JPH0330804B2 - - Google Patents

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JPH0330804B2
JPH0330804B2 JP56062314A JP6231481A JPH0330804B2 JP H0330804 B2 JPH0330804 B2 JP H0330804B2 JP 56062314 A JP56062314 A JP 56062314A JP 6231481 A JP6231481 A JP 6231481A JP H0330804 B2 JPH0330804 B2 JP H0330804B2
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JP
Japan
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gyro
magnetic field
motor
rotor
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JP56062314A
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JPS571910A (en
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Aaru Teiraa Aren
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Singer Co
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Singer Co
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02Rotary gyroscopes
    • G01C19/04Details
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/12Gyroscopes
    • Y10T74/1221Multiple gyroscopes
    • Y10T74/1225Multiple gyroscopes with rotor drives
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/12Gyroscopes
    • Y10T74/1282Gyroscopes with rotor drive

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はジヤイロスコープ(gyro scope)制
御システム、特にジヤイロドリフトを低減させる
ためのジヤイロスコープ制御システムに関する。
従来のジヤイロに日々生じるドリフトは2つの
別個のドリフト誘発源によるものであるとされて
いる。すなわち、ジヤイロ安定要素(ロータ)と
駆動ジヤイロモータの回転励起領域との間に存在
する位相関連磁力と2つの隣接するジヤイロ間の
振動伝達とである。
ジヤイロドリフトはこれらドリフト誘発源によ
りジヤイロが始動する度に変化する。ジヤイロド
リフトが変化する理由は次の事実によるものであ
る。すなわち、駆動ジヤイロモータが駆動モータ
励磁電圧の回転領域と同期すると、被駆動ジヤイ
ロのモータとステリシスリング内に磁極がセツト
される。これらの磁極がモータロータ内にセツト
される角位置は全く任意であり、これにより、同
期回転ジヤイロホイール(安定要素)と、ジヤイ
ロ始動毎に変化する回転モータ励磁領域との間の
回転位置を確立する。日々生じるドリフトを測定
するすぐれたジヤイロ制御システムが過去におい
ていくつか提案された。しかし本発明では駆動モ
ータと、始動時のジヤイロロータとの間に特定の
位相関係が確立されるならば、上記誘発源によつ
て日々生じるジヤイロドリフトはもつと簡単にま
たさらに安価に低減させうるはずであると考え
た。
本発明はジヤイロ出力信号(ジヤイロロータ位
置を表わす)とジヤイロモータ励磁との間の位相
関係を検出するジヤイロオートフエイズシステム
に関する。この位相関係を検出した後、このシス
テムはモータロータによつて確立された磁極を取
除き、磁極の位置を変化させてモータの回転領域
とジヤイロロータとの間に一定の位相関係を作り
出す。この位相関係はジヤイロが始動するたびに
新しく作り出される。各始動毎にこの位相関係が
作り出されると、回転ジヤイロロータと駆動モー
タの回転励磁領域との間の回転関係は常に同一と
なり、回転領域とロータトルカ磁石との間で、通
常ジヤイロロータに生ずる小さな力によつて惹起
されるドリフトも同一となる。さらに、2つの隣
接しておかれたジヤイロのそれぞれのロータが、
それぞれの駆動モータへの励磁と、それに対応す
るジヤイロロータとの間に一定の関係を確立する
と、これら2つのジヤイロは同一振動源から励磁
され、振動によつて誘発されたドリフトは常に同
一となり、1日毎に変化するということはなくな
る。
本発明の上記目的および利点は、添付図面を参
照して検討すれはより明確に理解しうるであろ
う。
本発明の第一の方法によれば、ジヤイロの基準
位置を決定し、ジヤイロ駆動モータを励起する励
磁磁界を発生し、前記基準位置と前記励磁磁界間
の位相を検出し、所定の位相領域が所定の極性か
ら近付く時にのみ、この所定の位相領域検出した
位相とを比較し、前記検出した位相が前記所定の
位相領域外に有るときに励磁磁界によるジヤイロ
モータの励起を禁止して、前記検出した位相が前
記所定の位相領域に入るまでジヤイロモータをス
リツプさせることにより相互に近接して配設され
る二つのジヤイロの相互干渉による位相変動を減
少するようにしたジヤイロスコープの自動位相調
整方法が提供される。
また本発明の第二の発明によれば、ジヤイロロ
ータと、該ロータ基準位置を決定する基準位置検
出手段と、ジヤイロ駆動モータに励磁磁界を発生
する磁界発生手段と、入力側において前記基準位
置検出手段と磁界発生手段とに接続され、前記ロ
ータ基準位置と前記励磁磁界との位相差を検出す
る位相差検出手段と、該位相差検出手段の出力側
に接続された第一の入力と、前記検出手段の出力
側に入力を接続されたスイツチ手段の出力側に接
続された第二の入力を有し、前記検出手段から出
力される位相差が第一の極性であるときに作動
し、前記検出手段から出力される位相差が前記第
一の極性と逆の第二の極性から所定の位相領域に
近付くときに前記スイツチ手段により非動作状態
とされて相互に接近して配設される二つのジヤイ
ロの相互干渉によつて生じる位相差を除去する比
較手段と、前記磁界発生手段の出力側と前記ジヤ
イロモータ間に接続され、前記比較手段の出力に
接続された入力を有し、検出された位相差が所定
位相差領域外にある時に、前記磁界発生手段より
前記ジヤイロモータへの駆動力伝達を禁止して、
前記位相差が前記所定領域内に入るまでの間ジヤ
イロモータにスリツプさせるようにして、ロータ
の基準位置をジヤイロ駆動モータの励磁磁界に対
して一定の位相関係に設定して、近接して配設さ
れた二つのジヤイロ間の相互干渉による位相差発
生を防止するようにしたことを特徴とするジヤイ
ロスコープの自動位相調整装置が提供される。
図面には数多くの構成要素がブロツク形式で示
されている。図示のブロツクの各々は従来より公
知の回路を構成する。しかし、これらの構成要素
を独創的な構成ならびに機能に結合したものが本
発明である。従来のジヤイロピツクオフ10は従
来の方法で信号を発生する。本発明のシステムに
使用される従来のジヤイロは、ロータの周波数を
ジヤイロピツクオフ10より発生される信号の周
波数成分から乖離させるに充分なジヤイロロータ
振幅変調をおこなうよう調整される。本発明ひ使
用しうる市販のピツクアツプの中には、ジヤイロ
ロータ上のある基準点がジヤイロのハウジングの
基準点を通過する時を検出する磁気ピツクアツプ
を有するものがある。また、ジヤイロロータ回転
の検出に用いられる光学ピツクアツプを使用する
ことができる。ピツクオフ10からの信号は増幅
器12に送られ、増幅器12からの出力はフイル
タ13で調整される。フイルタ13からの出力は
ジヤイロロータ8の回転数に等しい周波数を有す
る正弦波信号である。フイルタにかけられた信号
はリミツタ14の入力に接続される。リミツタ1
4は正弦波をクリツプして、一定の振幅を有する
これに相当する角波信号を発生して位相検出器1
6に第1入力を与える。この位相検出器16はジ
ヤイロピツクオフ10からの信号と、後述するジ
ヤイロモータの励磁信号の導関数間の位相差を検
出する。
周波数源18は、通常1.6kHz台の正弦波信号を
発生し、この信号はフリツプフロツフ20により
4線2相信号に変換される。
フリツプフロツフ20の4線出力からのリード
の1つ21は割算回路22に入力を与える。基準
位置を有する信号は、かくして、リード21上の
ジヤイロ励磁周波数を、因数2(通常)で割つて
得られる。比較器24は前記割算で得られた信号
に一定の振幅を保証し、位相検出器16に基準入
力(第2入力)を与える。位相検出器16の出力
はフイルタ26による調整をうけてカウントダウ
ンした励磁周波数とジヤイロロータ周波数変調信
号間の位相差を表わすDC信号が得られるジヤイ
ロモータ励磁回転領域とジヤイロモータ上の特定
の固定点間の回転位置の差を表わすのは、このフ
イルタ26の出力部におけるDC信号である。
比較器28の第1入力はフイルタ26の出力部
に接続される。比較器そのものはウインドコンパ
レータとしても知られている従来のレベル検出回
路であり、この回路は位相検出器16からのフイ
ルタされた出力がジヤイロ回転励磁領域とジヤイ
ロロータ上の固定点間の所望の回転位置の差に対
応する特定の位相領域(ウインド)内にあるかど
うかを判定する。比較器28はその出力をAND
ゲート30の第1入力に接続し、ANDゲート3
0の出力32は後で詳述するように、駆動ジヤイ
ロモータ58の励磁を制御するパルス発生器34
に接続される。位相ウインドコンパレータ28の
第2入力36はスイツチ40の出力によつて与え
られる。スイツチ40の入力42はフイルタ26
の出力と平行して接続される。スイツチ40は始
動後瞬時閉鎖し、この時ジヤイロロータ8はジヤ
イロモータ励磁に対して予め選択した位相関係を
とる。スイツチ40は演算増幅器より成り、従来
のヒステリシス回路として機能して、位相検出器
16からの出力が負の時は必らず比較器28を作
動させる。比較器28は、位相検出器16からの
出力が正方向から位相領域(ウインド)に近づく
と、スイツチ40によつて開放される。スイツチ
40は2つのジヤイロが互いの近接を干渉し合う
位置に配された場合にのみ必要で、モータ励磁振
動がモータ回転数の2倍であるために生ずる180
度の象限不明を除去するのに必要となる。
ANDゲート30の第2入力は割算器45から
の出力を運ぶリード44に沿つて生じる。割算器
45はその入力を動力源18に接続しANDゲー
ト30を介してパルス発生器34のタイミングイ
ンタバルを作るよう機能する。通常、割算器45
からの出力は1個のPPS信号である。ANDゲー
ト30からの出力は、位相検出器16からのフイ
ルタされた出力が比較器28の予め選択された領
域(ウインド)からはずれた時ロジツク1とな
る。本発明の代表的な実施例においてはウインド
はその上限を+5°にその下限を−5°定める。ロー
タ信号の位相およびカウントダウンモータ励磁が
±5°の限度外の位相検出器出力を与える限り、割
算器45からの信号のおよそ1PPSに1つの割合
でトリガパルスがパルス発生器34に与えられ
る。パルス発生器34はそれから出力46に制限
パルス巾の負を発生し、スタンダード54LSOOチ
ツプのような従来のチツプの上に設けた4ゲート
構成48のコントロール入力部に送る。4ゲート
構成48からリード50を介して出される出力は
パルス発生器34からのパルスの持続期間中は、
モータ56の励磁を解く。上記のパルス巾は、モ
ータ56が再び励磁される前に、モータのロータ
が回転モータ励磁領域の方向へわづかにスリツプ
するような値にしておく。モータ56を再び励磁
するとモータロータの中に新しい磁極が生じる。
通常、モータロータの各パルス毎のスリツプ量は
8°である。
信号インバータ60の入力部58はパルス発生
器34の出力部46に接続される。インバータ6
0の出力部からは正のパルスを出して4ゲート式
NPNトランジスタ62のベース部に与える。4
ゲート式NPNトランジスタ62はトランジスタ
コレクタ66,68,70,72を介してジヤイ
ロモータ56に4線2相の電気的負荷を与える。
ジヤイロモータ56は励磁が解かれている間発電
機として働く。トランジスタ62はエミツタにて
図中64で示すように共同接地している。言い換
えると、この間に、モータの脱磁期間にモータス
リツプをおこす際、ジヤイロモータ56の軸受摩
擦を助長するジヤイロモータ56のダイナミツク
制動がおこなわれるのである。
本発明の作用について述べる。ジヤイロモータ
56の始動しある任意の位相で同期し、その後、
位相検出器16からの信号の正の方向から比較器
28のウインド領域に入るまで、例えば前記の8°
といつたわづかな増分だけスリツプをおこす。位
相検出器16の出力レベルが例えば前記の±5°の
ウインド内に入ると、比較器28からの出力は低
論理値となり、パルス発生器34はパルスの発生
を停止する。2相4線信号をリード50からリー
ド52に通す4ゲート構成48はオンし続け、パ
ワーアンプ54は4ゲート構成48からの電流を
ジヤイロモータ56へ昇圧する。ここでモータ5
6はロータ8とモータ56の回転励磁領域間に確
立された位相関係によつてロツクされる。
本発明はここに図示されここに記述されたもの
だけに限られるものではなく、当業者が考えうる
修正も含むものである。
【図面の簡単な説明】
図面はジヤイロオートフエイズシステムの1実
施例のブロツク図である。 8……ジヤイロロータ、10……ジヤイロピツ
クオフ、12……増幅器、13,26……フイル
タ、14……リミツタ、16……位相検出器、1
8……周波数源、20……フリツプフロツプ、2
1,44,50……リード、22……割算回路、
24,28……比較器、30……ANDゲート、
32,46……出力、34……パルス発生器、3
6,42……入力、40……スイツチ、45……
割算器、48……4ゲート構成、54……パワー
アンプ、56……駆動ジヤイロモータ、58……
入力部、60……信号インバータ、62……4ゲ
ート式NPNトランジスタ、66,68,70,
72……トランジスタコレクタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ジヤイロの基準位置を決定し、ジヤイロ駆動
    モータを励起する励磁磁界を発生し、前記基準位
    置と前記励磁磁界間の位相を検出し、所定の位相
    領域が所定の極性から近付く時にのみ、この所定
    の位相領域と検出した位相とを比較し、前記検出
    した位相が前記所定の位相領域外にあるときに励
    磁磁界によるジヤイロモータの励起を禁止して、
    前記検出した位相が前記所定の位相領域に入るま
    でジヤイロモータをスリツプさせることにより相
    互に近接して配置される二つのジヤイロの相互干
    渉による位相変動を減少するようにしたジヤイロ
    スコープの自動位相調整方法。 2 ジヤイロロータと、該ロータの基準位置を決
    定する基準位置検出手段と、ジヤイロ駆動モータ
    に励磁磁界を発生する磁界発生手段と、入力側に
    おいて前記基準位置検出手段と磁界発生手段とに
    接続され、前記ロータ基準位置と前記励磁磁界と
    の位相差を検出する位相差検出手段と、該位相差
    検出手段の出力側に接続された第一の入力と、前
    記検出手段の出力側に入力を接続されたスイツチ
    手段の出力側に接続された第二の入力を有し、前
    記検出手段から出力される位相差が第一の極性で
    あるときに作動し、前記検出手段から出力される
    位相差が前記第一の極性と逆の第二極性から所定
    の位相領域に近付くときに前記スイツチ手段によ
    り非動作状態とされて相互に近接して配置される
    二つのジヤイロの相互干渉によつて生じる位相差
    を除去する比較手段と、前記磁界発生手段の出力
    側と前記ジヤイロモータ間に接続され、前記比較
    手段の出力に接続された入力を有し、検出された
    位相差が所定の位相領域外にある時に、前記磁界
    発生手段より前記ジヤイロモータへの駆動力伝達
    を禁止して、前記位相差が前記所定の位相領域に
    入るまでの間ジヤイロモータにスリツプさせるよ
    うにして、ロータの基準位置をジヤイロ駆動モー
    タの励磁磁界に対して一定の位相関係に設定し
    て、近接して配置された二つのジヤイロ間の相互
    干渉による位相差発生を防止するようにしたこと
    を特徴とするジヤイロスコープの自動位相調整装
    置。
JP6231481A 1980-05-01 1981-04-24 Gyroscope automatic phase regulator and gyrodrift control Granted JPS571910A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/145,517 US4351194A (en) 1980-05-01 1980-05-01 Gyro autophase system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS571910A JPS571910A (en) 1982-01-07
JPH0330804B2 true JPH0330804B2 (ja) 1991-05-01

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ID=22513463

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6231481A Granted JPS571910A (en) 1980-05-01 1981-04-24 Gyroscope automatic phase regulator and gyrodrift control

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US (1) US4351194A (ja)
JP (1) JPS571910A (ja)
AU (1) AU539419B2 (ja)
CA (1) CA1147037A (ja)
DE (1) DE3111521A1 (ja)
FR (1) FR2481795A1 (ja)
IL (1) IL62398A (ja)
NO (1) NO156667C (ja)
SE (1) SE453535B (ja)

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