RU2750180C1 - Method for reducing vibration errors of gyro platform using dynamically tuned gyroscopes - Google Patents
Method for reducing vibration errors of gyro platform using dynamically tuned gyroscopes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750180C1 RU2750180C1 RU2020134744A RU2020134744A RU2750180C1 RU 2750180 C1 RU2750180 C1 RU 2750180C1 RU 2020134744 A RU2020134744 A RU 2020134744A RU 2020134744 A RU2020134744 A RU 2020134744A RU 2750180 C1 RU2750180 C1 RU 2750180C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration
- gyroscope
- gyroscopes
- gyro
- platform
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
Abstract
Description
Изобретение относится к области приборостроения, преимущественно гироскопического, и может быть использовано при производстве гироплатформ для инерциальных навигационных систем на динамически настраиваемых гироскопах (ДНГ).The invention relates to the field of instrumentation, mainly gyroscopic, and can be used in the production of gyro platforms for inertial navigation systems on dynamically tuned gyroscopes (DGS).
Известен способ уменьшения скорости дрейфа механических гироскопов, вызванный воздействием линейной вибрации путем повышения равножесткости подвесов их роторов (см, например, книгу Е.Н. Никитина и др. под общей редакцией Д.С. Пельпора "Гироскопические системы. Ч. III. Элементы гироскопических приборов", М, 1972, стр. 117-121), когда при равножесткой конструкции подвеса ротора и при равных коэффициентах демпфирования по оси собственного вращения и радиальной оси постоянная составляющая упругой разбалансировки и соответственно обусловленная ею скорость дрейфа отсутствуют. Однако вследствие конструктивных и технологических ограничений абсолютное выполнение этих условий на практике не обеспечивается и механические гироскопы, в частности динамически настраиваемые гироскопы, имеют погрешности при воздействии линейной вибрации, что вызывает ошибки гироплатформ, в которых они используются.There is a known method of decreasing the drift speed of mechanical gyroscopes caused by the effect of linear vibration by increasing the equal rigidity of the suspensions of their rotors (see, for example, the book by E.N. Nikitin and others under the general editorship of DS Pelpor "Gyroscopic systems. Part III. Elements of gyroscopic devices ", M, 1972, pp. 117-121), when with an equal rotor suspension structure and with equal damping coefficients along the axis of its own rotation and the radial axis, there is no constant elastic unbalance component and, accordingly, the drift speed caused by it is absent. However, due to design and technological limitations, the absolute fulfillment of these conditions in practice is not ensured and mechanical gyroscopes, in particular dynamically tuned gyroscopes, have errors when exposed to linear vibration, which causes errors in the gyro platforms in which they are used.
За прототип взят способ регулировки динамически настраиваемого гироскопа (см. авторское свидетельство SU №1598615 по кл. G 01 С 19/22 от 8 июня 1990 г.). В этом способе предлагается уменьшение погрешности динамически настраиваемого гироскопа, обусловленной воздействием собственной линейной вибрации, генерируемой работающей шарикоподшипниковой опорой привода гироскопа. При этом гироскоп имеет неравножесткий упругий подвес ротора и демпфирование его колебаний. Вследствие разброса параметров при серийном изготовлении динамически настраиваемых гироскопов их резонансные частоты, обусловленные осевой и радиальной жесткостью упругого подвеса не одинаковы и имеют разброс (2-5) % от средней частоты. Поэтому для определенной части выпускаемых ДНГ может иметь место совпадение резонансной частоты упругого подвеса с частотой одной из составляющих спектра собственной вибрации шарикоподшипниковой опоры. Как правило, виброускорение составляющих спектра собственной вибрации, находящееся в области резонансных частот упругого подвеса, нестабильно и изменяется с периодом (5-50)с вследствие разных скоростей вращения сепараторов двух шарикоподшипников привода ДНГ. В ДНГ с совпадающими частотами резонанса упругого подвеса и собственной вибрации возникают резонансные колебания скорости дрейфа ДНГ (самораскачка), которые снижают его точность. Так как частоты собственной вибрации шарикоподшипниковой опоры пропорциональны частоте вращения приводного вала, то, изменяя частоту вращения вала путем изменения частоты генератора, питающего синхронный электродвигатель привода ДНГ, можно сместить частоту составляющей собственной вибрации относительно частоты резонанса упругого подвеса, устранив тем самым колебания скорости его дрейфа. После определения рабочей частоты вращения ротора ДНГ, минимизирующей колебания скорости дрейфа от воздействия собственной вибрации, ДНГ настраивают на собственную частоту путем последовательного определения расстройки частоты и изменения моментов инерции кардановых рамок.The prototype is taken as a method of adjusting a dynamically tuned gyroscope (see inventor's certificate SU No. 1598615 according to class G 01 C 19/22 dated June 8, 1990). In this method, it is proposed to reduce the error of a dynamically tuned gyroscope due to the effect of its own linear vibration generated by the operating ball bearing support of the gyroscope drive. In this case, the gyroscope has an unequally rigid elastic suspension of the rotor and damping of its vibrations. Due to the spread of parameters in the serial production of dynamically tuned gyroscopes, their resonant frequencies due to the axial and radial stiffness of the elastic suspension are not the same and have a spread (2-5)% of the average frequency. Therefore, for a certain part of the produced DNG, the resonance frequency of the elastic suspension may coincide with the frequency of one of the components of the natural vibration spectrum of the ball bearing support. As a rule, the vibration acceleration of the components of the natural vibration spectrum, located in the resonance frequency range of the elastic suspension, is unstable and changes with a period of (5-50) s due to different rotation speeds of the separators of the two ball bearings of the DNG drive. In the DNG with the same resonance frequencies of the elastic suspension and natural vibration, resonant oscillations of the DNG drift velocity (self-swinging) occur, which reduce its accuracy. Since the frequencies of the natural vibration of the ball bearing support are proportional to the frequency of rotation of the drive shaft, then by changing the frequency of rotation of the shaft by changing the frequency of the generator supplying the synchronous electric motor of the DNG drive, it is possible to shift the frequency of the natural vibration component relative to the resonance frequency of the elastic suspension, thereby eliminating the fluctuations in the speed of its drift. After determining the operating frequency of rotation of the DNG rotor, which minimizes the fluctuations in the drift speed from the effect of its own vibration, the DNG is tuned to the natural frequency by sequentially determining the frequency detuning and changing the moments of inertia of the cardan frames.
В известном способе смещение частоты составляющей собственной вибрации относительно частоты резонанса упругого подвеса ДНГ производят путем изменения частоты генератора, питающего синхронный электродвигатель привода гироскопа. Для каждого ДНГ, в котором требуется разнос этих частот, в этом случае будет практически своя, отличная от других гироскопов частота настройки питающего генератора и в платформу будут устанавливаться генераторы с разной рабочей частотой. Настройка генераторов на разную частоту усложняет процесс их выпуска и при замене в гироплатформе ДНГ требуется заменять и генератор, что увеличивает стоимость ремонта. В известном способе решается задача установки в гироплатформу двух ДНГ с уменьшенной скоростью дрейфа от самораскачки. Однако гироплатформа, на которой установлены два ДНГ, в силу конечных жесткостей конструкционных элементов ее карданового подвеса, представляет из себя упругое основание. В составе гироплатформы на каждый ДНГ действует внешняя вибрация, вызванная другим ДНГ, и собственная вибрация. В известном способе дано предложение по уменьшению скорости дрейфа ДНГ от самораскачки, вызванной только собственной вибрацией, однако при этом в гироплатфоме имеют место погрешности, вызванные взаимным вибрационным влиянием ДНГ друг на друга, которые в данном способе не учтены.In the known method, the displacement of the frequency of the natural vibration component relative to the resonance frequency of the elastic suspension of the DNG is produced by changing the frequency of the generator supplying the synchronous electric motor of the gyroscope drive. For each DNG, in which a spacing of these frequencies is required, in this case there will be practically its own tuning frequency of the supply generator, which is different from other gyroscopes, and generators with different operating frequencies will be installed in the platform. Tuning the generators to different frequencies complicates the process of their release and, when replaced in the DNG gyro platform, the generator must also be replaced, which increases the cost of repair. The known method solves the problem of installing in the gyro platform two DNG with a reduced drift speed from self-swinging. However, the gyro platform on which two DNGs are installed, due to the finite rigidity of the structural elements of its gimbal suspension, is an elastic foundation. As part of the gyro platform, each DNG is affected by an external vibration caused by another DNG, and its own vibration. In the known method, a proposal is made to reduce the speed of the DNG drift from self-swinging caused only by its own vibration, however, in this case, errors occur in the gyro-platform caused by the mutual vibration influence of the DNG on each other, which are not taken into account in this method.
Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении настоящего изобретения, является уменьшение вибрационных погрешностей гироплатформы от собственного вибрационного взаимовлияния ДНГ при одинаковой частоте настройки генераторов, питающих привода гироскопов, для всех выпускаемых гироплатформ.The technical result that can be obtained with the implementation of the present invention is to reduce the vibration errors of the gyro platform from the own vibration mutual influence of the DNG at the same tuning frequency of the generators supplying the gyro drives for all manufactured gyro platforms.
Технический результат достигается тем, что в известном способе регулировки динамически настраиваемого гироскопа, включающем измерение при выпуске динамически настраиваемых гироскопов их скорости дрейфа от самораскачки, для чего определяют амплитуду колебаний скорости дрейфа, вызванной периодическим изменением составляющих спектра собственной вибрации шарикоподшипниковой опоры привода гироскопа, дополнительно перед установкой гироскопа в гироплатформу его располагают на платформе вибростенда, имеющего упругую подвеску, и при измерении скорости дрейфа от самораскачки находят спектральный состав собственной вибрации и величины вибрационных составляющих этого спектра при выключенном вибростенде, затем включают вибростенд и измеряют скорость дрейфа гироскопа при воздействии на него линейной вибрации в диапазоне частот от 800 Гц до 1100 Гц и по наибольшему отклонению скорости дрейфа от уровня скорости дрейфа без воздействия внешней вибрации находят первую и вторую резонансные частоты, обусловленные осевой и радиальной жесткостью упругого подвеса гироскопа, после чего гироскопы, устанавливаемые в гироплатформу, подбирают в пару таким образом, чтобы частоты резонансов одного гироскопа должны отличатся от частот резонансов другого гироскопа не менее, чем на 20 Гц, при этом вертикальный гироскоп гироплатформы не должен иметь в диапазоне ±15 Гц около частот резонансов курсового гироскопа составляющих собственной вибрации с виброускорением выше 0,04 g, а курсовой гироскоп не должен иметь в диапазоне ±15 Гц около частот резонансов вертикального гироскопа собственных составляющих вибраций с виброускорением выше 0,02 g, а скорость дрейфа от самораскочки должна быть не более 0,2°/ч для вертикального гироскопа и не более 0,4°/ч для курсового гироскопа.The technical result is achieved by the fact that in the known method of adjusting a dynamically tuned gyroscope, which includes measuring, when dynamically tuned gyroscopes are released, their drift velocity from self-swing, for which the amplitude of fluctuations in the drift velocity caused by a periodic change in the components of the spectrum of the own vibration of the ball bearing support of the gyroscope drive is determined, in addition before installation the gyroscope in the gyro platform, it is placed on the platform of the shaker, which has an elastic suspension, and when measuring the drift velocity from self-swing, the spectral composition of its own vibration and the values of the vibration components of this spectrum are found when the shaker is turned off, then the shaker is turned on and the gyroscope drift speed is measured when it is subjected to linear vibration in the frequency range from 800 Hz to 1100 Hz and according to the greatest deviation of the drift speed from the level of the drift speed without the influence of external vibration, the first and second resonance frequencies are found, due to determined by the axial and radial stiffness of the elastic suspension of the gyroscope, after which the gyroscopes installed in the gyro platform are matched in such a way that the resonance frequencies of one gyroscope should differ from the resonance frequencies of another gyroscope by at least 20 Hz, while the vertical gyroscope of the gyro platform should not have in the range of ± 15 Hz near the resonance frequencies of the course gyroscope components of its own vibration with vibration acceleration higher than 0.04 g, and the course gyroscope should not have in the range of ± 15 Hz near the resonance frequencies of the vertical gyroscope of natural vibration components with vibration acceleration above 0.02 g, and the drift speed from self-swinging should be no more than 0.2 ° / h for a vertical gyroscope and no more than 0.4 ° / h for a heading gyroscope.
Таким образом, предлагаемый способ уменьшения вибрационных погрешностей гироплатформы на ДНГ имеет следующие отличия от известного способа:Thus, the proposed method for reducing the vibration errors of the gyro platform on the DNG has the following differences from the known method:
- вводится новое действие, связанное с определением частот спектральных составляющих собственной вибрации ДНГ и их величин;- a new action is introduced, associated with the determination of the frequencies of the spectral components of the own vibration of the DNG and their values;
- выполняется новое действие по определению резонансных частот упругого подвеса в результате воздействия на ДНГ внешней вибрации вибростенда;- a new action is performed to determine the resonance frequencies of the elastic suspension as a result of the impact on the DNG of the external vibration of the shaker;
- предложено новое качество при уменьшении вибрационных погрешностей гироплатформы на ДНГ, связанное с уменьшением вибропогрешностей, обусловленных взаимным вибрационным влиянием в гироплатформе двух ДНГ друг на друга;- a new quality is proposed for reducing the vibration errors of the gyro platform on the DNG, associated with a decrease in vibration errors caused by the mutual vibration influence in the gyro platform of two DNGs on each other;
- предложены на основе практического опыта критерии по: разносу резонансных частот двух ДНГ в гироплатформе; диапазону частот в области резонансных частот вертикального и курсового ДНГ, критичному к вибрационному взаимовлиянию; величинам допустимых скоростей дрейфа от самораскачки для вертикального и курсового ДНГ;- based on practical experience, the following criteria were proposed: the separation of the resonant frequencies of two DNGs in the gyro platform; the frequency range in the area of resonant frequencies of the vertical and directional DNG, which is critical to vibration interaction; values of permissible drift velocities from self-swinging for vertical and directional DNG;
- предложено при уменьшении погрешностей гироплатформы на ДНГ от собственных виброускорений применение генераторов питания электродвигателей приводов гироскопов, настроенных всегда на одинаковую частоту.- it is proposed to use power generators for electric motors of gyro drives, which are always tuned to the same frequency, while reducing the errors of the gyro platform on the DNG from its own vibration accelerations.
Предлагаемый способ используется в технической документации на гироскоп с внутренним карданом ГВК-6 в виде технических требований 6Д2.562.030 Д2.6 на подбор ГАК-6 в пары для гироплатформы.The proposed method is used in technical documentation for a gyroscope with an internal gimbal GVK-6 in the form of technical requirements 6D2.562.030 D2.6 for the selection of GAK-6 in pairs for the gyro platform.
Использование предлагаемого способа позволяет повысить технические характеристики гироплатформы на ДНГ, в частности, уменьшить "корпусную" скорость дрейфа, вызванную изменением жесткостных характеристик карданового подвеса стабилизированной платформы с ДНГ, при изменении ее ориентации относительно корпуса гироплатформы, обусловленную изменением пространственной ориентации объекта.Using the proposed method allows you to improve the technical characteristics of the gyro platform on the DNG, in particular, to reduce the "hull" drift speed caused by a change in the rigidity characteristics of the gimbal of a stabilized platform with DNG, when changing its orientation relative to the body of the gyro platform, due to a change in the spatial orientation of the object.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134744A RU2750180C1 (en) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | Method for reducing vibration errors of gyro platform using dynamically tuned gyroscopes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134744A RU2750180C1 (en) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | Method for reducing vibration errors of gyro platform using dynamically tuned gyroscopes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2750180C1 true RU2750180C1 (en) | 2021-06-23 |
Family
ID=76504716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020134744A RU2750180C1 (en) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | Method for reducing vibration errors of gyro platform using dynamically tuned gyroscopes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2750180C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2253840C1 (en) * | 2004-04-05 | 2005-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (ФГУП "ВНИИ "Сигнал") | Mode of adjusting of a gyroscope |
SU1598615A1 (en) * | 1989-04-18 | 2005-07-10 | Г.М. Виноградов | METHOD OF ADJUSTMENT OF A DYNAMICALLY ADJUSTABLE GYRO |
CN109000683A (en) * | 2018-08-30 | 2018-12-14 | 衡阳市衡山科学城科技创新研究院有限公司 | A kind of DTG used group of static drift scaling method and device |
RU2690039C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-05-30 | Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение Электромеханики" | Balancing method of dynamically tuned gyroscope |
-
2020
- 2020-10-22 RU RU2020134744A patent/RU2750180C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1598615A1 (en) * | 1989-04-18 | 2005-07-10 | Г.М. Виноградов | METHOD OF ADJUSTMENT OF A DYNAMICALLY ADJUSTABLE GYRO |
RU2253840C1 (en) * | 2004-04-05 | 2005-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (ФГУП "ВНИИ "Сигнал") | Mode of adjusting of a gyroscope |
RU2690039C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-05-30 | Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение Электромеханики" | Balancing method of dynamically tuned gyroscope |
CN109000683A (en) * | 2018-08-30 | 2018-12-14 | 衡阳市衡山科学城科技创新研究院有限公司 | A kind of DTG used group of static drift scaling method and device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6014929B2 (en) | Synchronous disturbance compensation device in magnetically suspended rotor | |
JPH0228011B2 (en) | ||
Muszynska | Forward and backward precession of a vertical anisotropically supported rotor | |
RU2750180C1 (en) | Method for reducing vibration errors of gyro platform using dynamically tuned gyroscopes | |
KR20180134991A (en) | Method and apparatus for controlling vibration of a ship propulsion system | |
US6140790A (en) | Active electromagnetic damping system for spindle motors | |
Lindley et al. | James Clayton Paper: Some Recent Research on the Balancing of Large Flexible Rotors | |
RU2427801C2 (en) | Method of predicting variable component of output signal of electromechanical angular velocity sensor (avs) during manufacture of gyromotor thereof based on characteristics of angular vibrations excited by gyromotor, and installation for realising said method | |
RU2382331C1 (en) | Monaxonic power gyrostabiliser | |
CN113252068B (en) | Method for determining dynamic characteristics of inertial measurement unit | |
Panovko et al. | The control of the resonant mode of a vibrating machine that is driven by an asynchronous electro motor | |
RU2065575C1 (en) | Process of adjustment of gyroscope tuned dynamically | |
RU2690039C1 (en) | Balancing method of dynamically tuned gyroscope | |
US2928281A (en) | Sensitive instrument | |
Nikiforov et al. | Self-excitation of an experimental rotor with radial walls and filled partially with liquid | |
US2836981A (en) | Acceleration error compensation | |
RU2059214C1 (en) | Method and device for determination of unbalance of rotor | |
US4002078A (en) | Dynamically tuned gyroscopes | |
RU2157965C1 (en) | Dynamically tunable gyro | |
RU2795641C1 (en) | Rotor balancing device | |
GB191514032A (en) | Improvements in Gyrostatic Apparatus. | |
Vispute et al. | Single plane balancing of rotor | |
SU911195A1 (en) | Method of determination of rotor ball bearing support rigidity characteristics | |
SU412509A1 (en) | ||
SU1296879A1 (en) | Method of balancing rotors |