СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ РЕГУЛИРОВОЧНО-НАСТРОЕЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ АППАРАТУРЫ СИСТЕМЫ ТОПОПРИВЯЗКИ И НАВИГАЦИИ Российский патент 2014 года по МПК G07C3/00 G05B23/00 

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к способам проведения регулировочно-настроечных операций аппаратуры системы топопривязки и навигации, устанавливаемой на транспортных средствах комплексов вооружений различного функционального назначения.

Известен способ настройки приборов безопасности грузоподъемных кранов стрелового типа с одинаковым крановым оснащением (см. патент RU №2381173 С1, МПК В66С 15/06, 23/88, опубл. 10.02.10 г. Бюл.№4), принятый за прототип. Способ включает монтаж настраиваемого прибора на оснащаемом кране, подключение к нему датчика нагрузки и датчиков пространственного положения стрелового оборудования и регулирование сигналов в каналах измерения нагрузки, вылета и/или угла наклона стрелы из условия обеспечения соответствия характеристики отключения прибора заданной грузовой характеристике крана. До или после монтажа настраиваемого прибора на новом оснащаемом кране или на кране, находящемся в эксплуатации после его перебазировки со снятием указанных датчиков и последующей установкой их при монтаже крана, копируют из энергонезависимой памяти образцового прибора безопасности, ранее настроенного на однотипном, образцовом кране с использованием тарированных грузов заданной массы, в энергонезависимую память настраиваемого прибора информацию об измеренных значениях нагрузки, вылета и/или угла наклона стрелы в точках грузовой характеристики крана с известными параметрами стрелового оборудования, а после монтажа настраиваемого прибора на оснащаемом кране и подключения к нему указанных датчиков устанавливают стрелу оснащаемого крана в одно из положений в пределах рабочего диапазона углов наклона и азимута, измеряют параметры его стрелового оборудования в данном положении стрелы и регулируют сигналы в каналах измерения нагрузки, вылета и/или угла наклона стрелы путем сложения выходных сигналов датчиков настраиваемого прибора с сигналами, соответствующими разнице значений выходных сигналов на замеренном вылете оснащаемого крана и равном ему вылете образцового крана.

Недостатками прототипа являются:

- высокая трудоемкость регулировочно-настроечных операций;

- отсутствие возможности обеспечения высоких точностных характеристик при использовании изделия по назначению.

Предлагаемым изобретением решается задача по повышению эффективности и качества проведения регулировочно-настроечных операций аппаратуры системы топопривязки и навигации.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в формировании способа проведения регулировочно-настроечных операций аппаратуры системы топопривязки и навигации, который определяет комплекс работ по доведению параметров аппаратуры системы топопривязки и навигации до величин, соответствующих установленным требованиям, и позволяет обеспечить допуск разброса параметров, который гарантирует эффективное функционирование аппаратуры в условиях эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе проведения регулировочно-настроечных операций (РНО) аппаратуры системы топопривязки и навигации, включающем монтаж настраиваемого изделия, его регулирование из условия обеспечения соответствия заданным характеристикам, использование образцового (эталонного) изделия, новым является то, что перед проведением РНО для них определен критерий оценки качества, которым служит функция распределения погрешностей регулировки СТН или распределение ее выходных параметров с учетом установленного поля допуска, процесс РНО аппаратуры СТН разбит на ряд простых операций с предварительной регулировкой отдельных сборочных единиц, регулировка проводится на специализированных установках по измерительным приборам или сравнением настраиваемого изделия с эталонным образцом (метод электрического копирования), кроме того, процесс регулировки аппаратуры разбит на ряд этапов, на первом этапе изделие подвергают тряске на вибрационном стенде для удаления посторонних предметов и выявления имеющихся неплотных соединений, на втором этапе проверяют правильность монтажа по предварительно составленным картам и таблицам, охватывающим все цепи проверяемого устройства, на третьем этапе проверяют режимы работы микросхем и полупроводниковых приборов, на четвертом этапе проверяют функционирование устройства в целом и проводят регулировку для получения заданных характеристик с дальнейшим контролем критериев качества выполнения СТН задач по назначению в условиях, сопоставимых с реальными условиями эксплуатации.

Определение для РНО критериев оценки качества позволяет:

- определить перечень необходимых РНО;

- обеспечить в последующем надежное функционирование СТН в условиях использования по назначению.

Разбивка процесса РНО аппаратуры СТН на ряд простых операций с предварительной регулировкой отдельных сборочных единиц позволяет сократить трудоемкость работ и оснастить процесс регулировки специальными приборами.

Применение метода электрического копирования при проведении РНО позволяет использовать более простую измерительную аппаратуру.

Применение тряски аппаратуры СТН на вибрационном стенде позволяет выявить на первоначальном этапе механические неявно выраженные дефекты (некачественные крепеж, пайка, соединения в контактах и т.д.).

Проверка правильности монтажа по предварительно составленным картам и таблицам, охватывающим все цепи проверяемого устройства, позволяет:

- упростить и ускорить процесс проведения проверки;

- исключить необходимость привлечения к проверке высококвалифицированного персонала.

Проведение проверки режимов работы микросхем и полупроводниковых приборов позволяет:

- оценить правильность и качество электромонтажных работ;

- оценить качество примененных электрорадиоэлементов. Проведение проверки функционирования устройства в целом и

регулировки для получения заданных характеристик позволяет:

- обеспечить окончательную настройку СТН перед калибровочными мероприятиями;

- выявить неявно выраженные недостатки примененных схемных решений.

Проведение контроля критериев качества выполнения СТН задач по назначению в условиях, сопоставимых с реальными условиями эксплуатации, позволяет провести окончательную оценку качества СТН перед применением по назначению

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана модель проведения РНО.

Способ проведения регулировочно-настроечных операций (РНО) аппаратуры системы топопривязки и навигации осуществляется следующим образом.

Проведение регулировочно-настроечных операций необходимо, чтобы устранить погрешности изготовления деталей и сборки узлов, в т.ч. предопределенных заранее, например, при завышении допусков на отдельные параметры в целях уменьшения себестоимости изделий или невозможности реализации требуемой точности.

РНО включают настройку всей аппаратуры СТН в целом, установку определенных режимов блоков и узлов, подгонку некоторых элементов и т.д. РНО - это ряд операций, не изменяющих схему и конструкцию СТН, а лишь компенсирующих неточность изготовления и сборки аппаратуры собственного производства и комплектующих элементов.

Сущность РНО сводится к следующему. Имеется заданная функция, как правило, функция многих переменных ε=f(х, у, z...). Каждый из выходных параметров СТН представляет собой функцию многих переменных, т.е.:

ε₁=f(х, у, z…);

ε₂=f(x, y, z…);

…………………………

ε_n=f(x, у, z...)

где x, у, z - параметры входящих в СТН деталей, элементов, узлов.

Целью проведения РНО СТН является соблюдение условия по всем параметрам

|ε_0i-ε_i|≤Δ_доп,

где ε_0i - установленное номинальное выходное значение параметра;

ε_i - фактическое значение i-го параметра, полученное в результате регулировки;

Δ_доп - допустимое значение погрешности i-го параметра.

Рассматривая в качестве объекта регулировки СТН в целом, можно РНО представить как процесс оптимизации, осуществляющий поиск экстремума некоторой обобщенной функции качества Q изделия j, определяемой или совокупностью значений варьируемых параметров ρ_j{ x_j, y_j z_j…}, или совокупностью частных функций качества g. К совокупности g относятся такие показатели, как статистическая погрешность системы, средняя квадратическая погрешность в определенном режиме работы, время переходного процесса и т.д. Если $$Q={\displaystyle \sum _{i=1}^n{q}_i}$$ , то частные функции качества выбираются так, чтобы они определялись одним - двумя варьируемыми параметрами ρ_j: $$Q={\displaystyle \sum _{j=1}^{n}q({\rho }_j)\to extr.}$$

По виду оптимизируемой функции качества РНО подразделяются на оптимизирующие обобщенные, частные или комбинированные функции качества. В зависимости от метода поиска экстремума функции качества РНО на использующие принципы поисковой настройки, аналитической настройки или их сочетания.

При поисковой настройке изменение варьируемых параметров настраиваемой СТН проводится в результате поиска условий эстремума оптимизируемой функции качества. Для этого в СТН вводятся пробные (тестовые) сигналы.

В аналитических (беспоисковых) системах регулировки для получения информации о состоянии системы используются стимулирущие сигналы, имитирующие реальные сигналы.

Характеристикой качества РНО служит функция распределения погрешностей регулировки СТН или распределение ее выходных параметров с учетом установленного поля допуска.

Для СТН установлены некоторые закономерности формирования выходных параметров в зависимости от особенностей применяемых электрических схем. Только часть распределений выходных параметров считается нормальными. Реальные распределения выходных параметров отличаются между собой и от нормальных из-за асимметричности и островершинности. Эти качественные характеристики распределений, оцениваемые коэффициентами асимметрии и эксцесса, используются в качестве критериев при анализе электрических схем СТН и выполнения РНО с учетом получаемых распределений.

В электрических схемах, где РНО осуществляются элементами настройки с плавно изменяющимися параметрами (потенциометры, переменные конденсаторы, подстроечные индуктивности), функции распределения выходных параметров хорошо согласуются с законом нормального распределения. Математическое ожидание таких распределений при отсутствии систематических погрешностей аппаратуры близко к номинальному значению параметра. Разброс выходных параметров настроенной СТН, характеризующийся средним квадратическим отклонением, во многом определяется случайными погрешностями измерений. Значения коэффициентов асимметрии и эксцесса близки к нулю.

При РНО электрических схем подбором элементов, имеющих дискретные и плавно изменяющиеся параметры, получаемые распределения характеризуются заметными асимметричностью и эксцессом. Еще большую асимметричность и островершинность могут иметь распределения выходных параметров составных частей СТН, в которых РНО осуществляются подбором элементов с дискретными параметрами.

Взаимозависимые РНО выполняются посредством подбора параметров двух или более элементов, один из которых является общим для нескольких независимых электрических цепей. Сюда входят многопредельные схемы делителей сигналов с частотной компенсацией, различные схемы генераторов фиксированных частот, имеющие общие элементы колебательных контуров, многопредельные задающие временные устройства. В таких схемах перестройка или замена элементов отражается на всех параметрах СТН, зависящих от этих элементов. Эта особенность взаимозависимых регулировочных операций - одна из причин значительного отклонения получаемых распределений от нормальных. Математическое ожидание выходных параметров может сильно отличаться от номинального значения.

После определения критерия оценки качества процесс РНО аппаратуры СТН разбивается на ряд простых операций с предварительной регулировкой отдельных сборочных единиц. Регулировка проводится на специализированных установках (стендах), разработанных для конкретных составных частей СТН, по измерительным приборам или сравнением настраиваемой составной части с эталонным образцом методом электрического копирования.

Процесс регулировки аппаратуры СТН разбит на этапы. На первом этапе изделие подвергают тряске на вибрационном стенде для удаления посторонних предметов, попавших в аппаратуру при проведении монтажных и сборочных работ, и выявления имеющихся неплотных соединений деталей, монтажных частей и электро-радиоэлементов.

На втором этапе по электрическим схемам и монтажным чертежам составляются карты и таблицы, охватывающие все цепи проверяемых составных частей и СТН в целом. В соответствии с составленными картами и таблицами проверяется правильность монтажа.

На третьем этапе посредством универсального электроизмерительного оборудования проверяются режимы работы микросхем и полупроводниковых приборов.

На четвертом этапе проверяется функционирование СТН в целом и выполняется РНО для получения заданных технических характеристик, обеспечивающих выполнение СТН задач по назначению. Для этого собирают сборочные единицы СТН и вспомогательного оборудования согласно технологической схеме для контроля функционирования. На сборочные единицы СТН подают напряжение от источника электропитания и проверяют правильность функционирования составных частей и СТН в целом. Далее собирают сборочные единицы СТН и вспомогательного оборудования согласно технологической схеме для контроля параметров и проводят РНО.

В качестве основных критериев оценки качества выполнения СТН задач по назначению установлены средние квадратические погрешности определения на стоянке и в движении плоских прямоугольных координат, определения начального дирекционного угла продольной оси транспортного средства, на котором установлена СТН, определения на стоянке и в движении углов крена и тангажа. Данные работы выполняются после установки СТН на технологическом транспортном средстве.

Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача по достижению технического результата, заключающегося в формировании способа проведения регулировочно-настроечных операций аппаратуры системы топопривязки, который определяет комплекс работ по доведению параметров аппаратуры системы топопривязки и навигации до величин, соответствующих установленным требованиям, и позволяет обеспечить допуск разброса параметров, который гарантирует эффективное функционирование аппаратуры в условиях эксплуатации.

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к способам проведения регулировочно-настроечных операций (РНО) аппаратуры системы топопривязки и навигации (СТН). Технический результат заключается в повышении качества РНО. Для этого предложен способ, включающий монтаж настраиваемого изделия, его регулирование, использование образцового (эталонного) изделия, при этом перед проведением РНО для них определен критерий оценки качества, которым служит функция распределения погрешностей регулировки СТН или распределение ее выходных параметров с учетом установленного поля допуска, процесс РНО аппаратуры СТН разбит на ряд простых операций с предварительной регулировкой отдельных сборочных единиц, регулировка проводится на установках по измерительным приборам или сравнением настраиваемого изделия с эталонным образцом (метод электрического копирования), кроме того, процесс регулировки аппаратуры разбит на ряд этапов, на первом этапе изделие подвергают тряске на вибрационном стенде для удаления посторонних предметов и выявления имеющихся неплотных соединений, на втором этапе проверяют правильность монтажа по предварительно составленным картам и таблицам, охватывающим все цепи проверяемого устройства, на третьем этапе проверяют режимы работы микросхем и полупроводниковых приборов, на четвертом этапе проверяют функционирование устройства в целом и проводят регулировку для получения заданных характеристик с дальнейшим контролем критериев качества выполнения СТН задач по назначению в условиях, сопоставимых с реальными условиями эксплуатации. 1 ил.

Способ проведения регулировочно-настроечных операций аппаратуры системы топопривязки и навигации, включающий монтаж настраиваемого изделия, его регулирование из условия обеспечения соответствия заданным характеристикам, использование образцового (эталонного) изделия, отличающийся тем, что перед проведением РНО для них определен критерий оценки качества, которым служит функция распределения погрешностей регулировки СТН или распределение ее выходных параметров с учетом установленного поля допуска, процесс РНО аппаратуры СТН разбит на ряд простых операций с предварительной регулировкой отдельных сборочных единиц, регулировка проводится на установках по измерительным приборам или сравнением настраиваемого изделия с эталонным образцом (метод электрического копирования), кроме того, процесс регулировки аппаратуры разбит на ряд этапов, на первом этапе изделие подвергают тряске на вибрационном стенде для удаления посторонних предметов и выявления имеющихся неплотных соединений, на втором этапе проверяют правильность монтажа по предварительно составленным картам и таблицам, охватывающим все цепи проверяемого устройства, на третьем этапе проверяют режимы работы микросхем и полупроводниковых приборов, на четвертом этапе проверяют функционирование устройства в целом и проводят регулировку для получения заданных характеристик с дальнейшим контролем критериев качества выполнения СТН задач по назначению в условиях, сопоставимых с реальными условиями эксплуатации.