RU2767715C1 - Biaxial indicator gyrostabilizer - Google Patents
Biaxial indicator gyrostabilizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767715C1 RU2767715C1 RU2021114117A RU2021114117A RU2767715C1 RU 2767715 C1 RU2767715 C1 RU 2767715C1 RU 2021114117 A RU2021114117 A RU 2021114117A RU 2021114117 A RU2021114117 A RU 2021114117A RU 2767715 C1 RU2767715 C1 RU 2767715C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- computing unit
- axis
- adder
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гироскопической технике, а более конкретно к двухосным индикаторным гиростабилизаторам на микромеханических гироскопах, работающим на пилотируемых и беспилотных летательных аппаратах (ЛА) и предназначенных для одновременного выполнения функции стабилизации оптической аппаратуры и управления ее положением в пространстве, а так же функции выработки информации об углах крена и тангажа ЛА.The invention relates to gyroscopic technology, and more specifically to biaxial indicator gyrostabilizers on micromechanical gyroscopes operating on manned and unmanned aerial vehicles (LA) and designed to simultaneously perform the function of stabilizing optical equipment and controlling its position in space, as well as the function of generating information about aircraft roll and pitch angles.
Известен двухосный индикаторный гиростабилизатор на микромеханических гироскопах, предназначенный для стабилизации и управления оптической аппаратурой в пространстве (Малютин Д.М., Малютина М.Д., Филин И.В. Индикаторный гиростабилизатор на микромеханических гироскопах / Инженерный журнал «Справочник» №1 (166) с Приложением -М.: Издательство «Машиностроение», 2011. - с. 44-53). Двухосный индикаторный гиростабилизатор содержит наружную рамку, установленную на основании с вращением относительно оси параллельной продольной оси ЛА и расположенную в ней платформу, вращающуюся относительно оси перпендикулярной оси вращения наружной рамки, установленный на оси вращения наружной рамки первый датчик момента, вход которого соединен через первый усилитель мощности и первый корректирующий фильтр с выходом первого микромеханического датчика угловой скорости, установленного на платформе с осью чувствительности параллельной оси вращения наружной рамки индикаторного гиростабилизатора; установленный на оси вращения платформы второй датчик момента, вход которого соединен через второй усилитель мощности и второй корректирующий фильтр с выходом второго микромеханического датчика угловой скорости установленного на платформе с осью чувствительности параллельной оси вращения платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, первый микромеханический акселерометр установленный на платформе с осью чувствительности параллельной оси платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, второй микромеханический акселерометр установленный на платформе с осью чувствительности параллельной оси наружной рамки двухосного индикаторного гиростабилизатора, третий микромеханический акселерометр установленный на платформе с осью чувствительности перпендикулярной плоскости платформы, первый датчик угла командных сигналов, установленный на оси наружной рамки двухосного индикаторного гиростабилизатора, второй датчик угла командных сигналов, установленный на оси платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, оптико-электронный датчик, установленный на платформе так, что его оптическая ось перпендикулярна плоскости платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора. Недостатком такого двухосного индикаторного гиростабилизатора является то, что он не приспособлен для одновременного выполнения функции стабилизации и управления оптической аппаратурой в пространстве и функции выработки информации об углах крена и тангажа ЛА. В режиме управления двухосным индикаторным гиростабилизатором при отклонении платформы с оптико-электронным датчиком в пространстве система координат связанная с платформой, относительно которой вырабатывается информация об углах крена и тангажа, так же поворачивается в пространстве, в результате чего в выходных сигналах первого датчика угла командных сигналов и второго датчика угла командных сигналов появляется погрешность.Known biaxial indicator gyrostabilizer on micromechanical gyroscopes, designed to stabilize and control optical equipment in space (Malyutin D.M., Malyutina M.D., Filin I.V. Indicator gyrostabilizer on micromechanical gyroscopes / Engineering magazine "Reference" No. 1 (166 ) with Appendix -M .: Mashinostroenie Publishing House, 2011. - pp. 44-53). The biaxial indicator gyrostabilizer contains an outer frame mounted on a base with rotation relative to the axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft and a platform located in it, rotating relative to the axis perpendicular to the axis of rotation of the outer frame, the first moment sensor installed on the axis of rotation of the outer frame, the input of which is connected through the first power amplifier and the first corrective filter with the output of the first micromechanical angular velocity sensor installed on the platform with the sensitivity axis parallel to the rotation axis of the outer frame of the indicator gyrostabilizer; the second torque sensor mounted on the platform rotation axis, the input of which is connected through the second power amplifier and the second corrective filter with the output of the second micromechanical angular velocity sensor installed on the platform with the sensitivity axis parallel to the platform rotation axis of the biaxial indicator gyrostabilizer, the first micromechanical accelerometer installed on the platform with the sensitivity axis parallel to the platform axis of the biaxial indicator gyrostabilizer, the second micromechanical accelerometer mounted on the platform with the sensitivity axis parallel to the axis of the outer frame of the biaxial indicator gyrostabilizer, the third micromechanical accelerometer installed on the platform with the sensitivity axis perpendicular to the platform plane, the first command signal angle sensor mounted on the axis of the outer frame of the biaxial indicator gyrostabilizer gyrostabilizer, the second sensor of the angle of command signals, installed on the axis of the platform of the two-axis indicator ator gyrostabilizer, an optical-electronic sensor mounted on the platform so that its optical axis is perpendicular to the plane of the platform of the biaxial indicator gyrostabilizer. The disadvantage of such a two-axis indicator gyrostabilizer is that it is not adapted to simultaneously perform the function of stabilizing and controlling optical equipment in space and the function of generating information about the roll and pitch angles of the aircraft. In the control mode of a two-axis indicator gyrostabilizer, when the platform with an optoelectronic sensor deviates in space, the coordinate system associated with the platform, relative to which information about the roll and pitch angles is generated, also rotates in space, as a result of which in the output signals of the first sensor the angle of command signals and of the second angle sensor of the command signals, an error appears.
Наиболее близким (прототипом) является двухосный индикаторный гиростабилизатор на микромеханических гироскопах для одновременного выполнения функции стабилизации оптической аппаратуры и управления ее положением в пространстве, а так же функции выработки информации об углах крена и тангажа ЛА (ДВУХОСНЫЙ ИНДИКАТОРНЫЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР Малютина М.Д., Малютин Д.М. Патент на полезную модель RU 120491 U1, 20.09.2012. Заявка №2012116322/28 от 23.04.2012). Двухосный индикаторный гиростабилизатор содержит наружную рамку, установленную на основании с вращением относительно оси параллельной продольной оси ЛА и расположенную в ней платформу, вращающуюся относительно оси перпендикулярной оси вращения наружной рамки, установленный на оси вращения наружной рамки первый датчик момента, вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности, вход которого соединен с выходом первого корректирующего фильтра, вход первого корректирующего фильтра соединен с выходом первого сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого микромеханического датчика угловой скорости установленного на платформе с осью чувствительности параллельной оси вращения наружной рамки двухосного индикаторного гиростабилизатора, установленный на оси вращения внутренней рамки второй датчик момента, вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, вход которого соединен с выходом второго корректирующего фильтра, вход второго корректирующего фильтра соединен с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго микромеханического датчика угловой скорости установленного на платформе с осью чувствительности параллельной оси вращения платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, первый микромеханический акселерометр, установленный на платформе с осью чувствительности параллельной оси вращения платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с входом первого усилителя, выход первого усилителя соединен с вторым входом первого сумматора, второй микромеханический акселерометр, установленный на платформе с осью чувствительности параллельной оси наружной рамки двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с входом второго усилителя, выход второго усилителя соединен с вторым входом второго сумматора; первый датчик угла командных сигналов, установленный на оси наружной рамки двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй датчик угла командных сигналов, установленный на оси платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора; оптико-электронный датчик, установленный на платформе, оптическая ось которого перпендикулярна плоскости платформы гиростабилизатора, первое устройство управления, выход которого соединен с вторым входом пятого сумматора вычислительного устройства канала наружной рамки (ВУКНР), а также соединен с третьим входом первого сумматора, выход пятого сумматора ВУКНР соединен с первым вычислительным блоком ВУКНР, выход первого вычислительного блока ВУКНР соединен с входом второго вычислительного блока ВУКНР, выход которого соединен с входом третьего вычислительного блока ВУКНР, выход третьего вычислительного блока соединен с вторым входом четвертого вычислительного блока ВУКНР, первый вход которого соединен с выходом второго датчика угла командных сигналов, а выход соединен с входом пятого вычислительного блока ВУКНР, а также соединен с входом шестого вычислительного блока ВУКНР, выход шестого вычислительного блока ВУКНР соединен с входом седьмого вычислительного блока ВУКНР, а также соединен с входом девятого вычислительного блока ВУКНР, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, выход седьмого вычислительного блока ВУКНР соединен с входом восьмого вычислительного блока ВУКНР, выход которого соединен с третьим входом пятого сумматора ВУКНР, выход пятого вычислительного блока ВУКНР соединен с первым входом пятого сумматора ВУКНР; второе устройство управления, выход которого соединен с вторым входом шестого сумматора вычислительного устройства канала платформы (ВУКП), а также соединен с третьим входом второго сумматора, выход шестого сумматора ВУКП соединен с десятым вычислительным блоком ВУКП, выход десятого вычислительного блока ВУКП соединен с входом одиннадцатого вычислительного блока ВУКП, выход которого соединен с входом двенадцатого вычислительного блока ВУКП, выход двенадцатого вычислительного блока ВУКП соединен с входом тринадцатого вычислительного блока ВУКП, выход которого соединен с входом четырнадцатого вычислительного блока ВУКП, а также соединен с входом пятнадцатого вычислительного блока ВУКП, выход пятнадцатого вычислительного блока ВУКП соединен с входом шестнадцатого вычислительного блока ВУКП, а также соединен с входом восемнадцатого вычислительного блока ВУКП, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход шестнадцатого вычислительного блока ВУКП соединен с входом семнадцатого вычислительного блока ВУКП, выход которого соединен с третьим входом шестого сумматора ВУКП, выход четырнадцатого вычислительного блока ВУКП соединен с первым входом шестого сумматора ВУКП.The closest (prototype) is a two-axis indicator gyrostabilizer on micromechanical gyroscopes to simultaneously perform the function of stabilizing optical equipment and controlling its position in space, as well as the function of generating information about the roll and pitch angles of the aircraft (TWO-AXIS INDICATOR GYROSTABILIZER Malyutina M.D., Malyutin D. M. Utility model patent RU 120491 U1, 09/20/2012 Application No. 2012116322/28 dated 04/23/2012). The biaxial indicator gyrostabilizer contains an outer frame mounted on a base with rotation relative to an axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft and a platform located in it, rotating relative to an axis perpendicular to the axis of rotation of the outer frame, the first moment sensor installed on the axis of rotation of the outer frame, the input of which is connected to the output of the first amplifier power, the input of which is connected to the output of the first corrective filter, the input of the first corrective filter is connected to the output of the first adder, the first input of which is connected to the output of the first micromechanical angular velocity sensor installed on the platform with the sensitivity axis parallel to the rotation axis of the outer frame of the biaxial indicator gyrostabilizer, mounted on the axis rotation of the inner frame, the second torque sensor, the input of which is connected to the output of the second power amplifier, the input of which is connected to the output of the second correction filter, the input of the second correction filter is connected n with the output of the second adder, the first input of which is connected to the output of the second micromechanical sensor of the angular velocity mounted on the platform with the axis of sensitivity parallel to the axis of rotation of the platform of the biaxial indicator gyrostabilizer, the first micromechanical accelerometer installed on the platform with the axis of sensitivity parallel to the axis of rotation of the platform of the biaxial indicator gyrostabilizer, output which is connected to the input of the first amplifier, the output of the first amplifier is connected to the second input of the first adder, the second micromechanical accelerometer mounted on a platform with a sensitivity axis parallel to the axis of the outer frame of the biaxial indicator gyrostabilizer, the output of which is connected to the input of the second amplifier, the output of the second amplifier is connected to the second input the second adder; the first command signal angle sensor mounted on the axis of the outer frame of the biaxial indicator gyrostabilizer, the output of which is connected to the first input of the third adder, the second command signal angle sensor installed on the platform axis of the biaxial indicator gyrostabilizer, the output of which is connected to the first input of the fourth adder; optoelectronic sensor mounted on the platform, the optical axis of which is perpendicular to the plane of the gyrostabilizer platform, the first control device, the output of which is connected to the second input of the fifth adder of the external frame channel computing device (VUKNR), and is also connected to the third input of the first adder, the output of the fifth adder VUKNR is connected to the first computing unit VUKNR, the output of the first computing unit VUKNR is connected to the input of the second computing unit VUKNR, the output of which is connected to the input of the third computing unit VUKNR, the output of the third computing unit is connected to the second input of the fourth computing unit VUKNR, the first input of which is connected to the output of the second command signal angle sensor, and the output is connected to the input of the fifth computing unit VUKNR, and is also connected to the input of the sixth computing unit VUKNR, the output of the sixth computing unit VUKNR is connected to the input of the seventh computing unit VUKNR, and is also connected to the input of the ninth computing unit VUKNR, the output of which is connected to the second input of the third adder, the output of the seventh computing unit VUKNR is connected to the input of the eighth computing unit VUKNR, the output of which is connected to the third input of the fifth adder VUKNR, the output of the fifth computing unit VUKNR is connected to the first input of the fifth adder VUKNR ; the second control device, the output of which is connected to the second input of the sixth adder of the computing device of the platform channel (PCCD), and is also connected to the third input of the second adder, the output of the sixth adder PCCD is connected to the tenth computing unit PCCD, the output of the tenth computing unit PCCD is connected to the input of the eleventh computing block VUKP, the output of which is connected to the input of the twelfth computing unit VUKP, the output of the twelfth computing unit VUKP is connected to the input of the thirteenth computing unit VUKP, the output of which is connected to the input of the fourteenth computing unit VUKP, and is also connected to the input of the fifteenth computing unit VUKP, the output of the fifteenth computing unit VUKP is connected to the input of the sixteenth computing unit VUKP, and is also connected to the input of the eighteenth computing unit VUKP, the output of which is connected to the second input of the fourth adder, the output of the sixteenth computing unit VUKP is connected to the input of the seed the tenth computing unit VUKP, the output of which is connected to the third input of the sixth adder VUKP, the output of the fourteenth computing unit VUKP is connected to the first input of the sixth adder VUKP.
Недостатком прототипа являются большие погрешности стабилизации оптической аппаратуры, вызванные действием возмущающих инерционных моментов, моментов сил сухого и вязкого трения. Эти погрешности входят составной частью в итоговую погрешность определения углов крена и тангажа.The disadvantage of the prototype are large errors in the stabilization of optical equipment caused by the action of perturbing inertial moments, moments of forces of dry and viscous friction. These errors are an integral part of the final error in determining the roll and pitch angles.
Технической задачей изобретения является увеличение точности многофункционального двухосного индикаторного гиростабилизатора, при выполнении двухосным индикаторным гиростабилизатором функции стабилизации и управления оптической аппаратурой в пространстве и функции выработки информации об углах крена и тангажа ЛА.The technical objective of the invention is to increase the accuracy of a multifunctional two-axis indicator gyrostabilizer, when the two-axis indicator gyrostabilizer performs the function of stabilizing and controlling optical equipment in space and the function of generating information about the roll and pitch angles of the aircraft.
Задача решается тем, что двухосный индикаторный гиростабилизатор содержит наружную рамку, установленную на основании с вращением относительно оси параллельной продольной оси ЛА и расположенную в ней платформу, вращающуюся относительно оси перпендикулярной оси вращения наружной рамки, установленный на оси вращения наружной рамки первый датчик момента, вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности, вход которого соединен с выходом третьего корректирующего фильтра, вход третьего корректирующего фильтра соединен с выходом первого корректирующего фильтра, вход первого корректирующего фильтра соединен с выходом первого сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого микромеханического датчика угловой скорости установленного на платформе с осью чувствительности параллельной оси вращения наружной рамки двухосного индикаторного гиростабилизатора, установленный на оси вращения внутренней рамки второй датчик момента, вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, вход которого соединен с выходом четвертого корректирующего фильтра, вход которого соединен с выходом второго корректирующего фильтра, вход второго корректирующего фильтра соединен с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго микромеханического датчика угловой скорости установленного на платформе с осью чувствительности параллельной оси вращения платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, первый микромеханический акселерометр, установленный на платформе с осью чувствительности параллельной оси вращения платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с входом первого усилителя, выход первого усилителя соединен с вторым входом первого сумматора, второй микромеханический акселерометр, установленный на платформе с осью чувствительности параллельной оси наружной рамки двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с входом второго усилителя, выход второго усилителя соединен с вторым входом второго сумматора; первый датчик угла командных сигналов, установленный на оси наружной рамки двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй датчик угла командных сигналов, установленный на оси платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора; оптико-электронный датчик, установленный на платформе, оптическая ось которого перпендикулярна плоскости платформы гиростабилизатора, первое устройство управления, выход которого соединен с вторым входом пятого сумматора вычислительного устройства канала наружной рамки (ВУКНР), а также соединен с третьим входом первого сумматора, выход пятого сумматора ВУКНР соединен с первым вычислительным блоком ВУКНР, выход первого вычислительного блока ВУКНР соединен с входом девятнадцатого вычислительного блока ВУКНР, выход девятнадцатого вычислительного блока ВУКНР соединен с входом второго вычислительного блока ВУКНР, выход второго вычислительного блока ВУКНР соединен с входом третьего вычислительного блока ВУКНР, выход третьего вычислительного блока соединен с вторым входом четвертого вычислительного блока ВУКНР, первый вход которого соединен с выходом второго датчика угла командных сигналов, а выход соединен с входом пятого вычислительного блока ВУКНР, а также соединен с входом шестого вычислительного блока ВУКНР, выход шестого вычислительного блока ВУКНР соединен с входом седьмого вычислительного блока ВУКНР, а также соединен с входом девятого вычислительного блока ВУКНР, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, выход седьмого вычислительного блока ВУКНР соединен со входом восьмого вычислительного блока ВУКНР, выход которого соединен с третьим входом пятого сумматора ВУКНР, выход пятого вычислительного блока ВУКНР соединен с первым входом пятого сумматора ВУКНР; второе устройство управления, выход которого соединен с вторым входом шестого сумматора вычислительного устройства канала платформы (ВУКП), а также соединен с третьим входом второго сумматора, выход шестого сумматора ВУКП соединен с десятым вычислительным блоком ВУКП, выход десятого вычислительного блока ВУКП соединен с входом двадцатого вычислительного блока ВУКП, выход двадцатого вычислительного блока соединен с входом одиннадцатого вычислительного блока ВУКП, выход которого соединен с входом двенадцатого вычислительного блока ВУКП, выход двенадцатого вычислительного блока ВУКП соединен с входом тринадцатого вычислительного блока ВУКП, выход которого соединен с входом четырнадцатого вычислительного блока ВУКП, а также соединен с входом пятнадцатого вычислительного блока ВУКП, выход пятнадцатого вычислительного блока ВУКП соединен с входом шестнадцатого вычислительного блока ВУКП, а также соединен с входом восемнадцатого вычислительного блока ВУКП, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход шестнадцатого вычислительного блока ВУКП соединен с входом семнадцатого вычислительного блока ВУКП, выход которого соединен с третьим входом шестого сумматора ВУКП, выход четырнадцатого вычислительного блока ВУКП соединен с первым входом шестого сумматора ВУКП.The problem is solved by the fact that the biaxial indicator gyrostabilizer contains an outer frame mounted on a base with rotation about an axis parallel to the longitudinal axis of the aircraft and a platform located in it, rotating about an axis perpendicular to the axis of rotation of the outer frame, installed on the axis of rotation of the outer frame, the first moment sensor, the input of which connected to the output of the first power amplifier, the input of which is connected to the output of the third corrective filter, the input of the third corrective filter is connected to the output of the first corrective filter, the input of the first corrective filter is connected to the output of the first adder, the first input of which is connected to the output of the first micromechanical angular velocity sensor installed on the platform with a sensitivity axis parallel to the axis of rotation of the outer frame of the biaxial indicator gyrostabilizer, mounted on the axis of rotation of the inner frame of the second torque sensor, the input of which is connected to the output of the second power amplifier axis, the input of which is connected to the output of the fourth corrective filter, the input of which is connected to the output of the second corrective filter, the input of the second corrective filter is connected to the output of the second adder, the first input of which is connected to the output of the second micromechanical angular velocity sensor installed on the platform with a sensitivity axis parallel to the axis of rotation platform of a biaxial indicator gyrostabilizer, the first micromechanical accelerometer mounted on a platform with a sensitivity axis parallel to the axis of rotation of the platform of a biaxial indicator gyrostabilizer, the output of which is connected to the input of the first amplifier, the output of the first amplifier is connected to the second input of the first adder, the second micromechanical accelerometer installed on the platform with the axis sensitivity of the parallel axis of the outer frame of the biaxial indicator gyrostabilizer, the output of which is connected to the input of the second amplifier, the output of the second amplifier is connected to the second input of the auto horn adder; the first command signal angle sensor mounted on the axis of the outer frame of the biaxial indicator gyrostabilizer, the output of which is connected to the first input of the third adder, the second command signal angle sensor installed on the platform axis of the biaxial indicator gyrostabilizer, the output of which is connected to the first input of the fourth adder; optoelectronic sensor mounted on the platform, the optical axis of which is perpendicular to the plane of the gyrostabilizer platform, the first control device, the output of which is connected to the second input of the fifth adder of the external frame channel computing device (VUKNR), and is also connected to the third input of the first adder, the output of the fifth adder VUKNR is connected to the first computing unit VUKNR, the output of the first computing unit VUKNR is connected to the input of the nineteenth computing unit VUKNR, the output of the nineteenth computing unit VUKNR is connected to the input of the second computing unit VUKNR, the output of the second computing unit VUKNR is connected to the input of the third computing unit VUKNR, the output of the third computing block is connected to the second input of the fourth computing unit VUKNR, the first input of which is connected to the output of the second sensor of the angle of the command signals, and the output is connected to the input of the fifth computational unit VUKNR, and is also connected to the input of the sixth computation the output of the sixth computing unit VUKNR, the output of the sixth computing unit VUKNR is connected to the input of the seventh computing unit VUKNR, and is also connected to the input of the ninth computing unit VUKNR, the output of which is connected to the second input of the third adder, the output of the seventh computing unit VUKNR is connected to the input of the eighth computing unit VUKNR, the output which is connected to the third input of the fifth adder VUKNR, the output of the fifth computing unit VUKNR connected to the first input of the fifth adder VUKNR; the second control device, the output of which is connected to the second input of the sixth adder of the computing device of the platform channel (PCCD), and is also connected to the third input of the second adder, the output of the sixth adder PCCD is connected to the tenth computing unit PCCD, the output of the tenth computing unit PCCD is connected to the input of the twentieth computing block VUKP, the output of the twentieth computing unit is connected to the input of the eleventh computing unit VUKP, the output of which is connected to the input of the twelfth computing unit VUKP, the output of the twelfth computing unit VUKP is connected to the input of the thirteenth computing unit VUKP, the output of which is connected to the input of the fourteenth computing unit VUKP, and also connected to the input of the fifteenth computing unit VUKP, the output of the fifteenth computing unit VUKP is connected to the input of the sixteenth computing unit VUKP, and is also connected to the input of the eighteenth computing unit VUKP, the output of which is connected to the second input house of the fourth adder, the output of the sixteenth computing unit VUKP is connected to the input of the seventeenth computing unit VUKP, the output of which is connected to the third input of the sixth adder VUKP, the output of the fourteenth computing unit VUKP is connected to the first input of the sixth adder VUKP.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема двухосного индикаторного гиростабилизатора. На фиг. 2 и фиг. 3 изображены принципиальные схемы вычислительных устройств каналов наружной рамки и платформы соответственно. На фиг 4. изображен график управляющего сигнала по каналу наружной рамки. На фиг. 5 изображен график процесса поворота платформы с оптико-электронным датчиком, как реакция на управляющий сигнал по каналу наружной рамки. На фиг. 6 изображены графики логарифмических амплитудно фазовых частотных характеристик (ЛАФЧХ) прототипа и предлагаемого индикаторного гиростабилизатора по передаточной функции разомкнутой системы. На фиг. 7 изображены графики ЛАФЧХ предлагаемого индикаторного гиростабилизатора по передаточной функции замкнутой системы, являющейся отношением погрешности стабилизации к возмущающему моменту относительно оси наружной рамки. На фиг. 8 изображены графики переходных процессов прототипа и предлагаемого индикаторного гиростабилизатора, как реакция на ступенчатый возмущающий момент относительно оси наружной рамки с амплитудой 1 Нм.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a biaxial indicator gyrostabilizer. In FIG. 2 and FIG. 3 shows the schematic diagrams of the computing devices of the channels of the outer frame and platform, respectively. In Fig 4. shows a graph of the control signal through the channel of the outer frame. In FIG. 5 shows a graph of the process of turning the platform with an optoelectronic sensor as a response to a control signal through the channel of the outer frame. In FIG. 6 shows graphs of the logarithmic amplitude-phase frequency characteristics (LAFC) of the prototype and the proposed indicator gyrostabilizer according to the transfer function of an open system. In FIG. 7 shows the graphs of the LAFC of the proposed indicator gyrostabilizer according to the transfer function of a closed system, which is the ratio of the stabilization error to the disturbing moment relative to the axis of the outer frame. In FIG. 8 shows the graphs of transient processes of the prototype and the proposed indicator gyrostabilizer as a response to a stepped disturbing moment relative to the axis of the outer frame with an amplitude of 1 Nm.
Двухосный индикаторный гиростабилизатор содержит наружную рамку 1, установленную на основании с вращением относительно оси параллельной продольной оси ЛА и расположенную в ней платформу 2, вращающуюся относительно оси перпендикулярной оси вращения наружной рамки 1, установленный на оси вращения наружной рамки первый датчик момента 3, вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности 4, вход которого соединен с выходом третьего корректирующего фильтра 46, вход которого соединен с выходом первого корректирующего фильтра 5, вход первого корректирующего фильтра 5 соединен с выходом первого сумматора 6, первый вход которого соединен с выходом первого микромеханического датчика угловой скорости 7 установленного на платформе 2 с осью чувствительности параллельной оси вращения наружной рамки 1 двухосного индикаторного гиростабилизатора; установленный на оси вращения платформы второй датчик момента 8, вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности 9, вход которого соединен с выходом четвертого корректирующего фильтра 47, вход четвертого корректирующего фильтра 47 соединен с выходом второго корректирующего фильтра 10, вход второго корректирующего фильтра 10 соединен с выходом второго сумматора 11, первый вход которого соединен с выходом второго микромеханического датчика угловой скорости 12, установленного на платформе 2 с осью чувствительности параллельной оси вращения платформы 2 двухосного индикаторного гиростабилизатора, первый микромеханический акселерометр 13, установленный на платформе 2 с осью чувствительности параллельной оси вращения платформы двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с входом первого усилителя 14, выход первого усилителя 14 соединен с вторым входом первого сумматора 6, второй микромеханический акселерометр 15, установленный на платформе 2 с осью чувствительности параллельной оси наружной рамки двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с входом второго усилителя 16, выход второго усилителя 16 соединен с вторым входом второго сумматора 11; первого датчика угла командных сигналов 17, установленного на оси наружной рамки 1 двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора 18, второго датчика угла командных сигналов 19, установленного на оси вращения платформы 2 двухосного индикаторного гиростабилизатора, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора 20; оптико-электронный датчик 21 установленный на платформе 2, оптическая ось которого перпендикулярна плоскости платформы 2 двухосного индикаторного гиростабилизатора, первое устройство управления 22, выход которого соединен с вторым входом пятого сумматора 24 вычислительного устройства канала наружной рамки (ВУКНР) 23, а также соединен с третьим входом первого сумматора 6, выход пятого сумматора 24 ВУКНР 23 соединен с входом первого вычислительного блока 25 ВУКНР 23, выход первого вычислительного блока 25 ВУКНР 23 соединен с входом девятнадцатого вычислительного блока 48 ВУКНР 23, выход девятнадцатого вычислительного блока 48 ВУКНР 23 соединен с входом второго вычислительного блока 26 ВУКНР 23, выход которого соединен со входом третьего вычислительного блока 27 ВУКНР 23, выход третьего вычислительного блока 27 ВУКНР 23 соединен с вторым входом четвертого вычислительного блока 28 ВУКНР 23, первый вход которого соединен с выходом второго датчика угла командных сигналов 19, а выход соединен с входом пятого вычислительного блока 29 ВУКНР 23, а также соединен с входом шестого вычислительного блока 30 ВУКНР 23, выход шестого вычислительного блока 30 ВУКНР 23 соединен с входом седьмого вычислительного блока 31 ВУКНР 23, а также соединен с входом девятого вычислительного блока 33 ВУКНР 23, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора 18, выход седьмого вычислительного блока 31 ВУКНР 23 соединен с входом восьмого вычислительного блока 32 ВУКНР 23, выход которого соединен с третьим входом пятого сумматора 24 ВУКНР 23, выход пятого вычислительного блока 29 ВУКНР 23 соединен с первым входом пятого сумматора 24 ВУКНР 23; второе устройство управления 34, выход которого соединен с вторым входом шестого сумматора 36 вычислительного устройства канала платформы (ВУКП) 35, а также соединен с третьим входом второго сумматора 11, выход шестого сумматора 36 ВУКП 35 соединен с входом десятого вычислительного блока 37 ВУКП 35, выход десятого вычислительного блока 37 ВУКП 35 соединен с входом двадцатого вычислительного блока 49 ВУКП 35, выход двадцатого вычислительного блока 49 ВУКП 35 соединен со входом одиннадцатого вычислительного блока 38 ВУКП 35, выход которого соединен с входом двенадцатого вычислительного блока 39 ВУКП 35, выход двенадцатого вычислительного блока 39 ВУКП 35 соединен с входом тринадцатого вычислительного блока 40 ВУКП35, выход которого соединен с входом четырнадцатого вычислительного блока 41 ВУКП 35, а также соединен с входом пятнадцатого вычислительного блока 42 ВУКП 35, выход пятнадцатого вычислительного блока 42 ВУКП 35 соединен с входом шестнадцатого вычислительного блока 43 ВУКП 35, а также соединен с входом восемнадцатого вычислительного блока 45 ВУКП 35, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора 20, выход шестнадцатого вычислительного блока 43 ВУКП 35 соединен с входом семнадцатого вычислительного блока 44 ВУКП35, выход которого соединен с третьим входом шестого сумматора 36 ВУКП 35, выход четырнадцатого вычислительного блока 41 ВУКП 35 соединен с первым входом шестого сумматора 36 ВУКП 35.The biaxial indicator gyrostabilizer contains an
Работа устройства происходит следующим образом. При качке основания платформа 2 стремится сохранить свое положение в пространстве (в режиме стабилизации) благодаря обратной связи с первого микромеханического датчика угловой скорости 7 через первый сумматор 6, первый корректирующий фильтр 5, третий корректирующий фильтр 46, первый усилитель мощности 4 на первый датчик момента 3 по каналу наружной рамки и благодаря обратной связи со второго микромеханического датчика угловой скорости 12 через второй сумматор 11, второй корректирующий фильтр 10, четвертый корректирующий фильтр 47, второй усилитель мощности 9 на второй датчик момента 8 по каналу платформы. Передаточная функция первого корректирующего фильтра 5 имеет вид что обеспечивает интегрирование сигнала первого микромеханического датчика угловой скорости 7 и требуемые запасы устойчивости по каналу наружной рамки. Здесь Т1 - постоянная времени первого корректирующего фильтра 5, р - оператор Лапласа. Передаточная функция третьего корректирующего фильтра 46 имеет вид что обеспечивает расширение области устойчивости и возможность увеличения коэффициента усиления по контуру стабилизации канала наружной рамки. Здесь Т3, T4 - постоянные времени четвертого корректирующего фильтра 46. Передаточная функция второго корректирующего фильтра 10 имеет вид что обеспечивает интегрирование сигнала второго микромеханического датчика угловой скорости 12 и требуемые запасы устойчивости по каналу платформы. Здесь Т2 - постоянная времени второго корректирующего фильтра 10. Передаточная функция четвертого корректирующего фильтра 47 имеет вид что обеспечивает расширение области устойчивости и возможность увеличения коэффициента усиления по контуру стабилизации канала наружной рамки. Здесь Т5, Т6 - постоянные времени четвертого корректирующего фильтра 47. При начальном отклонении от плоскости горизонта первый микромеханический акселерометр 13 вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению платформы от горизонта по каналу наружной рамки, далее этот сигнал усиливается первым усилителем 14 и поступает на второй вход первого сумматора 6, что обеспечивает приведение платформы 2 к горизонту (в режиме коррекции) по каналу наружной рамки. Второй микромеханический акселерометр 15 вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению платформы от горизонта по каналу платформы, далее этот сигнал усиливается вторым усилителем 16 и поступает на второй вход сумматора 11, что обеспечивает приведение платформы 2 к горизонту (в режиме коррекции) по каналу платформы. При этом оптико-электронный датчик 21 расположен по направлению вертикали, а первый датчик угла командных сигналов 17 вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению ЛА по углу крена, который поступает на первый вход третьего сумматора 18 и далее в систему управления ЛА, второй датчик угла командных сигналов 19 вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению ЛА по углу тангажа, который поступает на первый вход четвертого сумматора 20 и далее в систему управления ЛА. Для отклонения оптико-электронного датчика 21 в пространстве относительно горизонта по оси наружной рамки 1 на угол α первое устройство управления 22 вырабатывает управляющий сигнал U1, который поступает на третий вход первого сумматора 6, однако поворот наружной рамки 1 с платформой 2 и оптико-электронным датчиком 21 приводит к появлению большой погрешности при выработке сигнала, пропорционального углу крена ЛА. С целью компенсации этой погрешности управляющий сигнал U1 поступает также на второй вход пятого сумматора 24 ВУКНР 23, с выхода которого сигнал поступает на вход первого вычислительного блока 25 ВУКНР 23. Первый вычислительный блок 25 ВУКНР 23 реализует передаточную функцию вида параметр T1, которой устанавливается равным постоянной времени первого корректирующего фильтра 5. Сигнал с выхода первого вычислительного блока 25 ВУКНР 23 поступает на вход девятнадцатого вычислительного блока 48 ВУКНР 23, который реализует передаточную функцию где параметр Тк3 устанавливается равным постоянной времени третьего корректирующего фильтра T3, параметр Тк4 устанавливается равным постоянной времени третьего корректирующего фильтра Т4. Сигнал с выхода девятнадцатого вычислительного блока 48 ВУКНР 23 поступает на вход второго вычислительного блока 26 ВУКНР 23, который реализует передаточную функцию вида W2(p)=Kум1, где параметр Кум1 устанавливается равным по величине коэффициенту передачи первого усилителя мощности 4. Сигнал с выхода второго вычислительного блока 26 ВУКНР 23 поступает на вход третьего вычислительного блока 27 ВУКНР 23, который реализует передаточную функцию вида , где параметр Кдс1 устанавливается равным по величине коэффициенту передачи по управляющему воздействию первого датчика момента 3, а параметр Тэм1 устанавливается равным по величине электромагнитной постоянной времени первого датчика момента 3. Выходной сигнал третьего вычислительного блока 27 ВУКНР 23 поступает на второй вход четвертого вычислительного блока 28 ВУКНР 23, на первый вход которого поступает сигнал U5, пропорциональный углу отклонения платформы 2 относительно наружной рамки 1. Четвертый вычислительный блок 28 ВУКНР 23 реализует передаточную функцию вида где параметр передаточной функции Кду2 устанавливается равным по величине коэффициенту передачи второго датчика угла командных сигналов 19, параметр Jny устанавливается равным по величине эквивалентному моменту инерции двухосного индикаторного гиростабилизатора по каналу наружной рамки, параметр b1 устанавливается равным по величине коэффициенту вязкого трения по оси наружной рамки 1. Выходной сигнал четвертого вычислительного блока 28 ВУКНР 23 поступает на вход пятого вычислительного блока 29 ВУКНР 23 и на вход шестого вычислительного блока 30 ВУКНР 23. Пятый вычислительный блок 29 ВУКНР 23 реализует передаточную функцию вида W5(p)=Kдус1, где параметр передаточной функции Kдус1 устанавливается равным по величине коэффициенту передачи первого микромеханического датчика угловой скорости 7. Выходной сигнал пятого вычислительного блока 29 ВУКНР 23 поступает на первый вход пятого сумматора 24 ВУКНР 23. Шестой вычислительный блок 30 ВУКНР 23 осуществляет интегрирование входного сигнала и реализует передаточную функцию вида Выходной сигнал шестого вычислительного блока 30 ВУКНР 23 поступает на вход седьмого вычислительного блока 31 ВУКНР 23, который реализует функцию вычисления синуса входной величины, а также поступает на вход девятого вычислительного блока 33 ВУКНР 23, выходной сигнал которого U2 поступает на второй вычитающий вход третьего сумматора 18. Девятый вычислительный блок 33 ВУКНР 23 реализует передаточную функцию W7(р)=Kду1, где параметр передаточной функции Kду1, устанавливается равным по величине коэффициенту передачи первого датчика угла командных сигналов 17. Выходной сигнал седьмого вычислительного блока 31 ВУКНР 23 поступает на вход восьмого вычислительного блока 32 ВУКНР 23. Восьмой вычислительный блок 32 ВУКНР 23 реализует передаточную функцию вида W8(p)=gK1, где параметр g устанавливается равным величине ускорения свободного падения, а параметр K1 устанавливается равным произведению коэффициентов передачи первого микромеханического акселерометра 13 и первого усилителя 14. Выходной сигнал восьмого вычислительного блока 32 ВУКНР 23 поступает на третий вход пятого сумматора 24 ВУКНР 23. Пятый сумматор 24 ВУКНР 23, первый вычислительный блок 25 ВУКНР 23, второй вычислительный блок 26 ВУКНР 23, третий вычислительный блок 27 ВУКНР 23, четвертый вычислительный блок 28 ВУКНР 23, пятый вычислительной блок 29 ВУКНР 23, шестой вычислительный блок 30 ВУКНР 23, седьмой вычислительный блок 31 ВУКНР 23, восьмой вычислительный блок 32 ВУКНР 23, девятый вычислительный блок 33 ВУКНР 23, девятнадцатый вычислительный блок 48 ВУКНР 23 с системой связей представляют собой нелинейную динамическую модель двухосного индикаторного гиростабилизатора с замкнутыми контуром стабилизации и замкнутым контуром коррекции по каналу наружной рамки. При подаче на второй вход пятого сумматора 24 ВУКНР 23 управляющего сигнала U1 реакция на выходе шестого вычислительного блока 30 ВУКНР 23 соответствует отклонению платформы 2 с оптико-электронным датчиком 21 в пространстве относительно горизонта по оси наружной рамки 1 на угол α. При подаче на второй вычитающий вход третьего сумматора 18 сигнала с выхода девятого вычислительного блока 33 ВУКНР 23 на выходе третьего сумматора 18 погрешность при выработке информации об угле крена ЛА будет скомпенсирована даже при больших углах поворота α платформы 2 вместе с оптико-электронным датчиком 21 не только в установившемся после поворота платформы 2 режиме, но и во время переходного режима. Сигнал Uγ с коэффициентом передачи Kду1 пропорционален углу крена γ ЛА. Для отклонения оптико-электронного датчика 21 в пространстве относительно горизонта по оси платформы 2 на угол β второе устройство управления 34 вырабатывает управляющий сигнал U3, который поступает на третий вход второго сумматора 11, однако поворот платформы 2 с оптико-электронным датчиком 21 приводит к появлению большой погрешности при выработке сигнала, пропорционального углу тангажа ЛА. С целью компенсации этой погрешности управляющий сигнал U3 поступает также на второй вход шестого сумматора 36 ВУКП 35, с выхода которого сигнал поступает на вход десятого вычислительного блока 37 ВУКП 35. Десятый вычислительный блок 37 ВУКП 35 реализует передаточную функцию вида параметр Т2 которой устанавливается равным постоянной времени второго корректирующего фильтра 10. Сигнал с выхода десятого вычислительного блока 37 ВУКП 35 поступает на вход двадцатого вычислительного блока 49 ВУКП 35, который реализует передаточную функцию где параметр Тк5 устанавливается равным постоянной времени четвертого корректирующего фильтра Т5, параметр Тк6 устанавливается равным постоянной времени четвертого корректирующего фильтра Т6. Сигнал с выхода двадцатого вычислительного блока 49 ВУКП 35 поступает на вход одиннадцатого вычислительного блока 38 ВУКП 35, который реализует передаточную функцию вида W10(p)=Кум2, где параметр Кум2, устанавливается равным по величине коэффициенту передачи второго усилителя мощности 9. Сигнал с выхода одиннадцатого вычислительного блока 38 ВУКП 35 поступает на вход двенадцатого вычислительного блока 39 ВУКП 35, который реализует передаточную функцию вида где параметр Kдс2 устанавливается равным по величине коэффициенту передачи по управляющему воздействию второго датчика момента 8, а параметр Тэм2 устанавливается равным по величине электромагнитной постоянной времени второго датчика момента 8. Выходной сигнал двенадцатого вычислительного блока 39 ВУКП 35 поступает на вход тринадцатого вычислительного блока 40 ВУКП 35. Тринадцатый вычислительный блок 40 ВУКП 35 реализует передаточную функцию вида где параметр Jnz устанавливается равным по величине эквивалентному моменту инерции двухосного индикаторного гиростабилизатора по каналу платформы, параметр b2 устанавливается равным по величине коэффициенту вязкого трения по оси платформы 2. Выходной сигнал тринадцатого вычислительного блока 40 ВУКП 35 поступает на вход четырнадцатого вычислительного блока 41 ВУКП 35 и на вход пятнадцатого вычислительного блока 42 ВУКП 35. Четырнадцатый вычислительный блок 41 ВУКП 35 реализует передаточную функцию вида W13(p)=Kдус2, где параметр передаточной функции Kдус2 устанавливается равным по величине коэффициенту передачи второго микромеханического датчика угловой скорости 12. Выходной сигнал четырнадцатого вычислительного блока 41 ВУКП 35 поступает на первый вход шестого сумматора 36 ВУКП 35. Пятнадцатый вычислительный блок 42 ВУКП 35 осуществляет интегрирование входного сигнала и реализует передаточную функцию вида Выходной сигнал пятнадцатого вычислительного блока 42 ВУКП 35 поступает на вход шестнадцатого вычислительного блока 43 ВУКП 35, который реализует функцию вычисления синуса входной величины, а также поступает на вход восемнадцатого вычислительного блока 45 ВУКП 35, выходной сигнал которого U4 поступает на второй вычитающий вход четвертого сумматора 20. Восемнадцатый вычислительный блок 45 ВУКП 35 реализует передаточную функцию W15(p)=Kду2, где параметр передаточной функции Kду2 устанавливается равным по величине коэффициенту передачи второго датчика угла командных сигналов 19. Выходной сигнал шестнадцатого вычислительного блока 43 ВУКП 35 поступает на вход семнадцатого вычислительного блока 44 ВУКП 35. Семнадцатый вычислительный блок 44 ВУКП 35 реализует передаточную функцию вида W16(p)=gK2, где параметр g устанавливается равным величине ускорения свободного падения, а параметр K2 устанавливается равным произведению коэффициентов передачи второго микромеханического акселерометра 15 и второго усилителя 16. Выходной сигнал семнадцатого вычислительного блока 44 ВУКП 35 поступает на третий вход шестого сумматора 36 ВУКП 35. Шестой сумматор 36 ВУКП 35, десятый вычислительный блок 37 ВУКП 35, одиннадцатый вычислительный блок 38 ВУКП 35, двенадцатый вычислительный блок 39 ВУКП 35, тринадцатый вычислительный блок 40 ВУКП 35, четырнадцатый вычислительной блок 41 ВУКП 35, пятнадцатый вычислительный блок 42 ВУКП 35, шестнадцатый вычислительный блок 43 ВУКП 35, семнадцатый вычислительный блок 44 ВУКП 35, восемнадцатый вычислительный блок 45 ВУКП 35, двадцатый вычислительный блок 49 ВУКП 35 с системой связей представляют собой нелинейную динамическую модель двухосного индикаторного гиростабилизатора с замкнутыми контуром стабилизации и замкнутым контуром коррекции по каналу платформы.The operation of the device is as follows. When the base is rocking,
При подаче на второй вход шестого сумматора 36 ВУКП 35 управляющего сигнала U3 реакция на выходе пятнадцатого вычислительного блока 42 ВУКП 35 соответствует отклонению платформы 2 с оптико-электронным датчиком 21 в пространстве относительно горизонта по оси платформы 2 на угол β. При подаче на второй вычитающий вход четвертого сумматора 20 сигнала с выхода восемнадцатого вычислительного блока 45 ВУКП 35 на выходе четвертого сумматора 20 погрешность при выработке информации об угле тангажа ЛА будет скомпенсирована даже при больших углах поворота Р платформы 2 вместе с оптико-электронным датчиком 21 не только в установившемся после поворота платформы 2 режиме, но и во время переходного режима. Сигнал Uυ с коэффициентом передачи Kду2 пропорционален углу тангажа υ ЛА.When applying to the second input of the
На фиг. 6 в качестве примера приведены ЛАФЧХ разомкнутого контура стабилизации прототипа по каналу наружной рамки (кривая 1). При этом в контуре стабилизации при коэффициенте усиления Kум1Kдс1Kдус1=200Нмс/рад и значении T1=0,006 с на частоте среза обеспечены запасы устойчивости по фазе 41° и по амплитуде -11 дБ. График ЛАФЧХ замкнутого контура стабилизации прототипа приведен на фиг. 7 (кривая 1). Значение логарифмической амплитудно частотной характеристики (ЛАЧХ) передаточной функции замкнутого контура стабилизации прототипа, как отношение погрешности стабилизации к возмущающему моменту в преобразовании Лапласа в полосе пропускания составляет -46 дБ. Реакция на единичное возмущающее ступенчатое воздействие 1 Нм прототипа приведена фиг. 8 (кривая 1). Время переходного процесса в системе не превышает 0,015 с. ЛАФЧХ разомкнутой системы предлагаемого индикаторного гиростабилизатора с параметрами Т1=0,006 с, T3=0,001 с, Т4=0,0001 с приобретает вид, представленный на фиг. 6 (кривая 2). За счет введения третьего корректирующего фильтра 46 удается увеличить коэффициент усиления по контуру стабилизации Kум1Kдс1Kдус1 в два раза по сравнению с прототипом при обеспечении запасов устойчивости по фазе 68 град и -16 дБ по амплитуде. ЛАФЧХ замкнутого контура стабилизации предлагаемого индикаторного гиростабилизатора при установке третьего корректирующего фильтра 46 представлена на фиг. 7 (кривая 2). Из приведенных графиков видно, что значение ЛАЧХ замкнутого контура стабилизации предлагаемого индикаторного гиростабилизатора, как отношение погрешности стабилизации к возмущающему моменту в преобразовании Лапласа в полосе пропускания составляет -53 дБ. График реакции в контуре стабилизации предлагаемого индикаторного гиростабилизатора на единичное ступенчатое возмущающее воздействие 1 Нм представлен на фиг. 8 (кривая 2). При этом погрешность стабилизации у предлагаемого индикаторного гиростабилизатора по сравнению с прототипом уменьшена в два раза. Аналогично за счет установки четвертого корректирующего фильтра 47 удается уменьшить погрешность стабилизации по каналу платформы.In FIG. 6, as an example, the LAFC of an open-loop stabilization of the prototype along the channel of the outer frame is shown (curve 1). At the same time, in the stabilization circuit with a gain K min1 K ds1 K ds1 =200 Nms/rad and a value of T 1 =0.006 s at the cutoff frequency, stability margins of 41° in phase and -11 dB in amplitude are provided. The LAFC curve of the prototype stabilization loop is shown in Fig. 7 (curve 1). The value of the logarithmic amplitude-frequency response (LAFC) of the transfer function of the prototype stabilization closed loop, as the ratio of the stabilization error to the disturbing moment in the Laplace transform in the passband, is -46 dB. The response to a single perturbing step action of 1 Nm of the prototype is shown in Fig. 8 (curve 1). The time of the transient process in the system does not exceed 0.015 s. LAFCH of the open system of the proposed indicator gyrostabilizer with parameters T 1 =0.006 s, T 3 =0.001 s, T 4 =0.0001 s takes the form shown in Fig. 6 (curve 2). Due to the introduction of the third
Из приведенных графиков следует, что погрешность стабилизации уменьшена в 2 раза по сравнению с прототипом, а следовательно уменьшена и погрешность определения углов крена и тангажа.From the above graphs it follows that the stabilization error is reduced by 2 times compared to the prototype, and therefore the error in determining the roll and pitch angles is also reduced.
Таким образом, совокупность признаков предлагаемого устройства двухосного индикаторного гиростабилизатора, реализация которых может быть выполнена в соответствии с фиг. 1, 2, 3 позволяет увеличить точность функционирования многофункционального двухосного индикаторного гиростабилизатора, при одновременном выполнении двухосным индикаторным гиростабилизатором функции стабилизации и управления оптической аппаратурой в пространстве и функции выработки информации об углах крена и тангажа ЛА.Thus, the set of features of the proposed device of a biaxial indicator gyrostabilizer, the implementation of which can be performed in accordance with Fig. 1, 2, 3 allows you to increase the accuracy of the functioning of the multifunctional two-axis indicator gyrostabilizer, while the two-axis indicator gyrostabilizer performs the function of stabilizing and controlling optical equipment in space and the function of generating information about the roll and pitch angles of the aircraft.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114117A RU2767715C1 (en) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Biaxial indicator gyrostabilizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114117A RU2767715C1 (en) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Biaxial indicator gyrostabilizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2767715C1 true RU2767715C1 (en) | 2022-03-18 |
Family
ID=80737340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021114117A RU2767715C1 (en) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Biaxial indicator gyrostabilizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2767715C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793844C1 (en) * | 2022-10-21 | 2023-04-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Biaxial indicator gyrostabilizer |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU187325A1 (en) * | Л. И. Каргу | |||
RU2207613C1 (en) * | 2002-03-15 | 2003-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Airborne equipment of control systems of drone |
RU2332642C1 (en) * | 2007-04-11 | 2008-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) | Sea gravimeter stabilising gyro correction system |
RU120491U1 (en) * | 2012-04-23 | 2012-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | TWO-AXLE INDICATOR GYRO-STABILIZER |
US20200377225A1 (en) * | 2016-01-26 | 2020-12-03 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Stabilizing platform and camera |
-
2021
- 2021-05-18 RU RU2021114117A patent/RU2767715C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU187325A1 (en) * | Л. И. Каргу | |||
RU2207613C1 (en) * | 2002-03-15 | 2003-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Airborne equipment of control systems of drone |
RU2332642C1 (en) * | 2007-04-11 | 2008-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) | Sea gravimeter stabilising gyro correction system |
RU120491U1 (en) * | 2012-04-23 | 2012-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | TWO-AXLE INDICATOR GYRO-STABILIZER |
US20200377225A1 (en) * | 2016-01-26 | 2020-12-03 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Stabilizing platform and camera |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793844C1 (en) * | 2022-10-21 | 2023-04-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Biaxial indicator gyrostabilizer |
RU2796398C1 (en) * | 2023-01-10 | 2023-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Indicator gyrostabilizer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1141008A (en) | Autonomous navigation system | |
Lee et al. | Robust acceleration control of a hexarotor UAV with a disturbance observer | |
US9534900B2 (en) | Inertial navigation sculling algorithm | |
Shao et al. | Model‐assisted extended state observer and dynamic surface control–based trajectory tracking for quadrotors via output‐feedback mechanism | |
Ansari et al. | Fast steering and quick positioning of large field-of-regard, two-axis, four-gimbaled sight | |
US5875676A (en) | Non colocated rate sensing for control moment gyroscopes | |
RU2767715C1 (en) | Biaxial indicator gyrostabilizer | |
Schlanbusch et al. | Adaptive backstepping control of a 2-DOF helicopter system with uniform quantized inputs | |
US11268812B1 (en) | Bias corrected inertial navigation system | |
CA1208339A (en) | Stabilisation aid for a vehicle- or vessel-borne search unit | |
RU2793844C1 (en) | Biaxial indicator gyrostabilizer | |
Ivoilov et al. | The tilt angle estimation in the inverted pendulum stabilization task | |
RU120491U1 (en) | TWO-AXLE INDICATOR GYRO-STABILIZER | |
RU2764744C1 (en) | Biaxial indicator gyrostabilizer | |
Jin et al. | L1 adaptive dynamic inversion controller for an X-wing tail-sitter MAV in hover flight | |
Kozorez et al. | Improved processing of data from micromechanical sensors in a universal integrated navigation system | |
RU2323464C2 (en) | Method and device for controlling a guided missile by means of a drive which tracks orientation of trajectory | |
CN113959424B (en) | Orthogonal real-time correction method and device for micromechanical gyroscope and related components | |
Tomashevich et al. | Full control of a quadrotor with simple adaptive control | |
Esteves et al. | Stabilization and altitude control of an indoor low-cost quadrotor: design and experimental results | |
JP3028888B2 (en) | Autopilot device | |
RU2693561C1 (en) | Method of increasing accuracy of a gyroscopic system for stabilizing a line of sight | |
US5944761A (en) | Variable periodic disturbance rejection filter | |
RU2801138C1 (en) | Biaxial indicator gyrostabilizer | |
Isaev et al. | Mathematical modelling of the stabilization system for a mobile base video camera using quaternions |