5. Декомпозиция блока а4323. Расчёт фильтра

Данная диаграмма детализирует блок расчёта фильтра из предыдущей схемы. В этой схеме присутствуют блоки: масштабирование сигнала, расчёт отфильтрованного сигнала, обратное масштабирование. Блоки масштабирования и обратного масштабирования введены по той причине, что сигнал, снимаемый с АЦП, является целым числом в пределах от -2048 до +2048, а между истинным значением сигнала и величиной, снимаемой с АЦП, есть пропорциональность.

Таблица 6.

№ блока	Функция блока	Вход	Выход	Управ-ление	Средства
А4231	Масштабирование сигнала	Исходный сигнал	Исходный масштабирован-ный сигнал		Процедура масштабирова-ния
А4232	Расчёт отфильтрованного сигнала	Исходный отмасштабиро-ванный сигнал, коэффициент передаточной функции, передаточная функция фильтра	Исходный и отфильтрован-ный отмасштабиро-ванные сигналы		Процедура расчёта отфильтрован-ного сигнала
А2433	Обработанное масштабирование	Исходный и отфильтрвоан-ный отмасштабирован-ные сигналы	Исходный и отфильтрован-ный сигналы		Процедура обратного масштабирова-ния

6. Декомпозиция блока а433. Спектральный анализ

Раскрывает спектральный анализ функции: выбор участка для анализа (спектральный анализ производится не над всем сигналом, а лишь над необходимой его частью), масштабирование сигнала (проводится по причинам, описанным выше), преобразование Фурье, отображение спектра. Все эти действия позволяют выполнить процедуры выбора участка сигнала, масштабирования, преобразования Фурье и процедуру вывода спектра. Управлением являются действия пользователя по управлению выбором участка для анализа и отображению спектра.

Таблица 7.

№ блока	Функция блока	Вход	Выход	Управление	Средства
А4331	Выбор участка для анализа	Исходный и отфильтрован-ный сигналы	Выборка для анализа	Управление выбором	Процедура выбора участка
А4332	Масштабиро-вание сигнала	Выборка для анализа	Масштабирован-ный сигнал		Процедура масштабирова-ния

4. Идентификация параметров математической модели дус

4.1. Математическая модель дуСа

Уравнение движения ДУС:

,

где - момент инерции гироблока относительно оси прецессии,

- коэффициент демпфирования,

- коэффициент угловой жесткости пружины,

- кинетический момент ротора гироскопа,

- сумма внешних возмущающих моментов.

Также в входят вредные моменты вокруг оси и погрешности от перекрестных угловых скоростей, которыми можно пренебречь.

Из-за малости угла можно считать, что , тогда уравнение движения ДУС записывается в следующем виде:

(1) ,

где - коэффициент затухания системы,

- собственная круговая частота колебаний системы,

- коэффициент усиления.

Уравнение движения (1) в переменных Лапласа будет выглядеть:

(2) ,

где - постоянная времени системы.

Так как измеряется напряжение , то уравнение (2) будет перезаписано в следующем виде:

(3) ,

где - коэффициент усиления.

Уравнению движения ДУС соответствует следующая структурная схема:

Рис.2.Структурная схема уравнения движения ДУС

Найдем решение уравнения движения (3). Для этого запишем характеристическое уравнение в общем виде:

(4)

Начальные и граничные условия:

1)

2)

3)

Корни характеристического уравнения равны:

(5)

Из (5) следует, что решение уравнения (3) является зависимость:

(6) ,

где - частота демпфированных колебаний.

То есть, собственное движение рамки прибора будет представлять собой затухающие колебания с частотой .

В установившемся режиме , тогда => , то есть гироскопический момент от движения основания будет полностью уравновешиваться противодействующим моментом пружины и угол отклонения будет пропорционален угловой скорости вращения основания .

Для определения переменной , используются начальные и граничные условия:

Следовательно, в ходе идентификации необходимо определить параметры , чтобы в дальнейшем определить .