RU2056623C1 - Method of indication of absolute angular speed of base - Google Patents

Method of indication of absolute angular speed of base Download PDF

Info

Publication number
RU2056623C1
RU2056623C1 SU1588741A RU2056623C1 RU 2056623 C1 RU2056623 C1 RU 2056623C1 SU 1588741 A SU1588741 A SU 1588741A RU 2056623 C1 RU2056623 C1 RU 2056623C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
rotor
rotation
base
axis
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Б. Белугин
Original Assignee
Белугин Валерий Борисович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белугин Валерий Борисович filed Critical Белугин Валерий Борисович
Priority to SU1588741 priority Critical patent/RU2056623C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2056623C1 publication Critical patent/RU2056623C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

FIELD: gyroscopes. SUBSTANCE: self-excited oscillations of rotor relative to shaft are built up in vibratory gyroscope, difference of frequencies of self-oscillations of rotor and shaft rotation are found by which absolute angular speed of base about axis of gyroscope shaft is judged. Measurement of deviations of rotor and determination of angular speeds of base around axes developed in rotation plane of shaft with reference to direction of components of speeds through angle corresponding to difference to frequencies of self-excited oscillations of rotor and rotation of shaft are carried out. EFFECT: provision for indication of absolute angular speed around axis of shaft of rotor vibratory gyroscope and increased accuracy of indication in plane perpendicular to axis of shaft. 1 dwg

Description

Изобретение относится к гироскопии и может быть использовано в системах инерциального управления объектами. The invention relates to gyroscopy and can be used in inertial control systems of objects.

Известен способ индикации абсолютной угловой скорости основания с использованием роторного вибрационного гироскопа. Указанный способ включает вращение вала гироскопа, измерение отклонений ротора относительно двух направлений и по ним определение угловых скоростей основания в плоскости, перпендикулярной оси вала. A known method of indicating the absolute angular velocity of the base using a rotary vibration gyro. The specified method includes the rotation of the gyroscope shaft, the measurement of rotor deviations relative to two directions and from them the determination of the angular velocities of the base in a plane perpendicular to the axis of the shaft.

Недостатком известного способа является то, что он с использованием одного гироскопа не позволяет осуществить индикацию одновременно трех взаимно ортогональных составляющих абсолютной угловой скорости основания. The disadvantage of this method is that using one gyroscope does not allow the indication of three mutually orthogonal components of the absolute angular velocity of the base.

Другим недостатком известного способа является снижение точности индикации двух взаимно ортогональных составляющих угловой скорости основания в плоскости вращения вала при вращении основания в инерциальное пространство вокруг оси вала. Another disadvantage of this method is the decrease in the accuracy of the indication of two mutually orthogonal components of the angular velocity of the base in the plane of rotation of the shaft during rotation of the base in an inertial space around the axis of the shaft.

Целью изобретения является обеспечение индикации абсолютной угловой скорости основания вокруг оси вала при одновременном повышении точности индикации двух взаимно ортогональных составляющих абсолютной угловой скорости основания в плоскости, перпендикулярной оси вала. The aim of the invention is to provide an indication of the absolute angular velocity of the base around the axis of the shaft while improving the accuracy of the indication of two mutually orthogonal components of the absolute angular velocity of the base in a plane perpendicular to the axis of the shaft.

Поставленная цель достигается тем, что в дополнение к операциям известного способа возбуждают автоколебания ротора относительно вала, определяют разность частот автоколебаний ротора и вращение вала, по которой судят об абсолютной угловой скорости основания вокруг оси вала, а измерение отклонений ротора производят вокруг осей, развернутых в плоскости вращения вала относительно направления составляющих скоростей на угол, соответствующий разности частот автоколебаний ротора и вращения вала. This goal is achieved by the fact that, in addition to the operations of the known method, self-oscillation of the rotor relative to the shaft is excited, the frequency difference of the self-oscillations of the rotor and the rotation of the shaft are determined, which is used to judge the absolute angular velocity of the base around the shaft axis, and rotor deviations are measured around axes deployed in the plane the rotation of the shaft relative to the direction of the component velocities by an angle corresponding to the difference between the frequencies of the oscillations of the rotor and the rotation of the shaft.

Возбуждение автоколебаний ротора относительно вала позволяет получить дополнительный канал информации гироскопа, причем входной величиной этого канала является абсолютная угловая скорость ω1вращения основания вокруг оси вала, а выходной величиной разность частот автоколебаний ротора fa и вращения вала Ω При вращении основания со скоростью ω1 соответственно изменяется динамическая жесткость упругого подвеса ротора на валу и, следовательно, частота автоколебаний ротора fa. Для отделения полезной информации о наличии ω1 от помех, обусловленных нестабильностью вращения вала, эта информация определяется по разности fa -Ω
Вращение вала основания со скоростью ω1 приводит к нарушению условия резонансной настройки гироскопа, которое выполняется только при ω1 0. Следствием нарушения условия резонансной настройки являются перекрестные связи между взаимно ортогональными составляющими ω2 и ω3угловой скорости основания в плоскости вращения вала. Для устранения перекрестных связей индикацию угловых скоростей ω2 и ω3 осуществляют по отклонениям ротора вокруг осей, развернутых в плоскости вращения вала относительно векторов

Figure 00000001
и
Figure 00000002
на угол, соответствующий разности fa -Ω.The excitation of rotor auto-oscillations relative to the shaft makes it possible to obtain an additional channel of gyroscope information, the input value of this channel being the absolute angular velocity ω 1 of rotation of the base around the shaft axis, and the output value of the frequency difference between the self-oscillations of the rotor f a and shaft rotation Ω. When rotating the base with speed ω 1, respectively changes the dynamic stiffness of the elastic suspension of the rotor on the shaft and, therefore, the frequency of the oscillations of the rotor f a . To separate useful information about the presence of ω 1 from interference caused by the instability of the shaft rotation, this information is determined by the difference f a -Ω
Rotation of the base shaft at a speed of ω 1 violates the resonant gyro tuning condition, which is satisfied only at ω 1 0. The violation of the resonant tuning condition results in cross-connections between the mutually orthogonal components ω 2 and ω 3 of the angular velocity of the base in the shaft rotation plane. To eliminate cross-links, the indication of the angular velocities ω 2 and ω 3 is carried out according to the deviations of the rotor around the axes deployed in the plane of rotation of the shaft relative to the vectors
Figure 00000001
and
Figure 00000002
by the angle corresponding to the difference f a -Ω.

Таким образом, в результате трехканальной обработки информации осуществляется индикация одновременно трех взаимно ортогональных составляющих ω1 ω2 и ω3 абсолютной угловой скорости основания при одновременном повышении точности индикации угловых скоростей ω2 и ω3.Thus, as a result of three-channel information processing, three mutually orthogonal components ω 1 ω 2 and ω 3 are displayed simultaneously with the absolute angular velocity of the base while increasing the accuracy of the indication of the angular velocities ω 2 and ω 3 .

На чертеже представлена схема устройства, реализующего данный способ. The drawing shows a diagram of a device that implements this method.

Устройство содержит гироскоп 1, формирователь импульсов 2, вычислители 3 и 4. В основании 5 гироскопа на подшипниках 6 установлен вал 7, на котором с помощью упругого подвеса закреплен ротор 8. На валу укреплены статор 9 датчика угла автоколебаний, усилитель 10, обмотка датчика момента 11, постоянный магнит 12. Ротор 8 гироскопа является одновременно ротором датчика угла автоколебаний и ротором датчика момента. В основании гироскопа укреплена считывающая головка 13, а с помощью диска 14 и шарикоподшипников 15 установлены статорные обкладки 16 и 17 емкостных датчиков. Ротором емкостных датчиков является ротор гироскопа. По оси диска 14 в основании установлен реверсивный шаговый двигатель 18 для разворота диска 14 на угол, соответствующий разности fa-Ω.The device comprises a gyroscope 1, a pulse shaper 2, calculators 3 and 4. At the base 5 of the gyroscope, a shaft 7 is mounted on bearings 6, on which a rotor 8 is mounted using an elastic suspension. The stator 9 of the self-oscillation angle sensor is mounted on the shaft, the amplifier 10, the torque sensor winding 11, a permanent magnet 12. The rotor 8 of the gyroscope is simultaneously the rotor of the angle sensor of self-oscillations and the rotor of the torque sensor. At the base of the gyroscope, the reading head 13 is strengthened, and with the help of the disk 14 and ball bearings 15, the stator plates 16 and 17 of the capacitive sensors are installed. The rotor of capacitive sensors is the gyro rotor. A rotary stepping motor 18 is mounted on the axis of the disk 14 at the base to rotate the disk 14 by an angle corresponding to the difference f a -Ω.

Изобретение обеспечивает индикацию одновременно трех взаимно ортогональных составляющих абсолютной угловой скорости основания с помощью одного гироскопа, а также повышает точность индикации составляющих угловой скорости основания в плоскости вращения вала гироскопа. The invention provides an indication of simultaneously three mutually orthogonal components of the absolute angular velocity of the base with a single gyroscope, and also improves the accuracy of the indication of the components of the angular velocity of the base in the plane of rotation of the gyro shaft.

Claims (1)

СПОСОБ ИНДИКАЦИИ АБСОЛЮТНОЙ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ОСНОВАНИЯ, включающий вращение вала роторно-вибрационного гироскопа, измерение отклонений ротора относительно двух направлений и по ним определение угловых скоростей оснований в плоскости, перпендикулярной к оси вала, отличающийся тем, что, с целью обеспечения индикации абсолютной угловой скорости вокруг оси вала и повышения точности индикации в плоскости, перпендикулярной к оси вала, возбуждают автоколебания ротора относительно вала, определяют разность частот автоколебаний ротора и вращения вала, по которой судят об абсолютной угловой скорости основания вокруг оси вала, а измерение отклонений ротора производят вокруг осей, развернутых в плоскости вращения вала относительно направления составляющих скоростей на угол, соответствующий разности частот автоколебаний ротора и вращения вала. METHOD FOR INDICATING AN ABSOLUTE ANGLE BASE SPEED, including rotation of the rotor-vibration gyroscope shaft, measuring rotor deviations relative to two directions and determining the angular velocities of the bases in a plane perpendicular to the axis of the shaft, characterized in that, in order to provide an indication of the absolute angular velocity around the axis the shaft and improve the accuracy of the indication in a plane perpendicular to the axis of the shaft, excite the self-oscillations of the rotor relative to the shaft, determine the frequency difference between the self-oscillations of the rotor and shaft rotation, which is used to judge the absolute angular velocity of the base around the shaft axis, and rotor deviations are measured around axes rotated in the plane of rotation of the shaft relative to the direction of the component velocities by an angle corresponding to the difference between the frequencies of the oscillations of the rotor and the shaft rotation.
SU1588741 1975-04-17 1975-04-17 Method of indication of absolute angular speed of base RU2056623C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1588741 RU2056623C1 (en) 1975-04-17 1975-04-17 Method of indication of absolute angular speed of base

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1588741 RU2056623C1 (en) 1975-04-17 1975-04-17 Method of indication of absolute angular speed of base

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2056623C1 true RU2056623C1 (en) 1996-03-20

Family

ID=20461442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1588741 RU2056623C1 (en) 1975-04-17 1975-04-17 Method of indication of absolute angular speed of base

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2056623C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513176C2 (en) * 2009-02-18 2014-04-20 Дженерал Электрик Компани Stator winding oscillation monitoring plant
RU2676061C1 (en) * 2017-11-29 2018-12-25 Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение Электромеханики" Method of resonant adjustment of rotary vibration gyroscope

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Брозгуль Л.И. и др. Вибрационные гироскопы. М.: Машиностроение, 1970, с. 50 - 51. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513176C2 (en) * 2009-02-18 2014-04-20 Дженерал Электрик Компани Stator winding oscillation monitoring plant
RU2676061C1 (en) * 2017-11-29 2018-12-25 Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение Электромеханики" Method of resonant adjustment of rotary vibration gyroscope

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4793195A (en) Vibrating cylinder gyroscope and method
US7188523B2 (en) Vibrating mass gyroscope and method for minimizing bias errors therein
US11390517B2 (en) Systems and methods for bias suppression in a non-degenerate MEMS sensor
JP2003520951A (en) Multi-axis sensing device
EP0026205B1 (en) Gyro-compass
CN115388910A (en) Hemispherical resonant gyro error self-excitation method and system
RU2056623C1 (en) Method of indication of absolute angular speed of base
GB1093550A (en) Gyroscopic inertial instruments and guidance systems
JP2006514749A (en) Method for determining zero point error in Coriolis angular velocity meter
JPH0654235B2 (en) Vibration type angular velocity meter
US3805625A (en) Asymmetric gyroscope
US2969681A (en) Gyroscopic apparatus
JPH0238916A (en) Angular velocity measuring device
RU2075730C1 (en) Method of indication of absolute angular velocity
US2949780A (en) Integrating accelerometer
US3903747A (en) Vibrating wire attitude reference sensing system
RU2065575C1 (en) Process of adjustment of gyroscope tuned dynamically
RU2058530C1 (en) Method and device for measuring absolute angular velocity of rotation of gyroscope base
RU2062986C1 (en) Method of determination of slope of output characteristics of gyroscope
RU2120107C1 (en) Method of measuring rotary element temperature of rotor vibration gyroscope
RU2296300C1 (en) Integrating micro-mechanical vibration gyroscope
EP0059628A1 (en) Angular rate measuring device
JP3208901B2 (en) Angular velocity sensor sensitivity measurement device
JPS60162917A (en) Multiple sensor
RU2621642C1 (en) Device and method of measuring absolute angular speed