RU2118794C1 - Способ повышения точности шаровых гироскопов - Google Patents
Способ повышения точности шаровых гироскопов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2118794C1 RU2118794C1 RU96112284A RU96112284A RU2118794C1 RU 2118794 C1 RU2118794 C1 RU 2118794C1 RU 96112284 A RU96112284 A RU 96112284A RU 96112284 A RU96112284 A RU 96112284A RU 2118794 C1 RU2118794 C1 RU 2118794C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- gyroscope
- vector
- angles
- stators
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Способ предназначен для использования в гироприборостроении в области навигации. Вектор вращающего момента ротора гироскопа всегда совмещается с вектором конического момента при любых углах их рассогласования. Для этого на корпусе гироскопа жестко устанавливают три статора двигателя, расположенные в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Статоры вырабатывают моменты вращения ротора, пропорциональные соответствующим углам рассогласования корпуса и ротора гироскопа, таким образом, что модуль вращающего момента постоянен, а его вектор совпадает с вектором кинетического момента, что повышает точность шаровых гироскопов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области навигации, в частности к гироприборостроению.
Известен способ построения гироскопов со свободным ротором [1]. Он включает в себя шаровую опору закрытого типа, на которой жестко закреплен дисковидный ротор. Гироскоп снабжен датчиками угла, момента и двигателем.
Недостатком этого способа является невозможность создания больших углов рассогласования между корпусом гидроскопа и ротором (из-за наличия дисковидного ротора), поэтому требуется устанавливать эти гироскопы на стабилизированные гироплатформы, что приводит к усложнению навигационных систем и увеличению их габаритов, в частности этот способ создания гироскопов со свободным ротором не применим для создания бесплатформенных навигационных систем, которые обладают наименьшими массогабаритными параметрами.
Наиболее близким аналогом является способ создания гироскопов со свободным ротором, в которых шаровая опора выполняет роль карданового подвеса, скоростного подшипника ротора и одновременно является ротором гироскопа - носителем кинетического момента (так называемые шаровые гироскопы) [2]. При этом на корпусе гироскопа жестко крепится статор двигателя, на роторе - активная часть двигателя. Этот способ позволяет в принципе создавать гироскопы, работающие при неограниченных углах рассогласования между корпусом и ротором, а следовательно конструировать на их основе бесплатформенные навигационные системы.
Однако недостатком всех существующих шаровых гироскопов, построенных на этом способе, является силовая связь ротора и статора двигателя при их угловых рассогласованиях, в результате чего возникает прецессионное движение ротора, приводящее к совмещению вектора кинетического момента с вектором вращающего момента двигателя, жестко связанным с корпусом гироскопа, т.е. ротор не является свободным, а через некоторое время вновь возвращается в исходное положение, т.е. ротор отслеживает перемещение статора двигателя (корпуса гироскопа).
В работе [2] показано, что углы рассогласования α и β описываются формулами
где
α и β - - углы рассогласования векторов кинетического момента ротора (H) и момента двигателя (Mg) (углы Эйлера);
C1, C2 - постоянные интегрирования, зависящие от начальных условий;
t - текущее время.
где
α и β - - углы рассогласования векторов кинетического момента ротора (H) и момента двигателя (Mg) (углы Эйлера);
C1, C2 - постоянные интегрирования, зависящие от начальных условий;
t - текущее время.
Из приведенных формул видно, что ротор шарового гироскопа, будучи отклонен на углы α и β от первоначального положения, когда векторы H и Mg совпадали, через некоторое время (t ≈ 3•H/Mg) в результате возникающего прецессионного движения вновь возвращается к исходному положению.
Таким образом существующий способ построения шаровых гироскопов ограничивает их точность скоростью прецессии ω = Mg/H. В реальных шаровых гироскопах эта скорость прецессии составляет величину не менее 5•10-2 oC5•10-3 о/ч на дуг. с угла рассогласования. Из-за этой связи необходимо шаровые гироскопы устанавливать на гиростабилизированные платформы, погрешность работы которых в настоящее время не удается снизить менее 1 дуг. с.
Для устранения этого недостатка предлагается способ повышения точности шарового гироскопа, при котором при угловых разворотах ротора относительно его корпуса вектор вращающего момента двигателя совмещается с вектором кинетического момента, для чего на корпус гироскопа жестко устанавливаются три статора двигателя, расположенные в трех взаимоперпендикулярных плоскостях, которые вырабатывают моменты вращения ротора, пропорциональные соответствующим углам рассогласования корпуса и ротора гироскопа, причем модуль вращающего момента двигателей постоянен, а вектор его совпадает с вектором кинетического момента ротора. Таким образом вектор вращающего момента двигателя (статор двигателя) следит за положением ротора гироскопа в пространстве (т.е. в идеале углы α и β отсутствуют).
Для выполнения этих условий необходимо, чтобы статор, создающий момент вращения вокруг оси X (см. чертеж), управлялся по закону: Mx = Mg•cos α •cos β , а статоры, создающие моменты вращения вокруг осей Y, Z, - по законам
или
Сигналы, пропорциональные углам рассогласования α.β. снимаются датчиками углов гироскопа, усиливаются и через известные синусо-косинусные устройства подаются в трехканальный блок питания двигателя (которые не являются предметом настоящего изобретения), вырабатывающий моменты по вышеуказанным законам.
или
Сигналы, пропорциональные углам рассогласования α.β. снимаются датчиками углов гироскопа, усиливаются и через известные синусо-косинусные устройства подаются в трехканальный блок питания двигателя (которые не являются предметом настоящего изобретения), вырабатывающий моменты по вышеуказанным законам.
Таким образом на ротор действует вращающийся момент M, постоянный по модулю
или что то же самое
и всегда совпадающий с вектором H при любых углах α и β с точностью до погрешности съема этих углов, которая у современных датчиков угла составляет десятые и даже сотые доли дуговой секунды.
или что то же самое
и всегда совпадающий с вектором H при любых углах α и β с точностью до погрешности съема этих углов, которая у современных датчиков угла составляет десятые и даже сотые доли дуговой секунды.
Claims (1)
- Способ повышения точности шаровых гироскопов, отличающийся тем, что на корпусе гироскопа жестко устанавливают три статора двигателя по трем взаимно перпендикулярным осям, при угловых разворотах ротора гироскопа относительно его корпуса статоры вырабатывают составляющие моменты вращения ротора, пропорциональные соответствующим углам рассогласования между ротором и корпусом, при которых модуль вращающего момента двигателя постоянен, а его вектор совпадает с вектором кинетического момента ротора гироскопа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112284A RU2118794C1 (ru) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Способ повышения точности шаровых гироскопов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112284A RU2118794C1 (ru) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Способ повышения точности шаровых гироскопов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2118794C1 true RU2118794C1 (ru) | 1998-09-10 |
RU96112284A RU96112284A (ru) | 1998-10-10 |
Family
ID=20182073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96112284A RU2118794C1 (ru) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Способ повышения точности шаровых гироскопов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2118794C1 (ru) |
-
1996
- 1996-06-14 RU RU96112284A patent/RU2118794C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Веннерхолм. Гироскоп со свободным ротором. Вопросы ракетной техники, N 7, 1967. Павлов В.А. Основы проектирования и расчета гироскопических приборов. - Л.: Судостроение, 1967, с. 167 -172. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4396878A (en) | Body referenced gimballed sensor system | |
CA1313698C (en) | Spacecraft accelerometer auto-alignment | |
CN108603761A (zh) | 具有经过改善的精确度的惯性导航系统 | |
CN104697521A (zh) | 一种采用陀螺冗余斜交配置方式测量高速旋转体姿态和角速度的方法 | |
JPH04504169A (ja) | 北探知システム | |
US20030024333A1 (en) | Apparatus for precision slewing of flatform-mounted devices | |
EP0356502A1 (en) | STABILIZED MARKING MIRROR. | |
RU2256881C2 (ru) | Способ определения параметров ориентации и навигации и бесплатформенная инерциальная навигационная система для быстровращающихся объектов | |
RU2118794C1 (ru) | Способ повышения точности шаровых гироскопов | |
EP0986736A1 (en) | Inertial and magnetic sensors systems designed for measuring the heading angle with respect to the north terrestrial pole | |
US3052129A (en) | Gyroscopic reference system | |
RU2550592C1 (ru) | Гирогоризонткомпас | |
JPH098533A (ja) | アンテナ姿勢制御装置 | |
US4658659A (en) | Gyroscope | |
JP3425689B2 (ja) | 慣性装置 | |
JP2000249552A (ja) | 探北方法およびこの方法を実施する装置 | |
US4002078A (en) | Dynamically tuned gyroscopes | |
EP1590243A1 (fr) | Dispositif de pilotage de l'attitude d'un satellite par actionneurs gyroscopiques | |
US20050044954A1 (en) | Method and apparatus for determining absolute angular velocity | |
RU2093793C1 (ru) | Упругий кардановый подвес гироскопа | |
RU2169903C1 (ru) | Гироскопическая навигационная система | |
Chodas et al. | Design of the Galileo scan platform control | |
JPH0131568B2 (ru) | ||
US3368410A (en) | Gyro fast slew modification | |
JP3002781B2 (ja) | 孔曲り計測装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100615 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120627 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120827 |
|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -PC4A- IN JOURNAL: 28-2012 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130615 |