RU1779930C

RU1779930C - Одноосный гиростабилизатор

Info

Publication number: RU1779930C
Application number: SU904888133A
Authority: RU
Inventors: Николай Григорьевич Гаманюк; Дмитрий Николаевич Гаманюк; Юрий Алексеевич Погрешаев
Original assignee: Саратовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск
Priority date: 1990-12-06
Filing date: 1990-12-06
Publication date: 1992-12-07

Abstract

Изобретение относитс к гироскопической технике и может бычь использовано в системах наведени и управлени летательных аппаратов. Цель изобретени - повышение точности стабилизации. Одноосный гиростабилизс1тор содержит двустепенный гироскоп 1 с датчиком 2 угла прецессии и датчиком 7 момента, усилитель 3 стабилизации , двигатель 4 стабилизации, акселерометр 5, усилитель 6 коррекции, оптимальный линейный фильтр 8 и переключатель 9. Оптимальный линейный фильтр 8 включает в себ первый и второй сумматоры, интегратор, первый, второй и третий масштабирующие элементы. В гиро- стабилизаторе осуществл етс разгрузка оси прецессии от действи вредных моментов за счет оптимального оценивани линейным фильтром ухода гиростзбилизатора и последующей его компенсации путем выработки управл ющих сигналов на датчик момента. 2 ил.

Description

- (t-T). Q 1

V - помеха измерени , представл юща собой белый шум, интенсивность кото рого равна R а2;

Z - вектор измерени (сигнал, снимаемый с датчика угла прецессии гироскопа).

Задача оптимального фильтра состоит в

.

определении наилучшей оценки дрейфа из мерител Ј, на основании измерени Z(t).

В соответствии с положени ми оптимальной фильтрации Калмана (ОФК) уравнение оптимального фильтра имеет вид

i(t)Fx(t)+K(t)z(t)-Hx(t),(3)

где K(t) - матрица коэффициентов усилени фильтра.

.

10 Р - F Р + PFT - PHTFT HI + GQGT (5)

Дл решени уравнений (3) и (5) необходимо значение начальных условий, которые в данном случае имеют вид

15

Х(о).

,Р(о)

б О

О

(

Ј

Анализ уравнени (5) показывает, что в насто щем случае, т.к. система (1) вл етс стационарной, данное дифференциальное уравнение выражаетс в алгебраическое

V

Р,„ „- (UP.

14

Ри-|иРй, 2(цРи

Из последнего выражени с учетом симметричности матрицы Р можно записать

В2

2Р Н2а2 Р™ - IU Р,п

Р, йг

М2 цгаг

(6)

в

2Ppi2- P22+2tf .

Система уравнений (6) позвол ет найти значени Р1г и Рц коррел ционной матрицы Р, тогда коэффициенты матрицы усилени оптимального линейного фильтра будут равны

К

(7)

На основании результатов (7)уравнение оптимального фильтра (3) можно записать в виде системы двух дифференциальных уравнений первого пор дка, св зывающих компоненты вектора оценки x(t)

А А 5 Г/Ь k 1

(M-rЈj Ј - р«МтЧ (8)

&

О О

Иааа

Р22Р21 -

О 26 (U

Таким образом на вход оптимального линейного фильтра поступает сигнал, про- порциональкый углу Д а с выхода - сигналы , пропорциональные оценкам а и Ј . Система уравнений (8) позвол ет построить структурную схему оптимального фильтра, котора приведена на фиг.2 и состоит из первого 10 и второго 11 сумматоров , интегратора 12, первого 13. второго 14 и третьего 15 масштабирующих элементов,

отображающих соответственно посто нные коэффициенты, равные

,

-lUMV iuVaMBVV

В

HV

;, структурной схеме первый неинвертирующий вход первого сумматора 10 вл етс входом фильтра, а выход первого сумматора 10 через первый масштабирующий элемент 13 соединен с неинвертирующим входом второго сумматора 11, выход которого соединен с интегратором 12, выход которого соединен через второй масштабирующий элемент 14 с инвертирующим

входом второго сумматора 11 и через третий масштабирующий элемент 15 с инвертирующим входом первого сумматора 10 и вл етс выходом фильтра.

Сигнал, пропорциональный оценке е, поступает на управл ющие обмотки датчика момента, последний прикладывает к оси прецессии гироскопа компенсирующий момент , который и ликвидирует собственный уход гиростабилизатора относительно оси стабилизации.

Положительный эффект от использовани предлагаемого устройства заключаетс в уменьшении собственного дрейфа гиростабилизатора (практически с точностью до ошибок оценок) благодар разгрузки оси прецессии гироскопа от действи вредных моментов за счет оптимального оценивани линейным фильтром ухода гиростабилизатора и последующей его компенсацией путем выработки управл ющих сигналов на датчик момента.

Claims

Формула изобретени

Одноосный гиростабилизатор, содержащий двустеленный гироскоп с датчиком момента и датчиком угла прецессии, выход которого через усилитель стабилизации соединен с двигателем стабилизации, послеBxoh

довательно соединенные акселерометр и усилитель коррекции, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, в него дополнительно введены переключатель и оптимальный лийейный фильтр, включающий первый и второй сумматоры, интегратор, первый, второй и третий масштабирующие элементы, при этом выход дат- чика угла прецессии дополнительно

соединен с неинвертирующим входом первого сумматора, выход первого сумматора соединен через первый масштабирующий элемент с неинвертирующим входом второго сумматора, выход которого соединен с

интегратором, выход интегратора соединен через второй масштабирующий элемент с инвертирующим входом второго сумматора, через третий масштабирующий элемент соединен с инвертирующим входом первого

сумматора и соединен с первым входом переключател , выход усилител коррекции соединен с вторым входом переключател , а выход переключател соединен с входом датчика момента.

flue. 2