JPS60190808A - ジヤイロ基準儀におけるシンクロ角度信号修正方法及びその装置 - Google Patents

ジヤイロ基準儀におけるシンクロ角度信号修正方法及びその装置

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JPS60190808A
JPS60190808A JP4539184A JP4539184A JPS60190808A JP S60190808 A JPS60190808 A JP S60190808A JP 4539184 A JP4539184 A JP 4539184A JP 4539184 A JP4539184 A JP 4539184A JP S60190808 A JPS60190808 A JP S60190808A
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synchro
gimbal
transmitter
magnetic field
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JP4539184A
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Yoichi Hirokawa
広川 洋一
Tsurashi Yamamoto
山本 貫志
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Tokyo Keiki Inc
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Tokyo Keiki Co Ltd
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Publication date
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    • 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
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 投軛分−野− この発明は、航空機や船舶等の航行体の方位や姿勢を高
精度で検出するジャイロ基i(Q儀に関し、特に、その
プラットホームを支持するシンバル機構の各自由回転軸
に装着さJしたシンクロ角度発信器から出力されるシン
クロ角度口53の誤差を修正する方法及びその装置に関
する。
に敦皮揺 一般に、航行体の方位や姿勢の基準信号はジャイロコン
パスや慣性航法装置から得ており、これらの装置にはジ
ャイロ基準儀が使われている。
ジャイロ基準儀は、ジャイロ及び加速度計よりなるセン
サ群によって常に水平に安定制御されるブラシ1へホー
ムをシンバル機構によって航行体の機体に対して回動自
在に支持し、そのジンバル機構の各自由回転軸であるシ
ンバル軸にシンクロ角度発信器を数個けてあり、そのシ
ンクロ角度発信器からジンバル支持部とジンバル軸との
相対回転角度、すなわちプラットホームと機体とのなす
角度に応じたシンクロ角度信号を出力する。
したがって、航行体の方位や姿勢角度等を高精度で検出
するには、このジャイロ基準儀によるシンクロ角度信号
を精度よく取出すことが必要である。
しかしながら、実際には航行体がその運動によって傾斜
すると、それに伴ってブラシ1−ホーム及びセンサ群の
重量により機体の傾斜面に沿った横方向の力が作用し、
ジンバル支持部や防振機構等に微小なたわみや歪が生じ
る。
そのため、水平なプラットホームを基準として発生され
るシンクロ角度信号にも微小な誤差が付加されることに
なる。
現在、一般に使用されている各種のジャイロ基準儀は、
そのジンバル支持部に防振機構や耐衝撃機構を含んでい
て構造が複雑なため、このような支持部のたわみや歪に
よる誤差が発生しやすい。
旦−煎 この発明は、このようなジャイロ基準儀におけるシンク
ロ角度信号の誤差を修正し、プラットホームを基準とす
る航行体の方位及び姿勢角度を高精度で検出できるよう
にすることを目的とする。
W−爪 そのため、この発明は上述のようなジャイロ基準儀にお
いて、シンクロ角度発信器の出力信号を。
そのシンクロ角度発信器の一次励磁巻−線のつくる磁界
に直交する磁界を発生させる補償巻線にフィードバック
することにより、ジンバル機構の支持部のたわみ等によ
るシンクロ角度信号のに(差を修正する方法及びその装
置を提供するものである。
月I 以下、この発明の詳細な説明するが、先ず第1図〜第4
図によって、この発明によるシンクロ角度信号の誤差修
正方法及びその装置の基本的な説明を行なう。
第1図は、この発明を実施すべき1軸のジャイロ基準儀
を簡略化して示す。
1はプラットホームで、ジャイロ及び加速度計よりなる
センサ群2を載置しており、それらによって傾斜角と加
速度が検出されて、常に水平に安定制御さJし、シンバ
ル機構乙によって航行体の機体4に対して回転自在に支
持されている。
このシンバル機構3は、機体4に固定されたジンバル支
持部6aと、プラットホーム1に固定されてこのシンバ
ル支持部6aに回転自在に貫通支持された自由回4云軸
であるシ゛ンバルIIql+ 3 bとからなり、この
ジンバル軸3bにシンクロ角度発信器5のロータが固着
され、そのステータはジンバル支持部3aに固定されて
いる。
このシンクロ角度発信器5のステータとロータはケータ
内に相対回転可能に設けられ、第2図にはその巻線のみ
を示すか、ロータ5rには交流電源6によって端子R1
,R2間に一次電圧を印加される一次励磁巻−線1と、
その−次励磁巻線がつくる磁界に直交する磁界を発生さ
せる補償巻線L2とが巻かれている。
一方、ステータ5sには互いに120度の関係でスター
接続された3個の2次出力巻線L3+L4+’L5が設
けられている。
そして、このロータ5rとステータ5Sとが相対回転す
ると、その回転角度Oに応じて、ステータ5sの各出力
巻線の端子S+ 、 S2.83の間にそれぞれシンク
ロ角度信号としての電圧が出力され、その3つの出力電
圧は周波数及び位相が同じ交流電圧であるが、その実効
値は回転角度0に対してお互いに120度ずれた正弦状
に変化する。
例えば、2次出力巻線L 3 + L Sの端子SI+
83間から出力される出力電圧(実効値)EOは、第6
図に示すように回転角Oが0度の時にはOVで、その回
転方向によって位相か反転する正弦状に変化し、回転角
Oが±90度の時かピークになる。この出力電圧IE 
Oを、第1図の機体4の傾斜角度Oを表わすシンクロ角
度信号として使用する。
したがって、第1図(Aiに示すように機体4か水平な
状態で出力電圧EOがOVとなるようにしておくと、同
図(13)に示すように機体4か角度0だ(プ傾斜した
時、シンクロ角度発信器5のステータ5sもロータ5r
に対して第2図に示すように角度Oだけ回転し、その回
転角に応じた出力電圧Eθか得られるはすである。
ところが、そのためにはシンバル支持部3aが、第1図
CB)に破線で示すように機体4の傾斜面4aに対して
常に垂直な状態を維持していなけれはならないか、実際
にはブラットホーl\1及びセンサ群2の重量等により
傾斜面4aにt9う方向の力が作用して、実線で示すよ
うにたわみを生じ、ジンバル支持部3aが微小角度εだ
け余分に傾いたような状態になってしまう。
そのため、シンクロ角度発信器5のステータ5sも第2
図に示すように角度εたけ余分に回転してしまい、その
角度fに相当する誤差電圧が加算された出力電圧EOか
発生することになる。
そこで、この発明によれば、シンクロ角度発信器5の出
力信号である電圧信号EOをロータ5rの補償巻線L2
にフィードバックすることによってこの誤差分を除去す
るのであり、そのため第2図の実施例では、ステータ5
Sの出力端子SI+83をインピーダンス変換器を兼ね
たアンプ8を介装したフィードバック回路7によって、
ロータ5rの補償巻線用入力端子Cl + C2に接続
している。
このようにすると、第4図に示すように、電源6による
一次励磁電圧Erとフィードバック回路7からの補償巻
線電圧Ecによって夫々つくられる磁界が互いに直交し
ているため、それを電気ベクトル的に合成した実効−次
励磁電圧ERが作用するのと同等になる。
この実効−次励磁電圧ERは、出力電圧EOのフィー1
〜バツク電圧であるMti償巻線電圧Ecの大きさく実
効値ンによって、−次励磁電圧Erを修正角δたけ回転
させた方向に作用するため、第2図に示すように、基準
となるロータ5r側をステータ5sの回転方向と同方向
へ修正角δだけ回転させたのと同等の作用をなす。
したがって、ロータ5rに苅してステータ5sが角度0
+i回転しても、O+ε−δたけ回転したのと同等の出
力EOか発生することになり、アンプ8によるフィード
バック係数(例えば1より小さい増幅度)を適当に設定
しておけば、この修正角δが誤差角Eと同じになるよう
にすることかでき、それによって出力電圧EOの誤差分
か除去され、シンクロ角度信号か修正される。
機体4が」二連の場合と逆方向に傾斜した時にば、ロー
タ5「に苅するステータ5Sの回転方向も逆になり、第
6図に示したようにシンクロ角度発(i器5の出力電圧
EOの極性か反転するので、そのフィードバックによる
実効−次励磁電圧の回転方向も第2図に示した方向と反
対になり、修正角δによる修正は同様になされる。
なお、シンバル支持部等の機械系のたわみ量は、斜視角
度Oが90°付近まで傾斜角に略直線的に比例して増大
するが、シンクロ角度発信器5の出力電圧E Oは第3
図に示したように正弦状に変化するので、アンプ8に非
線形要素を組み込んで、入力端子の実効値の変化を直線
的変化に変換して出力するようにすれは、より精度よく
誤差を修正することかできる。
第5図は、この発明を2軸のジャイロ基準儀に適用した
実施例を示す斜視構成図であり、第1図と対応する部分
には同一符号を付しである。
この実施例におけろジンバル機溝9は、航行体の機体4
に支柱10によって固定されたシンバル支持部11にシ
ンバル軸12によって回転自在に支持されたロールシン
バル16のシンバル軸14にブラン1ヘホーム1を取付
けて2方向に回転自在に支持するように構成されている
そして、シンバル支持部11のシンバルI+l+ 12
にロータを固着したシンクロ角度発信器15の出力信号
Eαによって機体4のロール方向の傾斜角(ロール角)
を検出し、ロールジンバル13のジンバル軸14にロー
タを固着したシンクロ角度発信器16の出力信号Eβし
;よって機体4のピッチ方向の傾斜角(ピッチ角)を検
出する。
また、シンクロ角度発信器15の出力信号Eαを、アン
プ18を介装したフィードバック回路17によってシン
クロ角度光信器15の補償巻線L2 (第2図参照)へ
フィードバックしてその誤差を修正している。
同様に5シンクロ角度発信器16の出力信号Eβを、ア
ンプ20を介装したフィード八ツ9回路19によってシ
ンクロ角度発信器16の補償者mL2ヘフィードバック
してその誤差を修正している。
その回路構成は第2図と同様である。そして、この実施
例によれば、ブラットボーム1と航行体の機体4との間
に介在するジンバル支持部11と支柱10の機械的歪や
たわみによる誤差を修正して、プラットホーム1を基準
とする機体4のロール角度及びピッチ角度、すなわち姿
勢角を精度よく検出することができる。
肱−果 以上説明してきたように、この発明によれは、ジャイロ
基準価におけるプラットホームを支持するジンバル機構
のシンバル支持部のたわみ等に起因するシンクロ角度信
号の誤差を修正して、高精度で航行体の姿勢角を検出す
ることができる。
しかも、従来から使用されている補償巻線イ」のシンク
ロ角度発信器を利用すれば、フィードバック回路を設け
るだけでよいので簡単に実施でき、在来装置の性能改善
にも応用し易い。
4、発明の詳細な説明 第1図(A)(B)は、この発明の基本的実施例の機体
水平状態と傾斜状態を示す機構部の概略図、 第2図は、同じくそのシンクロ角度発信器まわりの回路
図、 第3図は、シンクロ角度発信器の出力電圧Eθと相対回
転角θの関係を示す線図、 第4図は、この発明による誤差修正作用説明のためのベ
クトル図 第5図は、この発明を2軸のジャイロ基準価に適用した
実施例を示す斜視構成図である。
1・・・プラットホーム 2・・・センサ群3、′9・
・・ジンバル機構 3a、11・・・ジンバル支持部 3b、12.14・・・ジンバル軸 4・・・航行体の機体 5.15.16・・・シンクロ角度発信器5r・・・ロ
ータ 5S・・・ステータ6・・交流電源 7.17.19・・・フィードバック回路8.18.2
0・・・アンプ 第1図 (A) (B) 血 第2図 第3図 第4図 )− 第5図 18 zU −」−ホ売−F山−1巨−1七二 (白 光)11? 
iイIf 5 9 X1g 4 月 1til11”l
 1j’l l ’I’ ]、< ′l’・1 ン′1
 (6(11入 Illは1 、11r fiの表小 T、t’j 11.1貝 昭 5 !〕 −−・l 5
 、”= ℃J I :H2、発明の名初・ シ“\ノイロ丸いj” fl’mにお(づるシンクロ角
1頴括号修」]力1人及びそのA・1.置 :31市正をする石 ・]11ノ1どの関係 1、旨′1出;頭人東京都人1
111ズ南1i1f Ill 21’ l−11+、;
 2j’; 116翼(3:1 /l ラ イA、式会
IJ・ 東 );ミ ii’l’ ii手4代理人 東京都V“、°、島区東池疫1 N’ 1.12(1(
i’i Ilj 55.7市正の★、j象 (1ン明1111 渇の持!f’l請求の範囲の(閑、
+・、 (2)明イIll ”;!:’ CI〕1イ)面の葡]
1′1な説明のWit 、、11.’、し〕・、l /
′ −や 6補正の内容 (1)明細11)の特許請求の範囲を別紙のどおり補正
する。
(2)同浸第12貝第144−、のr発明の簡単な説明
]をif’ l;!I而のflit♂1′1な説明Jj
どjJ’ 、11−5ずイ;)4゜以 J− (別 紙) 1、¥111請求の範囲 1 ジャイロ及び力1;速反1;1よりなるセンサノ1
1によつC常にA〈平り、二安定制御a IILるブラ
フ1ヘボー11と、該ブラットホームをポi45体の機
体に対し′C回動自在に支持するシンバル機構ど、該シ
ンバル機構の各自由回転軸に取(jlけたシンクU角度
光(i3 :t:fとからなり、該シンクロ角j度光(
1i器か1:I出)Jさ1(1,るシンクロ角度信号に
よって航行体の力面、姿勢角度等を検出するシャ・f口
基阜儀においで、riij記シンクロ角度発信)(;十
の出カイ、Iじ−を、l該シンクロ角度発症fi!iの
一次励磁巻線のつくる磁yi1に直交する磁界を発生さ
ぜ2.)補偵巻朽1にフィー1−ハックすることにより
、前記シンバル(幾構の支持部のたわみ等によるシンク
ロ角度48号の誤差を修正することを1寺i奴とするシ
ンクロ角度イ5;号修正カイ去。
2 ジャイロ及び加速度iTlよりなるセン規゛相□シ
;、]、つC常に水平に安定制御されるブラソI−ホー
l\ど、該ブラン1−ホーl、を航行体の杉、(体に列
しで回動自在に支持するンンハル機(!チと、詠シンバ
ルtH1+6の各自由回転軸に取付けたシンクロ角度発
信器とからなり、該シンクロ角度発信器から出力される
シンクロ角度信号によって航行体の方向、姿勢角度等を
検出するジャイロ基準儀において、前記シンクロ角度発
信器に、一次励磁巻線のつくる磁界に直交する磁界を発
生させる補償巻線を備えると共に、該補償巻線に該シン
クロ角度発信器の出力信号をフィードバックするフィー
トバンク回路を設けたことを特徴とするシンクロ角度信
号修正装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ジャイロ及び加速度M1よりなるセンサ群によって
    常に水平に安定制御されるブラットボームと、該プラッ
    トホームを航行体の機体に対して回動自在に支持するシ
    ンバル機構と、該ジンバル機構の各自由回転軸に取付け
    たシンクロ角度発信器とからなり、該シンクロ角度発信
    器から出力されるシンクロ角度信号によって航行体の方
    向、姿勢角度等を検出するジャイロ基準価において、前
    記シンクロ角度発信器の出力信号を、該シンクロ角度発
    振器の一次励磁巻線のつくる磁界に直交する磁界を発生
    させる補償巻線にフィードバックすることにより、前記
    シンバル機構の支持部のたわみ等によるシンクロ角度信
    号の誤差を修正することを特徴とするシンクロ角度信号
    修正方法。 2 ジャイロ及び加速度R」よりなるセンサIIYによ
    って常に水平に安定制御されるプラットホームと、該プ
    ラットホームを航行体の機体に対して回動自在に支持す
    るジンバル機構と、該シンバル機構の各自由回転軸に取
    付けたシンクロ角度発信器とからなり、該シンクロ角度
    発信器から出力さJしるシンクロ角度信号によって航行
    体の方向、姿勢角度等を検出するジャイロ基準価におい
    て、前記シンクロ角度発信器に5−次励磁巻線のつくる
    磁界に直交する磁界を発生させる補償巻線を備えると共
    に、該補償巻線に該シンクロ角度発信器の出力信号をフ
    ィードバックするフィー1へバック回路を設けたことを
    特徴とするシンクロ角度信号修正装置。
JP4539184A 1984-03-12 1984-03-12 ジヤイロ基準儀におけるシンクロ角度信号修正方法及びその装置 Granted JPS60190808A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010014649A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Tamagawa Seiki Co Ltd インナジンバルの回転角度検出方法及び装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4929596A (ja) * 1972-07-14 1974-03-16

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JPH0412404B2 (ja) 1992-03-04

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