RU2781092C1

RU2781092C1 - Image stabilisation system on a mobile base

Info

Publication number: RU2781092C1
Application number: RU2021111185A
Authority: RU
Inventors: Игорь Павлович Патрушев
Original assignee: Акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод"
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2022-10-05

Abstract

FIELD: engineering.

SUBSTANCE: invention relates to gyro-stabilised apparatus placed on mobile objects, made to obtain a static image and control the line of sight of optical appliances in the vertical and horizontal planes. Substance of the invention consists in introducing friction compensation apparatuses into the stabilisation channels in the vertical and horizontal guidance axes, also additionally introducing a gyro-stabiliser error compensation apparatus in the vertical guidance axis, wherein said apparatuses reduce the vertical and horizontal stabilisation errors when the object is subjected to alternating impacts; and in changing the method for controlling the torque sensors of the angle gyroscope ensuring the highest possible control speed for a long time.

EFFECT: increase in the accuracy of stabilising the line of sight and increase in the speeds of guidance when the temperature regime is ensured by reducing the power consumption.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в гиростабилизированных устройствах, размещаемых на подвижных объектах, для повышения точности стабилизации при знакопеременных воздействиях на объект, а также повышения скоростей управления.The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used in gyro-stabilized devices placed on moving objects to improve the accuracy of stabilization under alternating effects on the object, as well as to increase control speeds.

Известна система [1] стабилизации изображения на подвижном основании, изображенная на фиг. 1, содержащая индикаторную гироскопическую платформу с установленным на ней зеркалом 8, карданов подвес в виде наружной 11 и внутренней рам с подшипниками 12, трехстепенной гироскопический датчик угла (ГДУ) с гиромотором 1, датчиками 2, 3 момента (ДМ) и датчиками 4, 5 угла поворота ротора (ДУПР) ГДУ, выходы которых через усилительно-корректирующие 10, 14 устройства (УКУ) соответствующих каналов стабилизации соединены с входами датчиков 9, 13 стабилизации (ДС) рам подвеса, два канала управления скоростью разворота платформы (КУСРП) с усилительными 15, 16 звеньями (УЗ) в каждом канале, подключенным к входу соответствующего ДМ ГДУ, два пороговых устройства 21, 22 для защиты ротора (ПУЗР) ГДУ от удара об механические упоры, своими входами подключенные к ДУПР ГДУ, а выходами, через первый и второй сумматоры 19, 20, подключенные к первым входам УЗ КУСРП, и два устройства 33, 34 защиты от перегрева (УЗП) ДС, каждое из которых состоит из интегратора (И), порогового устройства (ПУ), электронного ключа (ЭК) и двухполярного ограничителя напряжения, соединенные с УКУ каждого канала стабилизации; ГДУ установлен на вспомогательной оси 6, которая через ленточную 7 передачу 1:2 связана с зеркалом; в систему также входят: устройство 31 компенсации ошибки ленточной передачи (УКОЛП), два устройства 17, 18 защиты от перегрева (УЗП) ДМ ГДУ, два устройства компенсации дрейфа линии визирования (УКДЛВ), состоящие из дифференциаторов 23, 24, ключей 25, 26, интеграторов 27, 28, и датчики угла вертикального ДУ ВН 30 и горизонтального наведения ДУ ГН 29, соединенные со входами УКДЛВ, причем датчик угла вертикального наведения соединен также со входом УКОЛП, выход которого соединен через третий сумматор 32 со входом УКУ по каналу вертикального наведения, выходы УКДЛВ соединены через первый и второй сумматоры с первыми входами УЗ КУСРП, входы УЗП ДМ ГДУ соединены с выходами УЗ КУСРП, а их выходы со вторыми входами УЗ КУСРП.Known system [1] image stabilization on a movable base, shown in Fig. 1, containing an indicator gyroscopic platform with a mirror 8 installed on it, a cardan suspension in the form of an outer 11 and an inner frame with bearings 12, a three-degree gyroscopic angle sensor (GDU) with a gyromotor 1, moment sensors 2, 3 (DM) and sensors 4, 5 rotor rotation angle (DUPR) GDU, the outputs of which are connected through amplifying-correcting devices 10, 14 of the corresponding stabilization channels to the inputs of stabilization sensors 9, 13 (DS) of the suspension frames, two channels for controlling the speed of the platform turn (KUSRP) with amplifying 15 , 16 links (US) in each channel connected to the input of the corresponding DM GDU, two threshold devices 21, 22 for protecting the rotor (PUZR) of the GDU from hitting mechanical stops, connected with their inputs to the DUPR GDU, and outputs through the first and second adders 19, 20 connected to the first inputs of the UZ KUSRP, and two devices 33, 34 protection against overheating (UZP) DS, each of which consists of an integrator (I), a threshold device (PU), an electronic about a key (EC) and a bipolar voltage limiter connected to the UCU of each stabilization channel; The main control unit is installed on the auxiliary axis 6, which is connected to the mirror through a 1:2 tape 7 transmission; the system also includes: tape error compensation device 31 (UKOLP), two overheating protection devices (OSP) DM GDU 17, 18, two line-of-sight drift compensation devices (UKDLV), consisting of differentiators 23, 24, keys 25, 26 , integrators 27, 28, and vertical guidance angle sensors VN 30 and horizontal guidance DU GN 29, connected to the UKDLV inputs, and the vertical guidance angle sensor is also connected to the UKOLP input, the output of which is connected through the third adder 32 to the UKU input via the vertical guidance channel , the UKDLV outputs are connected through the first and second adders with the first inputs of the US KUSRP, the inputs of the USP DM GDU are connected to the outputs of the US KUSRP, and their outputs are connected to the second inputs of the US KUSRP.

Недостатком системы [1] стабилизации является недостаточная точность стабилизации при знакопеременных воздействиях на объект, обусловленная влиянием моментов трения в подшипниках карданова подвеса по каналам ВН и ГН, а в канале ВН, кроме того, суммарного момента инерции зеркала и вспомогательной оси. Еще одним недостатком системы стабилизации является невозможность управления платформой с большими скоростями разворота, связанная с перегревом датчиков момента ГДУ.The disadvantage of the system [1] of stabilization is the insufficient accuracy of stabilization under alternating effects on the object, due to the influence of friction moments in the bearings of the gimbal suspension along the VN and GN channels, and in the VN channel, in addition, the total moment of inertia of the mirror and the auxiliary axis. Another drawback of the stabilization system is the impossibility of controlling the platform with high turning speeds, due to overheating of the GDU torque sensors.

Целью изобретения является снижение влияния моментов трения и инерции подвижной части на точность стабилизации, а также реализация более эффективного способа управления ГДУ, обеспечивающего повышение скоростей разворота платформы.The aim of the invention is to reduce the influence of friction moments and inertia of the moving part on the accuracy of stabilization, as well as the implementation of a more efficient method of controlling the GDU, which provides an increase in the speed of the turn of the platform.

Технический результат заключается в повышении точностных и скоростных параметров системы стабилизации.The technical result consists in increasing the accuracy and speed parameters of the stabilization system.

Задачами, на решение которых направлено изобретение, являются снижение величин составляющих ошибки стабилизации, вызванных противодействующими моментами сопротивления карданова подвеса и повышение скоростей управления при условии обеспечения температурного режима ГДУ.The tasks to be solved by the invention are to reduce the values of the stabilization error components caused by the counteracting moments of resistance of the gimbals and to increase the control speeds, provided that the temperature regime of the GDU is ensured.

Поставленные задачи решаются за счет того, что система стабилизации изображения на подвижном основании, содержащая индикаторную гироскопическую платформу с установленным на ней зеркалом, карданов подвес, выполненный в виде наружной и внутренней рам, трехстепенной гироскопический датчик угла (ГДУ) с датчиками момента (ДМ) и датчиками угла поворота ротора (ДУПР) ГДУ, выходы которых через усилительно-корректирующие устройства (УКУ) соответствующих каналов стабилизации соединены с входами датчиков стабилизации (ДС) рам подвеса, два канала управления скоростью разворота платформы (КУСРП) с усилительным звеном (УЗ) в каждом канале, подключенным к входу соответствующего (ДМ ГДУ), два пороговых устройства для защиты ротора (ПУЗР) ГДУ от удара о механические упоры, своими входами подключенные к ДУПР ГДУ, а выходами, через первый и второй сумматоры, подключенные к первым входам УЗ КУСРП, и два устройства защиты от перегрева (УЗП) ДС, каждое из которых состоит из интегратора (И), порогового устройства (ПУ), электронного ключа (ЭК) и двухполярного ограничителя напряжения, соединенные с УКУ каждого канала стабилизации, при этом ГДУ установлен на вспомогательной оси, которая через ленточную передачу с коэффициентом передачи 1:2 связана с зеркалом, устройство компенсации ошибки ленточной передачи (УКОЛП), два устройства защиты от перегрева (УЗП) ДМ ГДУ, два устройства компенсации дрейфа линии визирования (УКДЛВ), датчик угла вертикального наведения (ДУ ВН) и датчик угла горизонтального наведения (ДУ ГН), соединенные с входами УКДЛВ, причем ДУ ВН соединен также с входом УКОЛП, выход которого соединен через третий сумматор с входом УКУ по каналу вертикального наведения, выходы УКДЛВ соединены через первый и второй сумматоры с первыми входами УЗ КУСРП, входы УЗП ДМ ГДУ соединены с выходами УЗ КУСРП, а их выходы со вторыми входами УЗ КУСРП, согласно изобретению, содержит два устройства компенсации трения (УКТ), каждое из которых состоит из дифференциатора сигнала ошибки (ДСО) и формирователя импульсов (ФИ), выходы которых через первые входы первого и второго сумматоров (С) подключены к входам УКУ по каналам ВН и ГН, а входы со вторыми выходами УКУ по каналам ВН и ГН, устройство компенсации ошибки гиростабилизатора (УКОГ), состоящее из регулируемого усилителя (РУ) и корректирующего усилителя (КУ), выход которого соединен через второй вход первого сумматора (С) с входом УКУ по каналу ВН, а вход с ДУ ВН, и два устройства коррекции скорости (УКС), выходы которых соединены: через второй вход второго сумматора (С) с входом УКУ по каналу ГН и третий вход первого сумматора (С) с входом УКУ по каналу ВН, а входы с выходами Y3z и УЗy.The tasks are solved due to the fact that the image stabilization system on a movable base, containing an indicator gyroscopic platform with a mirror installed on it, a gimbals made in the form of external and internal frames, a three-degree gyroscopic angle sensor (GDU) with moment sensors (DM) and rotor angle sensors (DUPR) of the GDU, the outputs of which are connected through amplifying-correcting devices (UCD) of the corresponding stabilization channels to the inputs of the stabilization sensors (DS) of the suspension frames, two channels for controlling the speed of the turn of the platform (KUSRP) with an amplifying link (US) in each channel connected to the input of the corresponding (DM GDU), two threshold devices for protecting the rotor (PZR) of the GDU from hitting the mechanical stops, connected with their inputs to the DUPR of the GDU, and with their outputs, through the first and second adders, connected to the first inputs of the UZ KUSRP, and two overheating protection devices (SPD) DS, each of which consists of an integrator (I), a threshold device devices (PU), an electronic key (EC) and a bipolar voltage limiter connected to the UCU of each stabilization channel, while the GDU is installed on the auxiliary axis, which is connected to the mirror through a tape transmission with a transmission ratio of 1: 2, a tape transmission error compensation device ( UKOLP), two overheat protection devices (UZP) DM GDU, two line of sight drift compensation devices (UKDLV), a vertical guidance angle sensor (DU VN) and a horizontal guidance angle sensor (DU GN) connected to the UKDLV inputs, and DU VN is also connected to the UKOLP input, the output of which is connected through the third adder to the UKU input via the vertical guidance channel, the UKDLV outputs are connected through the first and second adders to the first inputs of the UZ KUSRP, the inputs of the UZP DM GDU are connected to the outputs of the UZ KUSRP, and their outputs to the second inputs Ultrasound KUSRP, according to the invention, contains two friction compensation devices (UCD), each of which consists of an error signal differentiator (ESD) and a shaper pulse generator (PI), the outputs of which are connected through the first inputs of the first and second adders (C) to the inputs of the UKU via the HV and GN channels, and the inputs with the second outputs of the UKU via the HV and GN channels, the gyrostabilizer error compensation device (UKOG), consisting of adjustable amplifier (RU) and corrective amplifier (CU), the output of which is connected through the second input of the first adder (C) to the input of the UKU via the HV channel, and the input is with the DU HV, and two speed correction devices (UKS), the outputs of which are connected: through the second input of the second adder (C) with the input of the UKU via the GN channel and the third input of the first adder (C) with the input of the UKU via the HV channel, and the inputs with outputs Y3z and UZy.

Одним отличительным признаком заявленного изобретения является введение в каналы ВН и ГН системы стабилизации изображения на подвижном основании устройств компенсации трения, а в канал ВН дополнительно - устройства компенсации ошибки гиростабилизатора, позволяющих снизить ошибку стабилизации, при знакопеременных воздействиях на объект, за счет формирования этими устройствами компенсирующих сигналов, регулируемых по амплитуде в зависимости от величин моментов трения и инерции подвижной части.One distinguishing feature of the claimed invention is the introduction of friction compensation devices into the channels of the HV and HH of the image stabilization system on a movable base, and into the channel of the HV additionally - a device for compensating the error of the gyrostabilizer, which makes it possible to reduce the stabilization error, with alternating effects on the object, due to the formation of compensating devices by these devices. signals adjustable in amplitude depending on the values of friction moments and inertia of the moving part.

Еще одним отличительным признаком заявленного изобретения является введение дополнительно в каналы ВН и ГН системы стабилизации устройств коррекции скорости, позволяющих увеличить скорость управления за счет использования свойства примененного в системе [1] стабилизации изображения на подвижном основании ГДУ с датчиками момента электромагнитного типа.Another distinguishing feature of the claimed invention is the introduction in addition to the channels of the HV and GN of the stabilization system of speed correction devices, which make it possible to increase the control speed by using the property of the image stabilization used in the system [1] on a movable base of the GDU with electromagnetic torque sensors.

На фиг. 1 изображена структурная схема системы [1] стабилизации.In FIG. 1 shows a block diagram of the stabilization system [1].

На фиг. 2 изображены структурные схемы УКТ, УКОГ, УКС и УКУ.In FIG. 2 shows block diagrams of UKT, UKOG, UKS and UKU.

На фиг. 3 изображены эпюры сигналов УКТ.In FIG. 3 shows diagrams of UCT signals.

На фиг. 4 изображена электрическая схема УКТ.In FIG. 4 shows the electrical circuit of the UKT.

На фиг. 5 изображен график зависимости ошибки стабилизации по каналу ВН от частоты и амплитудно-частотная характеристика КУ.In FIG. 5 shows a graph of the dependence of the stabilization error on the HV channel on the frequency and the amplitude-frequency characteristic of the KU.

На фиг. 6 изображен график зависимости между входным и выходным напряжениями УКС.In FIG. 6 shows a graph of the dependence between the input and output voltages of the UKS.

Пример реализации системы стабилизации изображения на подвижном основании.An example of the implementation of an image stabilization system on a movable base.

Система стабилизации изображения на подвижном основании содержит два устройства компенсации трения (УКТ), входы которых соединены со вторыми выходами усилительно-корректирующих устройств 10 и 14 (УКУ) по каналам ВН и ГН, состоящих из дифференциаторов (35, 36) сигналов ошибки (ДСО), выделяющих из выходных сигналов первого каскада УКУ составляющие с повышенной скоростью нарастания, которые обусловлены трением и возникают при смене направления знакопеременного воздействия на объект (согласно фиг. 2 первый каскад УКУ - корректирующий усилитель, второй каскад - усилитель мощности). С выходов ДСО сигналы поступают на входы формирователей (37, 38) импульсов (ФИ), которые при достижении этими сигналами пороговых значений формируют импульсы, поступающие через первые входы первого и второго сумматоров (С) (39, 40) на входы УКУ.The image stabilization system on a movable base contains two friction compensation devices (FCD), the inputs of which are connected to the second outputs of the amplifying-correcting devices 10 and 14 (UCD) via the HV and GN channels, consisting of differentiators (35, 36) of error signals (DSO) , separating from the output signals of the first stage of the UCF components with an increased slew rate, which are due to friction and occur when the direction of the alternating effect on the object changes (according to Fig. 2, the first cascade of the UCF is a corrective amplifier, the second cascade is a power amplifier). From the outputs of the DSO, the signals are fed to the inputs of the pulse shapers (37, 38) (PI), which, when these signals reach the threshold values, form pulses that arrive through the first inputs of the first and second adders (C) (39, 40) to the inputs of the UKU.

Принцип работы УКТ поясняется эпюрами, изображенными на фиг. 3: 1-я эпюра - сигнал на выходе первого каскада УКУ при отключенном УКТ, 2-я эпюра - сигналы на выходах: первого каскада УКУ, ДСО и ФИ при включенном УКТ.The principle of operation of the UKT is illustrated by the diagrams shown in Fig. 3: 1st diagram - signal at the output of the first cascade of the UKU with the UKT turned off, 2nd diagram - signals at the outputs of the first stage of the UKU, DSO and FI with the UKT on.

Повышенная ошибка при наличии трения в системе [1] стабилизации связана с ограниченной скоростью нарастания выходного напряжения УКУ (скорость ограничена за счет входящих в УКУ корректирующих RC-цепей, необходимых для обеспечения устойчивости каналов стабилизации). Возможность уменьшения ошибки (увеличения скорости нарастания) за счет расширения полос пропускания каналов стабилизации ограничена резонансными частотами конструкции карданова подвеса и в результате приводит к возникновению автоколебаний. Предлагаемое устройство позволяет сформировать сигнал управления датчиками стабилизации 9 и 13 (ДС) с максимальной скоростью нарастания для форсированного преодоления трения, при относительно небольшой полосе пропускания. Устойчивую работу УКТ при небольших величинах моментов трения обеспечивает наличие общей положительной обратной связи совместно с первым каскадом УКУ (автоматический "захват" при срабатывании за счет совпадения полярности импульсов с полярностью сигнала ошибки с ДУПР ГДУ). Регулировка компенсирующих сигналов в зависимости от величин моментов трения в каналах ВН и ГН осуществляется с помощью регулировочных (41, 42) резисторов (R1, R2) на выходах ФИ. Электрическая схема одного из каналов УКТ приведена на фиг. 4.An increased error in the presence of friction in the stabilization system [1] is associated with a limited rate of rise of the output voltage of the UCU (the speed is limited due to the corrective RC circuits included in the UCU, which are necessary to ensure the stability of the stabilization channels). The possibility of reducing the error (increasing the slew rate) by expanding the bandwidths of the stabilization channels is limited by the resonant frequencies of the gimbals design and, as a result, leads to self-oscillations. The proposed device allows you to generate a signal to control stabilization sensors 9 and 13 (DS) with a maximum slew rate for forced overcoming of friction, with a relatively small bandwidth. The stable operation of the UKT at small values of friction moments is ensured by the presence of a common positive feedback together with the first stage of the UKU (automatic "capture" when triggered due to the coincidence of the polarity of the pulses with the polarity of the error signal from the DUPR of the GDU). Adjustment of compensating signals depending on the values of friction moments in the channels of HV and GN is carried out with the help of adjusting (41, 42) resistors (R1, R2) at the outputs of the FI. The electrical circuit of one of the channels of the UKT is shown in Fig. four.

ДСО, состоящий из операционного усилителя D1 и интегрирующей RC-цепочки R1C1, формирует трапецеидальные импульсы, фронты которых совпадают с составляющими сигнала ошибки с высокими скоростями нарастания напряжения. Импульсы поступают на вход ФИ на операционном усилителе D2, представляющий из себя компаратор с переключаемыми порогами срабатывания. Для исключения ложных срабатываний в схему компаратора введены ФНЧ R2C2 и гистерезис через делитель напряжения R4, R3; этот делитель также определяет пороги срабатывания. Конденсатор С3 выполняет 2 функции: формирует короткие выходные импульсы для компенсации трения и блокирует переключение компаратора на формирование импульса другой полярности для устранения паразитных автоколебаний каналов стабилизации (время блокировки определяется длительностью импульса).DSO, consisting of an operational amplifier D1 and an integrating RC circuit R1C1, generates trapezoidal pulses, the fronts of which coincide with the components of the error signal with high slew rates. The pulses are fed to the input of the FI on the operational amplifier D2, which is a comparator with switchable thresholds. To eliminate false positives, a low-pass filter R2C2 and hysteresis through a voltage divider R4, R3 are introduced into the comparator circuit; this divider also determines the thresholds. Capacitor C3 performs 2 functions: it generates short output pulses to compensate for friction and blocks the comparator from switching to generating a pulse of a different polarity to eliminate parasitic self-oscillations of the stabilization channels (the blocking time is determined by the pulse duration).

Устройство компенсации ошибки гиростабилизатора (УКОГ) состоит из регулируемого (43) усилителя (РУ), вход которого соединен с выходом датчика угла вертикального наведения 30 (ДУ ВН) и формирует при знакопеременном воздействии на объект переменное напряжение, пропорциональное этому воздействию. Коэффициент передачи РУ регулируется в зависимости от величины момента инерции. Выходной сигнал РУ через корректирующий (44) усилитель (КУ) поступает через второй вход первого сумматора 39 (С) на вход усилительно-корректирующего устройства 10 (УКУ) по каналу ВН. Принцип действия УКОГ похож на примененное в системе [1] стабилизации устройство компенсации ошибки ленточной передачи 31 (УКОЛП), корректирующее положение линии визирования относительно вектора Н ГДУ, за исключением наличия корректирующего усилителя, формирующего амплитудно-частотную характеристику компенсирующего сигнала аналогично частотной зависимости величины ошибки стабилизации. Данная зависимость обусловлена преодолением момента инерции подвижной части (эта составляющая ошибки стабилизации характерна только для канала ВН ввиду наличия ленточной передачи 1:2; при знакопеременном угловом движении объекта происходит такое же движение зеркала относительно внутренней рамы карданова подвеса, с половинным углом движения объекта). График зависимости ошибки стабилизации от частоты без УКОЛП, с УКОЛП и амплитудно-частотная характеристика КУ приведены на фиг. 5.The gyrostabilizer error compensation device (UKOG) consists of an adjustable (43) amplifier (RU), the input of which is connected to the output of the vertical guidance angle sensor 30 (DU VN) and generates an alternating voltage proportional to this effect during an alternating effect on the object. The transmission coefficient of the RU is adjusted depending on the magnitude of the moment of inertia. The output signal of the RU through the corrective (44) amplifier (KU) is fed through the second input of the first adder 39 (C) to the input of the amplifying-correcting device 10 (UKU) via the HV channel. The principle of operation of the UKOG is similar to the device for compensating for the tape transmission error 31 (UKOLP) used in the stabilization system [1], which corrects the position of the line of sight relative to the H GDU vector, with the exception of the presence of a corrective amplifier that forms the amplitude-frequency characteristic of the compensating signal similarly to the frequency dependence of the stabilization error value . This dependence is due to overcoming the moment of inertia of the moving part (this component of the stabilization error is typical only for the VN channel due to the presence of a 1:2 tape transmission; with an alternating angular movement of the object, the same movement of the mirror occurs relative to the internal frame of the gimbals, with a half angle of movement of the object). The plot of the dependence of the stabilization error on the frequency without UKOLP, with UKOLP and the amplitude-frequency characteristic of the KU are shown in Fig. 5.

Устройства (45, 46) коррекции скорости (УКС) представляют из себя пороговые устройства, включенные перекрестно между усилительными звеньями 15 и 16 (УЗz и УЗy) и входами сумматоров С: третьим входом первого сумматора 39 (С) на входе устройства 10 (УКУ) и вторым входом второго сумматора 40 (С) на входе устройства 14 (УКУ). График зависимости между входным и выходным напряжениями УКС показан на фиг. 6. Принцип коррекции (увеличения скорости управления) основан на свойстве примененного в системе [1] стабилизации изображения на подвижном основании трехстепенного ГДУ со сферическим подшипником. Это свойство заключается в принципе действия датчиков 2 и 3 (ДМy и ДМz) момента электромагнитного типа (для каждого направления разворота платформы - свой электромагнит) - зависимости скорости управления от угла наклона ротора по перекрестной измерительной оси. При небольших скоростях управления связи между УЗ и УКУ отсутствуют, и ротор находится в нулевом положении относительно датчиков момента ГДУ (зазоры между ротором и электромагнитами противоположных направлений равны). При достижении управляющим сигналом U_{yпp ω вн} порогового значения возникает связь между усилительным звеном 16 (УЗy) и устройством 14 (УКУ), при достижении сигналом U_{yпp ω гн} такого же значения - связь между усилительным звеном 15 (Y3z) и устройством 10 (УКУ). При этом начинает происходить отклонение ротора в сторону электромагнитов, обеспечивающих управление в соответствии с полярностями сигналов U_{yпp ω вн} или U_{упр ω гн} (ротор во время действия управляющих сигналов U_{yпp ω вн} или U_{yпp ω гн} занимает ненулевое стационарное положение). Далее, при увеличении сигналов U_{yпp ω вн} или U_{yпp ω гн} выше порогового значения, происходит и дальнейшее уменьшение зазора между ротором и электромагнитом, что обеспечивает повышение скорости управления при сравнительно меньшем увеличении энергопотребления датчиками момента ГДУ.The speed correction devices (45, 46) are threshold devices connected crosswise between the amplifying links 15 and 16 (UZz and UZy) and the inputs of the adders C: the third input of the first adder 39 (C) at the input of the device 10 (UKU) and the second input of the second adder 40 (C) at the input of the device 14 (UKU). The graph of the dependence between the input and output voltages of the UKS is shown in Fig. 6. The principle of correction (increase in control speed) is based on the property of the image stabilization used in the system [1] on a movable base of a three-degree GDU with a spherical bearing. This property lies in the principle of operation of sensors 2 and 3 (DMy and DMz) of the moment of the electromagnetic type (for each direction of the turn of the platform - its own electromagnet) - the dependence of the control speed on the angle of inclination of the rotor along the cross measuring axis. At low control speeds, there are no connections between US and UKU, and the rotor is in the zero position relative to the GDU torque sensors (the gaps between the rotor and electromagnets of opposite directions are equal). When the control signal U _{ypr ω vn reaches} the threshold value, a connection occurs between the amplifying link 16 (UZy) and device 14 (UCU), when the signal U _{ypr ω gn reaches} the same value, a connection occurs between the amplifying link 15 (Y3z) and device 10 (UCU ). In this case, the rotor begins to deviate towards the electromagnets that provide control in accordance with the polarity of the signals U _{ypr ω ext} or U _{control ω gn} (the rotor during the operation of the control signals U _{ypr ω ext} or U _{ypr ω gn} occupies a non-zero stationary position). Further, with an increase in the signals U _{ypr ω ext} or U _{ypr ω gn} above the threshold value, a further decrease in the gap between the rotor and the electromagnet occurs, which ensures an increase in the control speed with a relatively smaller increase in power consumption by the GDU torque sensors.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ №2225024, МПК G02B 27/64, приоритет от 01.07.2002 г.1. RF patent No. 2225024, IPC G02B 27/64, priority dated July 1, 2002.

Claims

An image stabilization system on a movable base, containing an indicator gyroscopic platform with a mirror installed on it, a cardan suspension made in the form of an outer and inner frame, a three-degree gyroscopic angle sensor (GDU) with moment sensors (DM) and rotor angle sensors (DUPR) GDU , the outputs of which are connected through the amplifying-correcting devices (UCD) of the corresponding stabilization channels to the inputs of the stabilization sensors (DS) of the suspension frames, two channels for controlling the speed of the turn of the platform (KUSRP) with an amplifying link (US) in each channel connected to the input of the corresponding DM GDU , two threshold devices for protecting the rotor (PZR) of the GDU from hitting the mechanical stops, connected with their inputs to the DUPR of the GDU, and with their outputs, through the first and second adders connected to the first inputs of the UZ KUSRP, and two overheating protection devices (UZP) DS , consisting of an integrator (I), a threshold device (PU), an electronic key (EC) and a bipolar limiter voltage connected to the UCU of each stabilization channel, while the GDU is installed on the auxiliary axis, which is connected to the mirror through a tape transmission with a transmission ratio of 1: 2, a tape transmission error compensation device (UKOLP), two overheating protection devices (UZP) DM GDU , two devices for compensating the drift of the line of sight (UKDLV), a vertical guidance angle sensor (DU VN) and a horizontal guidance angle sensor (DU GN) connected to the inputs of the UKDLV, and the DU VN is also connected to the input of the UKOLP, the output of which is connected through the third adder to UCU input via the vertical guidance channel, the UKDLV outputs are connected through the first and second adders to the first inputs of the ultrasonic device KUSRP, the inputs of the UZP DM GDU are connected to the outputs of the ultrasonic device KUSRP, and their outputs are connected to the second inputs of the ultrasonic device KUSRP, characterized in that it contains two friction compensation devices ( UKT), each of which consists of an error signal differentiator (DSO) and a pulse shaper (FI), the outputs of which are connected through the first inputs dy the first and second adder (C) with the inputs of the UKU through the HV and GN channels, and the inputs with the second outputs of the UKU through the HV and GN channels, the gyrostabilizer error compensation device (UKOG), consisting of an adjustable amplifier (RU) and a corrective amplifier (CU) , the output of which is connected through the second input of the first adder (C) to the input of the UKU via the HV channel, and the input is with the remote control of the HV, and two speed correction devices (UKS), the outputs of which are connected through the second input of the second adder (C) to the UKU input via the channel GN and through the third input of the first adder (C) with the input of the UKU through the HV channel, and the inputs with the outputs UZz and UZy.