісному використанні математичних моделей в частотній і часовій областях представлення змінних: метод логарифмічних частотних характеристик застосовується для розрахунку ланок передачі руху від гіростабілізованої платформи до головного дзеркала як лінійної моделі; математичні моделі в часовій області дозволяють відтворити вплив нелінійних ефектів в тих же ланках, що в цілому забезпечує врахування істотної неоднорідності елементного складу даної системи.

10. Запропоновані схеми одноканальних і двоканальних широтно-імпульсних підсилювальних пристроїв забезпечують лінійність характеристик підсилювачів і високий коефіцієнт корисного використання джерел енергії; одноканальні широтно-імпульсні підсилювальні пристрої використовуються в системах наведення, двоканальні - в системах стабілізації і високоточних слідкуючих приводах.

11. Розроблені: електронні пристрої компенсації помилки системи керування від збурень крену, що включають пристрій формування функції секанса і пристрій множення, які забезпечують автоматичну компенсацію збурень крену; пристрій компенсації похибок сигналів датчика візування, що дозволяє одержувати сигнали візування з високою точністю від малогабаритних датчиків кута з обмеженою точністю.

12. Результати використання запропонованих способів структурно-параметричного синтезу систем керування ОЕК дозволили розробити елементи і пристрої систем керування при створенні в Науковому виробничому комплексі „Авіаприлад-Арсенал” та Акціонерному товаристві АО „УКРПРОМПРОЕКТБУДСЕРВІС” таких оптичних електронних комплексів пошуку об'єктів як бортовий оптико-електронний комплекс і комбінованого оптичного комплексу оператора із стабілізованим полем зору; сприяти скороченню терміну розробки автоматизованої системи перевірки параметрів комбінованої оптичної пошукової станції; на розроблені елементи і пристрої систем керування ОЕК отримано два патенти України на винаходи; результати роботи використовуються в навчальному процесі загальнотехнічної кафедри Черкаської академії менеджменту (документи про впровадження додаються).

Публікації автора:

1. Задорожный В.И., Задорожный И.С., Голуб А.Г., Задорожный Ю.И. Структурный метод обеспечения точности гиростабилизаторов в условиях предельных температур.// Збірник наукових праць ІПМЕ НАН України. – К.: -2002. Випуск 3.-С. 17-21.

2. Задорожный В.И., Задорожный И.С. Стабилизация поля зрения в оптико-электронных системах.// Збірник наукових праць ІПМЕ НАН України. –К.: -2002. Випуск 4.-С. 37-41.

3. Задорожний В.І., Задорожний І.С., Задорожний Ю.І. Дослідження впливу незбалансованості елементів конструкції гіростабілізатора оптичного приладу на його вібростійкість.// Науковий збірник Житомирського державного технічного університету.-Житомир: - 2003. N 1- 24. –С.35-39.

4. Задорожный В.И., Задорожный И.С., Задорожный Ю.И. Математическое моделирование систем стабилизации и наведения оптических электронных комплексов. //Вісник Черкаського державного технологічного університету.-Черкаси: - 2002. N 4. -С. 32-36.

5. Задорожный В.И. Учет нелинейностей при синтезе гиростабилизатора оптической электронной системы. //Вісник Черкаського державного технологічного університету.-Черкаси: - 2003. N1. –С. 41-44.

6. Задорожный В.И., Задорожный И.С., Задорожный Ю.И. Исследование и проектирование высокоточных автоматических приводов оптических электронных систем.// Вісник Черкаського державного технологічного університету. – Черкаси. - 2002. N 3. -С. 12-17.

7. Задорожний В.І., Задорожний І.С., Голуб О.Г., Задорожний Ю.І. Пристрій прискореного приведення гіростабілізованої платформи в горизонт. Патент України N 56111. Заявка N 20021210466 від 22.12.2002. Бюлетень «Промислова власність». Кн.1. -2003. –С. 4.124.

8. Задорожний В.І., Задорожний І.С., Голуб О.Г., Задорожний Ю.І. Гіростабілізатор. Патент України N 56098. Заявка N 20030120922 від 3.02.03. Бюлетень «Промислова власність». Кн.1. -2003. –С. 4.124.

9. Задорожный В.И., Задорожный И.С., Голуб А.Г., Задорожный Ю.И. Динамическая модель датчика момента системы наведения оптического прибора // Науковий вісник Національного авіаційного університету України. Інформаційно-діагностичні системи.-К.: Том N1. -2003. –С. 11.25-11-33.

10. Задорожный В.И., Задорожный И.С., Соловйов Г.Я, Задорожный Ю.И., Гордиенко В.И. Графический метод формирования требований к показателям качества оптического прибора. //Вісник наукових праць Кременчуцького державного політехнічного університету. –Кременчук:-Випуск 2/2003.(19). Том 3. -С. 50-53.

11. Задорожный В.И., Задорожный И.С., Задорожный Ю.И. Исследование влияния ошибки квантования по уровню на точность ЦВС // Труды 4-й Украинской конференции по автоматическому управлению «Автоматика -97» т.1. – Черкассы, -1997. –С. 84-87.

12. Задорожный В.И., Задорожный И.С., Задорожный Ю.И. Исследование и разработка элементов и систем стабилизации и навдения линии визирования оптических электронных комплексов подвижных объектов // Звіт з НДР. Черкаський інститут управління. -2002. - Черкаси, 2002.-198c.