JPH06174473A - Automatic return device for gyrocompass - Google Patents

Automatic return device for gyrocompass

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Publication number
JPH06174473A
JPH06174473A JP32935092A JP32935092A JPH06174473A JP H06174473 A JPH06174473 A JP H06174473A JP 32935092 A JP32935092 A JP 32935092A JP 32935092 A JP32935092 A JP 32935092A JP H06174473 A JPH06174473 A JP H06174473A
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JP
Japan
Prior art keywords
gyro
tilt angle
circuit
spin axis
inclination angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP32935092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirokuni Sasaki
寛訓 笹木
Naoshi Shinohara
直志 篠原
Hirotoshi Miyamoto
弘敏 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP32935092A priority Critical patent/JPH06174473A/en
Publication of JPH06174473A publication Critical patent/JPH06174473A/en
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Abstract

PURPOSE:To recover the inclination of a gyro-spin shaft exceeding the allowable value by providing a control means compensating the delay of a tilt angle detector and the like. CONSTITUTION:A hysteresis circuit 58 and a timer circuit 59 are added to a control circuit to compensate the output delay of a tilt angle detector 45. The output of an amplifying circuit 54 is inputted to a gain adjusting circuit 57 and the hysteresis circuit 58. When the tilt angle beta exceeds the maximum tilt angle betamax, for example, the switching signal is outputted to a selector switch SWI after the preset time set in the timer circuit 59 in advance, e.g. 0.5sec, elapses, conducting contacts (a), (b) are cut off, contacts (c), (d) are conducted, and the horizontal plane torque is applied by a servo motor 42 in the direction to move the gyro-spin shaft near the horizontal plane based on the tilt angle signal adjusted by the gain adjusting circuit 57 in the tilt angle control.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、船舶などに備えられる
ジャイロコンパスに好適に実施することができる自動復
帰装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic return device which can be suitably applied to a gyro compass provided in a ship or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ジャイロコンパスには高速で回
転駆動されるジャイロが備えられ、このジャイロは、外
部から力を受けない限り地球の自転に関係なく同一方向
を向き続け、またジャイロに対して外部から力を加える
と、その力に対して直角方向に旋回する性質、すなわち
歳差運動を有している。したがってジャイロコンパス
は、これらの2つの性質を利用して、ジャイロスピン軸
の指北静定を可能にしている。
2. Description of the Related Art Generally, a gyro compass is equipped with a gyro that is driven to rotate at a high speed. The gyro continues to face in the same direction regardless of the rotation of the earth unless it receives a force from the outside. When a force is applied from the outside, it has a property of turning in a direction perpendicular to the force, that is, a precession motion. Therefore, the gyro compass makes use of these two properties and enables the finger north settling of the gyro spin axis.

【0003】図1は、典型的な先行技術を説明するため
のジャイロコンパス30の斜視図である。高速で回転駆
動する図示しないジャイロが収納されたジャイロケース
31は、垂直枠32の頂部32aから懸吊線33によっ
て垂下されるとともに、ジャイロケース31の垂直軸Z
まわりに回転自在に垂直枠32の上部32bおよび下部
32cによって軸支される。前記垂直枠32は、垂直軸
Zに直交する水平軸Yを介して、この垂直枠32の外側
の水平枠35に軸支され、さらに前記水平枠35は水平
軸Yに直交するジャイロスピン軸Xを介して水平枠35
の外側の追従枠37に軸支される。したがって前記ジャ
イロは、垂直軸Z、水平軸YおよびジャイロスピンXに
関して3軸の自由度を有している。またジャイロケース
31の外部に設けられる基準面2aに対して垂直枠32
の外側には、ジャイロケース31の垂直軸Zまわりの回
転角αを検出する追従センサ44が設けられ、この追従
センサ44によって検出された回転角αに応じて追従サ
ーボモータ42が制御され、この追従サーボモータ42
の回転は減速歯車43,41に伝達されて、追従枠37
にはその回転力が伝達される。
FIG. 1 is a perspective view of a gyro compass 30 for explaining a typical prior art. The gyro case 31, which accommodates a gyro (not shown) that is rotationally driven at a high speed, is hung from a top portion 32a of the vertical frame 32 by a suspension wire 33, and a vertical axis Z of the gyro case 31.
The vertical frame 32 is rotatably supported by an upper portion 32b and a lower portion 32c of the vertical frame 32. The vertical frame 32 is axially supported by a horizontal frame 35 outside the vertical frame 32 via a horizontal axis Y orthogonal to the vertical axis Z, and the horizontal frame 35 further has a gyro spin axis X orthogonal to the horizontal axis Y. Through horizontal frame 35
Is rotatably supported by the follower frame 37 on the outer side of. Therefore, the gyro has three degrees of freedom with respect to the vertical axis Z, the horizontal axis Y, and the gyro spin X. Further, a vertical frame 32 is provided with respect to the reference surface 2a provided outside the gyro case 31.
A follow-up sensor 44 for detecting a rotation angle α of the gyro case 31 about the vertical axis Z is provided outside the, and the follow-up servomotor 42 is controlled according to the rotation angle α detected by the follow-up sensor 44. Following servo motor 42
Is transmitted to the reduction gears 43, 41, and the follower frame 37
The rotational force is transmitted to.

【0004】このようなジャイロコンパス30は、追従
センサ44がジャイロケース31の垂直軸Zまわりの回
転角αを検出すると、追従サーボモータ42を動作させ
て垂直枠30が形成する鉛直平面とジャイロスピン軸X
とが常に直交するように制御される。追従センサ44か
ら出力される回転角αは、追従サーボモータ42に入力
され、この追従サーボモータ42からの回転で支持機構
を回転させる。この動作が繰返し行われて、垂直枠32
とジャイロスピン軸Xとが直交するように制御される。
In such a gyro compass 30, when the follow-up sensor 44 detects the rotation angle α of the gyro case 31 about the vertical axis Z, the follow-up servomotor 42 is operated to operate the vertical plane formed by the vertical frame 30 and the gyro spin. Axis X
And are controlled so that they are always orthogonal. The rotation angle α output from the tracking sensor 44 is input to the tracking servo motor 42, and the support mechanism is rotated by the rotation from the tracking servo motor 42. This operation is repeated until the vertical frame 32
And the gyro spin axis X are controlled so as to be orthogonal to each other.

【0005】このようにして、ジャイロスピン軸Xが指
北静定している状態で、水平面内で制御能力を超えるト
ルクがたとえば停電時の船のヨーイング、仕様値以上の
旋回速度などの原因によって作用して追従サーボモータ
42が追従できなくなると、ジャイロの方向保持性によ
って垂直枠32とジャイロケース31との間には相対的
なねじれが生じ、水平面内にトルクが発生する。このよ
うなトルクがジャイロスピン軸Xの回転力と合成され、
ジャイロスピン軸Xを水平面に対して傾斜させる。この
傾斜角βが許容値を超えると、前記傾斜角βをゼロに戻
すには水平面内に作用したトルクと逆方向のトルクを与
える必要がある。
In this way, when the gyro spin axis X is fixed in the north direction, the torque exceeding the control capability in the horizontal plane is caused by the yawing of the ship at the time of power failure, the turning speed exceeding the specified value, or the like. When the following servo motor 42 is unable to follow due to the action, relative twisting occurs between the vertical frame 32 and the gyro case 31 due to the gyro's directional holding property, and torque is generated in the horizontal plane. Such torque is combined with the rotational force of the gyro spin axis X,
The gyro spin axis X is tilted with respect to the horizontal plane. When the inclination angle β exceeds the allowable value, it is necessary to give a torque in the opposite direction to the torque acting in the horizontal plane in order to return the inclination angle β to zero.

【0006】このように水平面内にトルクを与える先行
技術としては、たとえば特開昭59−163509(特
願昭58−38691)および特公昭59−16350
9(特開昭52−95256)がある。
[0006] As the prior art for applying the torque in the horizontal plane as described above, for example, JP-A-59-163509 (Japanese Patent Application No. 58-38691) and JP-B-59-16350.
9 (JP-A-52-95256).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】通常の作動状態で、何
らかの外的要因、たとえば停電時に船がヨーイングした
り船がジャイロコンパス追従速度以上の速度で旋回する
などによって水平面内トルクが作用しジャイロスピン軸
の傾斜角βが許容値を超えると、ジャイロスピン軸Xが
水平面に一致するように傾斜角βを修正することができ
なくなり、その結果、ジャイロコンパス30は本来の指
北静定機能を失ってしまうという問題がある。
In a normal operating state, some external factors such as yawing of a ship during a power failure or turning of the ship at a speed higher than the gyro compass tracking speed causes torque in the horizontal plane to act on the gyro spin. When the tilt angle β of the axis exceeds the allowable value, it becomes impossible to correct the tilt angle β so that the gyro spin axis X coincides with the horizontal plane, and as a result, the gyro compass 30 loses its original function of stabilizing the finger north. There is a problem that it will end up.

【0008】この問題に対する先行技術としては、微小
な傾斜角βを制御対象としたもので、βが大幅に大きく
なった場合の制御方法は明記されていない。傾斜角βを
検出する傾斜角検出器45の時定数による作動遅れを考
慮している先行技術もない。
As a prior art for this problem, a minute inclination angle β is controlled, and a control method when β is significantly increased is not specified. There is no prior art that considers the operation delay due to the time constant of the tilt angle detector 45 that detects the tilt angle β.

【0009】したがって本発明の目的は、ジャイロスピ
ン軸が許容値を超えて傾斜しても、ジャイロスピン軸の
傾きを指北静定状態に戻すように制御して、ジャイロコ
ンパスに本来の指北静定機能を回復させるようにしたジ
ャイロコンパスの自動復帰装置を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to control the tilt of the gyro spin axis to return to the finger north static state even if the gyro spin axis tilts beyond an allowable value, and to control the original finger north to the gyro compass. An object is to provide an automatic restoration device for a gyro compass that restores the static stabilizing function.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、高速で回転駆
動されるジャイロにそのジャイロスピン軸を含む鉛直面
内で電気的にトルクを与え、前記ジャイロを水平方向に
歳差運動させてその歳差運動を検出し、ジャイロ支持機
構を追従サーボモータを介して旋回させて前記ジャイロ
スピン軸を指北静定させるジャイロコンパスにおいて、
前記ジャイロスピン軸の傾斜角を検出する傾斜角検出器
を設け、この傾斜角検出器によって検出されたジャイロ
スピン軸の傾斜角が予め定める角度を超えたとき、その
傾斜角に応じて、前記ジャイロスピン軸が水平面に近接
する方向に水平面内トルクを前記追従サーボモータで与
えるようにした制御回路にヒステリシス回路、タイマ回
路を追加し、傾斜角検出器等の出力遅れを補償した制御
手段を設けることを特徴とするジャイロコンパスの自動
復帰装置である。
According to the present invention, a gyro that is rotationally driven at high speed is electrically torqued in a vertical plane including the gyro spin axis, and the gyro is precessed in the horizontal direction. In a gyro compass that detects a precession movement and turns the gyro support mechanism through a tracking servo motor to set the gyro spin axis to the north.
An inclination angle detector for detecting the inclination angle of the gyro spin axis is provided, and when the inclination angle of the gyro spin axis detected by the inclination angle detector exceeds a predetermined angle, the gyro is determined according to the inclination angle. A hysteresis circuit and a timer circuit are added to the control circuit that applies the in-horizontal torque in the direction in which the spin axis approaches the horizontal plane, and a control means that compensates for the output delay of the tilt angle detector is provided. An automatic restoration device for a gyrocompass.

【0011】[0011]

【作用】本発明に従えば、傾斜角検出器によって検出さ
れる傾斜角が予め定める角度を超えたとき、ジャイロス
ピン軸が水平面に近接する方向に水平面内トルクを与え
るように追従サーボモータが制御される。何らかの原因
でジャイロスピン軸が許容値を大幅に超えて傾斜した場
合、すなわちジャイロコンパスが本来の指北静定機能を
喪失した場合、その状態を自動的に検知修正し、ジャイ
ロコンパス本来の機能を回復できる。
According to the present invention, when the tilt angle detected by the tilt angle detector exceeds a predetermined angle, the tracking servomotor is controlled so as to give a torque in the horizontal plane in the direction in which the gyro spin axis approaches the horizontal plane. To be done. If for some reason the gyro spin axis tilts significantly beyond the allowable value, that is, if the gyro compass loses its original function of stabilizing the finger north, the state is automatically detected and corrected, and the original function of the gyro compass is restored. I can recover.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明が実施されるジャイロコンパ
ス30を示す斜視図である。矢符A方向に高速で回転駆
動されるジャイロ(図示せず)が内蔵されたジャイロケ
ース31は垂直枠32に懸吊線33によって吊下げら
れ、垂直枠32は一対のピン34によってY軸まわりに
回動自在に水平枠35に連結される。この水平枠35
は、一対のピン36によってX軸まわりに回動自在に追
従枠37に連結され、追従枠37は上下一対のピン38
によってZ軸まわりに回動自在に支持部材39,40に
連結される。
1 is a perspective view showing a gyro compass 30 in which the present invention is implemented. A gyro case 31 incorporating a gyro (not shown) that is driven to rotate at a high speed in the direction of arrow A is suspended by a suspension wire 33 on a vertical frame 32, and the vertical frame 32 is rotated around the Y axis by a pair of pins 34. It is rotatably connected to the horizontal frame 35. This horizontal frame 35
Is rotatably connected to the follow-up frame 37 by a pair of pins 36 about the X-axis, and the follow-up frame 37 is a pair of upper and lower pins 38.
Is rotatably connected to the support members 39 and 40 about the Z axis.

【0013】前記ピン38のうち下方のピンには、同軸
に減速用歯車41が固定され、この歯車41には追従サ
ーボモータ42の出力軸に固定された歯車43が噛合す
る。このような追従サーボモータ42を設けることによ
って、垂直軸であるZ軸のたとえば矢符B方向へのねじ
りトルクは歯車41の矢符C方向への回転によって解消
することができる。ジャイロスピン軸Xおよび水平軸Y
は、ピン34,36によって回動自在に支持されている
ため、自由度が確保されているけれども、垂直軸Zの自
由度は、ジャイロケース31を垂下している懸吊線33
がねじれず追従センサ44の検出信号が常にゼロになる
ように、追従サーボモータ42が追従枠37を旋回させ
ることによって保たれている。ところが、船の旋回速度
が追従サーボモータ42の追従速度を上まわった場合
や、あるいは船内の電源が停止してジャイロケース31
内のジャイロモータが慣性で回転している状態で船が旋
回し、その後に電源が投入した場合、前述したように、
ジャイロの方向保持性により垂直軸Zにたとえば矢符B
方向にねじりトルクが発生すると、ジャイロスピン軸X
の保持力V1と、垂直軸Zのねじりトルクによる力V2
との合力ΣVが上方(ねじりトルクが矢符B方向と反対
の場合は下方)に向けて発生し、ジャイロケース31が
転倒することになる。
A gear 41 for reduction is coaxially fixed to the lower pin of the pins 38, and a gear 43 fixed to the output shaft of the follow-up servomotor 42 meshes with the gear 41. By providing such a follow-up servomotor 42, the torsion torque of the vertical Z-axis, for example, in the arrow B direction can be canceled by rotating the gear 41 in the arrow C direction. Gyro spin axis X and horizontal axis Y
Is rotatably supported by pins 34 and 36, so that the degree of freedom is ensured, but the degree of freedom of the vertical axis Z depends on the suspension line 33 that suspends the gyro case 31.
Is not twisted and the detection signal of the follow-up sensor 44 is always zero, which is maintained by the follow-up servo motor 42 turning the follow-up frame 37. However, when the turning speed of the ship exceeds the following speed of the tracking servo motor 42, or when the power supply inside the ship is stopped, the gyro case 31
When the ship turns while the gyro motor inside is rotating due to inertia and then the power is turned on, as described above,
Due to the gyro's ability to maintain direction, for example, the arrow B on the vertical axis Z
When a twisting torque is generated in the direction, the gyro spin axis X
Holding force V1 and force V2 due to the torsional torque of the vertical axis Z
The resultant force .SIGMA.V is generated upward (downward when the torsion torque is opposite to the arrow B direction), and the gyro case 31 falls.

【0014】図2は、本発明の一実施例の制御手段29
のブロック図である。正常な指北静定動作時において、
追従センサ44によって検出された前記回転角αは、増
幅回路48によって増幅され、リレー回路などによって
実現される切換スイッチSW1の端子aに与えられ、こ
の端子aは切換スイッチSW1のもう一方の端子bと導
通しかつ端子cと端子dとは遮断されている。前記増幅
回路48の出力が直流/交流変換回路49によってたと
えば60Hzの交流信号に変換され、駆動回路50によ
って駆動電力に増幅されて追従サーボモータ42を制御
する。
FIG. 2 shows a control means 29 according to an embodiment of the present invention.
It is a block diagram of. During normal finger north stillness movement,
The rotation angle α detected by the follow-up sensor 44 is amplified by the amplifier circuit 48 and given to the terminal a of the changeover switch SW1 realized by a relay circuit or the like, and this terminal a is the other terminal b of the changeover switch SW1. And the terminals c and d are cut off. The output of the amplifier circuit 48 is converted into an AC signal of, for example, 60 Hz by the DC / AC conversion circuit 49, and amplified by the drive circuit 50 to drive power to control the tracking servo motor 42.

【0015】追従サーボモータ42は、交流電源51か
らのたとえば100Vの駆動電力によって駆動される。
前記追従サーボモータ42の回転速度は、タコジェネレ
ータ52によって検出され、その出力は位相調整回路5
3に入力されて位相調整された後、再び駆動回路50に
フィードバックされる。このようにして追従センサ44
から出力される回転角αに対する追従サーボモータ42
の応答性の向上が図られている。
The follow-up servomotor 42 is driven by the driving power of 100V, for example, from the AC power supply 51.
The rotation speed of the tracking servomotor 42 is detected by the tachogenerator 52, and the output is detected by the phase adjusting circuit 5.
The signal is input to the circuit 3, the phase is adjusted, and the result is fed back to the drive circuit 50 again. In this way, the tracking sensor 44
Following servomotor 42 for rotation angle α output from
The responsiveness of is improved.

【0016】前記傾斜角検出器45によって検出された
傾斜角信号βは、増幅回路54に入力されて増幅され、
微分・比例回路55で傾斜角信号βの時間微分に比例し
たトルクを演算して加えられ、そのトルクの値が駆動回
路56で増幅され、切換スイッチSW2の端子a1に導
出される。正常な指北静定動作時、この端子a1が端子
b1と導通しかつ端子c1と端子d1とが遮断されるこ
とによって、トルクモータ46が駆動制御して、前記ジ
ャイロスピン軸Xを指北静定させる。
The tilt angle signal β detected by the tilt angle detector 45 is input to and amplified by the amplifier circuit 54,
A torque proportional to the time derivative of the tilt angle signal β is calculated and added by the differential / proportional circuit 55, and the value of the torque is amplified by the drive circuit 56 and led to the terminal a1 of the changeover switch SW2. At the time of normal operation, the torque motor 46 drives and controls the gyro spin axis X by moving the terminal a1 to the terminal b1 and disconnecting the terminals c1 and d1. To set.

【0017】前記増幅回路54の出力はまた、ゲイン調
整回路57に入力されるとともに、ヒステリシス回路5
8に入力される。このヒステリシス回路58では、目標
値として最大傾斜角βmaxがたとえば3°に設定され
ており、傾斜角βが最大傾斜角βmaxを超えると、タ
イマ回路59に予め設定された設定時間のたとえば0.
5秒経過後に前記切換スイッチSW1に切換信号を出力
して、導通していた接点a,bを遮断させるとともに、
接点c,dを導通させて、前記ゲイン調整回路57で調
整された傾斜角信号に基づいて、ジャイロスピン軸が水
平面に近接する方向に水平面内トルクをサーボモータ4
2により加える傾斜角制御に入る。これによって傾斜角
βは次第に減少し、ヒステリシス回路58に予め設定さ
れる最小傾斜角βmin以下になると、傾斜角βによる
サーボモータ42の制御を停止させる。しかしながら、
垂直枠は、振子運動を続け逆方向に傾斜する。傾斜角β
が逆方向のβmaxを超えると再びタイマ回路59が作
動し、設定時間経過後、傾斜角制御に入る。
The output of the amplifier circuit 54 is also input to the gain adjusting circuit 57 and the hysteresis circuit 5
8 is input. In this hysteresis circuit 58, the maximum inclination angle βmax is set to, for example, 3 ° as a target value, and when the inclination angle β exceeds the maximum inclination angle βmax, the preset time set in the timer circuit 59 is, for example, 0.
After a lapse of 5 seconds, a changeover signal is output to the changeover switch SW1 to cut off the contacts a and b which are in conduction, and
By making the contacts c and d conductive, and based on the tilt angle signal adjusted by the gain adjusting circuit 57, a torque in the horizontal plane is applied to the servo motor 4 in the direction in which the gyro spin axis approaches the horizontal plane.
The tilt angle control applied by 2 is started. As a result, the inclination angle β gradually decreases, and when the inclination angle β becomes equal to or smaller than the minimum inclination angle βmin preset in the hysteresis circuit 58, the control of the servo motor 42 by the inclination angle β is stopped. However,
The vertical frame continues the pendulum motion and tilts in the opposite direction. Inclination angle β
When exceeds βmax in the reverse direction, the timer circuit 59 is activated again, and after the set time has elapsed, the tilt angle control is started.

【0018】図3は垂直枠32の実際傾斜角βacの動
きを示す波形図であり、図4は傾斜角検出器45によっ
て検出された傾斜角信号βの変化を示す波形図である。
垂直枠32の実際傾斜角βacが最大傾斜角βmaxを
超えた時刻t1から傾斜角検出器の作動遅れT0のため
に時刻t2でβmaxを検出すると、タイマ回路59が
作動して、たとえばW0=0.5秒後の時刻t3で傾斜
角βに基づく追従サーボモータ42の制御が開始され、
この制御は傾斜角βが最小傾斜角βminになる時刻t
4まで行われる。
FIG. 3 is a waveform diagram showing the movement of the actual inclination angle βac of the vertical frame 32, and FIG. 4 is a waveform diagram showing the change of the inclination angle signal β detected by the inclination angle detector 45.
When βmax is detected at time t2 due to the operation delay T0 of the tilt angle detector from time t1 when the actual tilt angle βac of the vertical frame 32 exceeds the maximum tilt angle βmax, the timer circuit 59 operates and, for example, W0 = 0. Control of the tracking servomotor 42 based on the inclination angle β is started at time t3 after 5 seconds,
This control is performed at time t when the inclination angle β becomes the minimum inclination angle βmin.
Up to 4.

【0019】このようにして減衰しながら垂直枠32が
逆位相の振幅に移り、時刻t5で再び最大傾斜角−βm
axを超えると、タイマ回路59が作動し、W0=0.
5秒後の時刻t6で傾斜角信号βに基づいて追従サーボ
モータ42が制御され、垂直枠32は強制的に振幅が小
さくなる方向、すなわち傾斜角βがゼロになる方向に制
御される。
In this way, the vertical frame 32 shifts to the amplitude of the opposite phase while attenuating, and at time t5, the maximum inclination angle -βm again.
When it exceeds ax, the timer circuit 59 operates and W0 = 0.
Five seconds later, at time t6, the tracking servomotor 42 is controlled based on the tilt angle signal β, and the vertical frame 32 is controlled in a direction in which the amplitude is forcibly reduced, that is, the tilt angle β becomes zero.

【0020】このようにして垂直枠32の振幅が短時間
で小さく減衰し、時刻t7で最小傾斜角−βminに達
するとサーボモータ42は回転角αによる制御に切換え
られる。このようにして垂直枠32の振動が次第に減衰
される。最大傾斜角βmaxを超えてから最小傾斜角β
minに達するまでのこの間の経過時間がタイマ回路5
9の設定時間よりも短くなるとか、あるいは時刻t13
以降のようにβacがβmaxを超えない場合、切換ス
イッチSW1のスイッチング態様は切換えられず、した
がって傾斜角βによる制御は行われず、回転角αによる
制御だけが行われる。垂直枠32の振動は自由減衰によ
って振幅が減少していく。
In this way, the amplitude of the vertical frame 32 is attenuated to a small extent in a short time, and when the minimum tilt angle -βmin is reached at time t7, the servo motor 42 is switched to control by the rotation angle α. In this way, the vibration of the vertical frame 32 is gradually attenuated. Minimum tilt angle β after exceeding maximum tilt angle βmax
Timer circuit 5 has elapsed time until it reaches min
It becomes shorter than the set time of 9 or time t13
When βac does not exceed βmax as described below, the switching mode of the changeover switch SW1 is not switched, and therefore the control by the tilt angle β is not performed, but only the control by the rotation angle α is performed. The vibration of the vertical frame 32 decreases in amplitude due to free damping.

【0021】以上のようにして検出器45の傾斜角信号
βが最大傾斜角βmax,−βmaxを超えたとき、タ
イマを作動させて予め定める設定時間、本実施例では
0.5秒経過後に回転角αによる制御から傾斜角βによ
る制御に切換え、次いで、信号がβmin,−βmin
以下で回転角αによる制御に切換える。
As described above, when the tilt angle signal β of the detector 45 exceeds the maximum tilt angles βmax, -βmax, the timer is operated to rotate after a predetermined set time, in this embodiment, 0.5 seconds. The control by the angle α is switched to the control by the inclination angle β, and then the signals are βmin and −βmin.
The control is switched to the rotation angle α below.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、傾斜角検
出器の検出遅れをヒステリシス回路、タイマ回路により
補償し、従来技術では不可能であった大きな傾斜角から
ジャイロスピン軸を自動的に水平面に近接させることが
できるようになる。その結果、何らかの原因でジャイロ
スピン軸が許容値を大幅に超えて傾斜した場合、すなわ
ちジャイロコンパスが本来の指北静定機能を喪失した場
合、その状態を自動的に検知中点修正し、ジャイロコン
パス本来の機能を回復できる。
As described above, according to the present invention, the detection delay of the tilt angle detector is compensated by the hysteresis circuit and the timer circuit, and the gyro spin axis is automatically adjusted from a large tilt angle which is impossible in the conventional technique. It will be possible to get close to the horizontal plane. As a result, if for some reason the gyro spin axis tilts significantly above the allowable value, that is, if the gyro compass loses its original function of stabilizing the finger north, it automatically detects that condition and corrects the gyroscope. The original function of the compass can be restored.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明が実施されるジャイロコンパス30を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a gyro compass 30 in which the present invention is implemented.

【図2】本発明の一実施例の制御手段29のブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram of control means 29 according to an embodiment of the present invention.

【図3】垂直枠32の振幅を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing the amplitude of a vertical frame 32.

【図4】傾斜角検出器45によって検出された傾斜角信
号βの時間変化を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing a time change of a tilt angle signal β detected by a tilt angle detector 45.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

29 制御手段 30 ジャイロコンパス 31 ジャイロケース 32 垂直枠 35 水平枠 37 追従枠 42 追従サーボモータ 44 追従センサ 45 傾斜角検出器 46 トルクモータ 57 ゲイン調整回路 58 ヒステリシス回路 59 タイマ回路 SW1,SW2 切換スイッチ α 回転角 β 傾斜角 29 Control Means 30 Gyro Compass 31 Gyro Case 32 Vertical Frame 35 Horizontal Frame 37 Tracking Frame 42 Tracking Servo Motor 44 Tracking Sensor 45 Tilt Angle Detector 46 Torque Motor 57 Gain Adjustment Circuit 58 Hysteresis Circuit 59 Timer Circuit SW1, SW2 Change Switch α Rotation Angle β Tilt angle

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高速で回転駆動されるジャイロにそのジ
ャイロスピン軸を含む鉛直面内で電気的にトルクを与
え、前記ジャイロを水平方向に歳差運動させてその歳差
運動を検出し、ジャイロ支持機構を追従サーボモータを
介して旋回させて前記ジャイロスピン軸を指北静定させ
るジャイロコンパスにおいて、 前記ジャイロスピン軸の傾斜角を検出する傾斜角検出器
を設け、この傾斜角検出器によって検出されたジャイロ
スピン軸の傾斜角が予め定める角度を超えたとき、その
傾斜角に応じて、前記ジャイロスピン軸が水平面に近接
する方向に水平面内トルクを前記追従サーボモータで与
えるようにした制御回路にヒステリシス回路、タイマ回
路を追加し、傾斜角検出器等の出力遅れを補償した制御
手段を設けることを特徴とするジャイロコンパスの自動
復帰装置。
1. A gyro that is rotationally driven at high speed is electrically given a torque within a vertical plane including the gyro spin axis, and the gyro is precessed in a horizontal direction to detect the precession. In a gyro compass in which a support mechanism is swung via a tracking servo motor to set the gyro spin axis in the north direction, an inclination angle detector for detecting the inclination angle of the gyro spin axis is provided and detected by the inclination angle detector. When the tilt angle of the gyro spin axis exceeds a predetermined angle, a control circuit configured to give a torque in the horizontal plane to the tracking servo motor in a direction in which the gyro spin axis approaches the horizontal plane according to the tilt angle. A gyro controller characterized by adding a hysteresis circuit and a timer circuit to the control means for compensating the output delay of the tilt angle detector and the like. Scan automatic return device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018523612A (en) * 2015-08-14 2018-08-23 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Stabilizer for motorcycles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018523612A (en) * 2015-08-14 2018-08-23 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Stabilizer for motorcycles
US10549800B2 (en) 2015-08-14 2020-02-04 Robert Bosch Gmbh Stabilization apparatus for a two-wheeled vehicle

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