RU2131585C1 - Способ гирокомпасирования трехосного гиростабилизатора - Google Patents
Способ гирокомпасирования трехосного гиростабилизатора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131585C1 RU2131585C1 RU95120496A RU95120496A RU2131585C1 RU 2131585 C1 RU2131585 C1 RU 2131585C1 RU 95120496 A RU95120496 A RU 95120496A RU 95120496 A RU95120496 A RU 95120496A RU 2131585 C1 RU2131585 C1 RU 2131585C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- horizontal
- vertical
- axes
- gyrostabilizer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Способ предназначен для азимутального ориентирования подвижных объектов, имеющих в системах управления гиростабилизаторы, и позволяет сократить временные затраты при определении направления меридиана трехосным гидростабилизатором без потери точности. В исходном положении при помощи двух горизонтальных акселерометров оси чувствительности двух горизонтальных гироскопов горизонтируют вместе с платформой, на которой они установлены. Ось чувствительности вертикального гироскопа вертикализируют. В режим гирокомпаса платформу переключают путем формирования при помощи датчика момента вертикального гироскопа момента коррекции, пропорционального углу отклонения платформы от плоскости горизонта и дополнительного момента коррекции, пропорционального производной этого угла. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, конкретно к той ее части, которая занимается вопросами азимутального ориентирования подвижных объектов, имеющих в системах управления гиростабилизаторы.
Из литературы известно [1], что режим гирокомпаса трехосновного гиростабилизатора или его гирокомпасирование как процесс может быть реализован при помощи элементов самого гиростабилизатора: акселерометров, гироскопов или командных датчиков угла различными способами.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать способ гирокомпасирования трехосного гиростабилизатора [2], заключающийся в том, что в исходном положении при помощи двух горизонтальных акселерометров оси чувствительности двух горизонтальных гироскопов горизонтируют вместе с платформой, на которой они установлены, а ось чувствительности вертикального гироскопа вертикализуют, затем включают режим гирокомпаса, пропорционального углу отклонения платформы от плоскости горизонта, измеренного, например, при помощи акселерометра.
Недостатком этого способа, как и других способов, реализованных в трехстепенных гирокомпасах, следует считать низкое быстродействие, поэтому режим гирокомпасирования занимает достаточно много времени.
Целью настоящего изобретения является сокращение временных затрат при определении направления меридиана трехосным гиростабилизатором без потери точности.
Эта цель достигается тем, что дополнительно измеряют первую производную угла отклонения платформы от плоскости горизонта и формируют дополнительный момент коррекции, пропорциональный этой производной.
Сущность предлагаемого способа гирокомпасирования трехосного гиростабилизатора может быть показана при помощи принципиальной схемы, которая представлена на чертеже.
В состав ТГС для гирокомпасирования входят: два горизонтальных гироскопа Г2, Г3, один вертикальный гироскоп Г1 и два горизонтальных акселерометра А2, А3, установленных на платформе 1, заключенной при помощи рамок 2 и 3 в карданов подвес с тремя степенями свободы и тремя стабилизирующими электродвигателями СД1, СД2, СД3, которые отрабатывают сигналы рассогласования соответствующих следящих систем [2]. На чертеже угловые рассогласования соответствуют началу процесса гирокомпассирования, а система координат OXnYnZn, связанная с платформой, не совпадает с системой координат OLNξ, оси которой ориентированы по сторонам света, причем ось ON направлена на север, ось OL направлена по вертикали места, а ось Oξ направлена на восток. Тогда плоскость NOξ является плоскостью горизонта, а LON - плоскостью меридиана. Эта CK имеет проекции угловой скорости ωЗ суточного вращения Земли: горизонтальную ωN = ωЗcosφ = ωг и вертикальную ωL = ωЗsinφ = ωв.
Взаимное положение CK OXnYnZn и OLNξ определяется углами α1, α2, α3 поворота платформы, которые имеют место при произвольном состоянии платформы. Указанные углы могут иметь различные значения, поэтому перед гирокомпасированием гиростабилизатора необходимо привести платформу в исходное положение, которое характеризуется тем, что оси чувствительности горизонтальных гироскопов Г2 и Г3 вместе с платформой горизонтируют при помощи следящих систем (см. чертеж). Для этого используют сигналы от окселерометров А2, А3 через усилители коррекции с коэффициентами передачи К2, К3, датчики моментов ДМ2 и ДМ3. Далее сигналы с датчиков угла ДУ2, ДУ3 гироскопов Г2, Г3 через усилители УСС2, УСС3 поступают на стабилизирующие двигателями СД2, СД3, которые поворачивают платформу вместе с гироскопами и акселерометрами к установившимся значениям углов α2 = α20, α3 = α30
Вертикальный гироскоп при этом вертикализуется, а его ось чувствительности удерживается в вертикальном положении при помощи следящей системы в составе: датчика угла ДУα1, усилителя с коэффициентом К1 и далее, как показано на чертеже, по цепочке ДМ1, ДУ1, УСС1 и СД1.
Взаимное положение CK OXnYnZn и OLNξ определяется углами α1, α2, α3 поворота платформы, которые имеют место при произвольном состоянии платформы. Указанные углы могут иметь различные значения, поэтому перед гирокомпасированием гиростабилизатора необходимо привести платформу в исходное положение, которое характеризуется тем, что оси чувствительности горизонтальных гироскопов Г2 и Г3 вместе с платформой горизонтируют при помощи следящих систем (см. чертеж). Для этого используют сигналы от окселерометров А2, А3 через усилители коррекции с коэффициентами передачи К2, К3, датчики моментов ДМ2 и ДМ3. Далее сигналы с датчиков угла ДУ2, ДУ3 гироскопов Г2, Г3 через усилители УСС2, УСС3 поступают на стабилизирующие двигателями СД2, СД3, которые поворачивают платформу вместе с гироскопами и акселерометрами к установившимся значениям углов α2 = α20, α3 = α30
Вертикальный гироскоп при этом вертикализуется, а его ось чувствительности удерживается в вертикальном положении при помощи следящей системы в составе: датчика угла ДУα1, усилителя с коэффициентом К1 и далее, как показано на чертеже, по цепочке ДМ1, ДУ1, УСС1 и СД1.
При включении ключа Kn в верхнее положение платформа переходит в режим гирокомпаса, т.е. по сигналу акселерометра А3, пропорционального углу α3 отклонения платформы от плоскости горизонта и сигналу от формирователя 4 производной которые суммируются в усилителе коррекции, на датчиках момента ДМ1 и ДМ3 формируются моменты коррекции M и MK3 = K3α3.
M = K1(α3+ε3)+K11(α3+ε3), (1)
где соответствует погрешности формирователя Тогда уравнение движения платформы относительно двух осей OYn и OAZn примут вид
где правые части уравнений аналогичны указанным на стр. 598, но с одним дополнением S11 S11 = K11/H1,
Математическое моделирование уравнений (2) с учетом равенств (3) показало, что введение производной угла в закон коррекции вертикального гироскопа способствует повышению быстродействия режима гирокомпасирования ТГС.
M
где соответствует погрешности формирователя Тогда уравнение движения платформы относительно двух осей OYn и OAZn примут вид
где правые части уравнений аналогичны указанным на стр. 598, но с одним дополнением S11 S11 = K11/H1,
Математическое моделирование уравнений (2) с учетом равенств (3) показало, что введение производной угла в закон коррекции вертикального гироскопа способствует повышению быстродействия режима гирокомпасирования ТГС.
Степень повышения быстродействия гирокомпасирования зависит от выбора коэффициентов K1, K11, K3.
Действительно, решение уравнений (2) имеет вид
где α10, α30 - начальные углы отклонения платформы от плоскости меридиана и горизонта соответственно, α12(t), α32(t) - частные решения, определяемые правыми частями уравнений (3), h1 = (K3+ωгK11)/2, ω = ωг(ωг+K1) - вещественная и мнимая части корней уравнений (2).
где α10, α30 - начальные углы отклонения платформы от плоскости меридиана и горизонта соответственно, α12(t), α32(t) - частные решения, определяемые правыми частями уравнений (3), h1 = (K3+ωгK11)/2, ω
Найдено оптимальное соотношение коэффициентов K1, K11, K3, при которых время приведения платформы от начального угла α10 = 90o к направлению меридиана с погрешностью Δα1 = ± 10 угл.мин. составило не более t = 80 сек. В известных гирокомпасах без производной в законе управления вертикальным гироскопом это время составляет tпр = 980 сек, т.е. предлагаемый способ гирокомпасирования имеет повышенное быстродействие, приблизительно в 980/90 ≃ 12 раз, по сравнению с известными, при сохранении той же точности.
Приведенные результаты исследований подтверждают, что заявленная цель изобретения может быть достигнута.
Источники информации
1. Б. И.Назаров и др. Командно-измерительные приборы. МО СССР, 1987, с. 588.
1. Б. И.Назаров и др. Командно-измерительные приборы. МО СССР, 1987, с. 588.
2. Там же. с. 592-605.
3. В.Б.Давыдов и др. Функциональная обработка сигналов в автономных системах навигации и управления подвижными объектами. Приборостроение N 4, 1990, с.37-42.
Claims (1)
- Способ гидрокомпасирования трехосного гиростабилизатора, заключающийся в том, что в исходном положении при помощи двух горизонтальных акселерометров оси чувствительности двух горизонтальных гироскопов горизонтируют вместе с платформой, на которой они установлены, а ось чувствительности вертикального гироскопа устанавливают в вертикальное положение, затем платформу переключают в режим гирокомпаса путем формирования при помощи датчика момента вертикального гироскопа момента коррекции, пропорционального углу отклонения платформы от плоскости горизонта, отличающийся тем, что, с целью сокращения временных затрат, дополнительно измеряют первую производную угла отклонения платформы от плоскости горизонта и формируют дополнительный момент коррекции, пропорциональный этой производной.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95120496A RU2131585C1 (ru) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | Способ гирокомпасирования трехосного гиростабилизатора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95120496A RU2131585C1 (ru) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | Способ гирокомпасирования трехосного гиростабилизатора |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95120496A RU95120496A (ru) | 1997-12-10 |
RU2131585C1 true RU2131585C1 (ru) | 1999-06-10 |
Family
ID=20174377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95120496A RU2131585C1 (ru) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | Способ гирокомпасирования трехосного гиростабилизатора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2131585C1 (ru) |
-
1995
- 1995-12-05 RU RU95120496A patent/RU2131585C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Назаров Б.И. и др. Командно-измерительные приборы. - М.: МО СССР, 1987, с.592 - 605. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1277401C (en) | Method for determining the heading of an aircraft | |
CN1740746B (zh) | 微小型动态载体姿态测量装置及其测量方法 | |
CN102589546B (zh) | 一种抑制器件斜坡误差影响的光纤捷联惯组往复式两位置寻北方法 | |
EP0257263B1 (en) | Gyrocompassing apparatus for stationary equipment | |
CN111102993A (zh) | 一种旋转调制型捷联惯导系统晃动基座初始对准方法 | |
CN201955092U (zh) | 一种基于地磁辅助的平台式惯性导航装置 | |
US20150052988A1 (en) | Apparatus for single degree of freedom inertial measurement unit platform rate isolation | |
CN105841698A (zh) | 一种无需调零的auv舵角精确实时测量系统 | |
Liang et al. | A solution to the attitude problem using two rotation units of micromechanical gyroscopes | |
US4472978A (en) | Stabilized gyrocompass | |
EP1852681A1 (en) | Method for elaborating navigation parameters and vertical of a place | |
RU2608337C1 (ru) | Способ автономной начальной выставки стабилизированной платформы трехосного гиростабилизатора в плоскость горизонта и на заданный азимут | |
RU2131585C1 (ru) | Способ гирокомпасирования трехосного гиростабилизатора | |
WO2013139486A1 (en) | True north seeking and attitude system | |
Xue et al. | MEMS-based multi-sensor integrated attitude estimation technology for MAV applications | |
CN112729286B (zh) | 一种提高机载航姿仪解算载体三维姿态角精度的方法 | |
RU2339002C1 (ru) | Способ определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов и устройство для его осуществления | |
WO2021012635A1 (zh) | 一种基于陀螺仪信息的惯性导航方法 | |
RU2624617C1 (ru) | Способ автономной азимутальной ориентации платформы трехосного гиростабилизатора по изменяющимся видимым уходам | |
RU2131113C1 (ru) | Способ гирокомпасирования трехосного гиростабилизатора | |
JPH0455248B2 (ru) | ||
CA1167669A (en) | Inertial platforms | |
RU2030574C1 (ru) | Способ определения азимута скважины в последовательных точках и гироскопический инклинометр | |
RU2279635C2 (ru) | Способ определения начальной выставки бесплатформенного инерциального блока относительно базовой системы координат | |
JPS62212515A (ja) | 航空機の航行方法 |