МИНОБРНАУКИ
МИНОБРНАУКИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р. А. АЛЕКСЕЕВА» АРЗАМАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ФИЛИАЛ) КАФЕДРА «ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА» Разработка и аппаратная реализация алгоритма стабилизации динамически настраиваемого гироскопа Студент группы АСПМ 06 -1 Мельников С. А. Руководитель: Лазарева А. Б. Консультанты: n по специальной части Хлебников М. С. nпо экономической части Тихонова Е. О. nпо безопасности и экологичности Баринов А. В. 2011
Цели и задачи работы Цель Разработать алгоритм стабилизации ДНГ и логики работы интегральной микросхемы, входящей в состав ГИБ. Задачи Ø Изучить существующий алгоритм стабилизации ДНГ и его реализацию в ГИБ ; Ø Определить недостатки и достоинства этого алгоритма; Ø Модернизировать алгоритм стабилизации ДНГ, чтобы достичь показателей, необходимых заказчику; Ø Аппаратно реализовать разработанный алгоритм. 2
Бесплатформенные инерциальные навигационные системы В состав современного автопилота на основе БИНС входят: § гироинерциальный блок (ГИБ); § вычислитель; § блок рулевых приводов. В состав ГИБ входят следующие датчики: Ø два двухстепенных датчика угловых скоростей; Ø три акселерометра; Ø датчик температуры. 3
Модифицированный алгоритм стабилизации 3 Проверка Выдача сигнала да окончания разгона Разность фаз готовности < допуска изделию Подача 15 В нет питания 4 Выдача импульса питания 25 В шириной 3 мс Получение сигнала с датчика положения ротора Расчет скорости изменения разности фаз Выделение полупериода вращения ротора Скорость Расчет текущей разности фаз изменения сигнала с ДП ротора и фазы разности фаз нет питания <30 да 1 3 4
Продолжение блок-схемы алгоритма 3 4 Уменьшить Скорость ширину импульса Выдать импульс изменения разности фаз > на 0, 5 мс питания да 3* допуск нет Пауза да Скорость Увеличить ширину изменения импульса на 0, 2 мс разности фаз < допуска 5 нет да ширина импульса Ширина импульса <=(0. 2+допуск*0, 1 (0. 2+допуск*0, 1) нет 4 5
Формирование ширины импульса питания 25 В width= где width –– ширина импульса питания 25 В, df – разность текущей и предыдущей разностей фаз сигнала с датчика положения ротора и фазы питания, goal –– текущий допуск на разность фаз. 6
Средства разработки Для отладки алгоритма стабилизации были написаны функции на языке С++ в среде Builder 6. 0. Данные функции были подключены к существующей АСК. 7
Осциллограммы результатов работы алгоритмов 8
Реализация алгоритма в среде Quartus. II 7. 2 Для разработки модулей использован язык Altera HDL (AHDL). 9
Организационно-экономическая часть Наименование статьи расходов Затраты, руб. 1 Основная заработная плата производственного 48466 персонала 2 Дополнительная заработная плата производственного 9693, 21 персонала 3 Единый социальный налог 19774, 13 4 Содержание и эксплуатация вычислительного 3717, 08 комплекса 5 Накладные расходы 29079, 6 ИТОГО: 110730, 02 Основные экономические показатели: • трудоёмкость разработки программного продукта 1118, 5 чел. -ч. ; • число исполнителей - 2 человека; • смета затрат 110730, 02 руб. ; • экономический эффект 100800 рублей в год; • период окупаемости – 1, 1 года. 10
Безопасность и экологичность проектных решений Были рассмотрены следующие вопросы: Микроклимат на рабочем месте пользователя ПК; Опасные и вредные производственные факторы; Освещение на рабочем месте; Защита от электромагнитного излучения; Организация рабочего места согласно эргономическим требованиям; Электробезопасность; Пожарная безопасность. 11
Заключение Был модифицирован алгоритм стабилизации ДНГ и модуль, определяющий логику работы м/с ПЛИС, входящей в состав ГИБ. Были разработаны: ü модуль формирования синхроимпульсов для изделия; ü модуль стабилизации; ü модуль управления трехфазным мостом, коммутирующими питание на ГИБ; ü модуль формирования высокочастотных сигналов для импульсного источника питания. Результат дипломной работы использован в новой модификации ГИБ 12
Спасибо за внимание!
