RU2790028C1 - Индикаторный гиростабилизатор - Google Patents
Индикаторный гиростабилизатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790028C1 RU2790028C1 RU2021138084A RU2021138084A RU2790028C1 RU 2790028 C1 RU2790028 C1 RU 2790028C1 RU 2021138084 A RU2021138084 A RU 2021138084A RU 2021138084 A RU2021138084 A RU 2021138084A RU 2790028 C1 RU2790028 C1 RU 2790028C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- amplifier
- rotor
- drive
- gyrostabilizer
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения, а именно - к гиростабилизаторам углового положения различных объектов. Индикаторный гиростабилизатор содержит корпус, платформу в угловом подвесе, установленный на платформе гироскопический датчик её углового положения, привод, состоящий из статора, установленного на корпусе, ротора, соединенного с платформой механической связью, и обмотки управления, усилитель-регулятор с двумя входами. Выход усилителя-регулятора подключен к обмотке управления привода, а выход гироскопического датчика подключен к первому входу усилителя-регулятора. При этом в него введен гироскопический датчик угловой скорости, установленный на роторе привода так, что его ось чувствительности параллельна оси вращения ротора, а его выход подключен ко второму входу усилителя-регулятора. Технический результат – повышение точности индикаторного гиростабилизатора. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения, а именно - к гироскопическим стабилизаторам углового положения различных объектов.
Известен индикаторный гиростабилизатор углового положения (Б.И. Назаров Гироскопические устройства 1970 г., стр. 193-208). Он содержит платформу в кардановом подвесе, трехстепенной гироскоп, усилитель-регулятор и привод, ротор которого закреплен на оси подвеса платформы. Выход гироскопа подключен через усилитель-регулятор к приводу. Этот прибор предназначен для стабилизации углового положения объекта, который установлен на платформе.
Наиболее близким по составу и принципу работы к предложенному устройству является индикаторный гиростабилизатор, представленный в (А.В. Кулешов, В.В. Фатеев. Погрешности двухосного индикаторного гиростабилизатора оптического прибора при качке носителя. Приборы и системы. управление, контроль, диагностика. 2017. №12. с. 7-13). Он содержит корпус, платформу в кардановом подвесе, на которой установлен трехстепенной гироскоп, являющийся датчиком углового положения платформы в инерциальном пространстве, усилитель-регулятор и привод в виде электрического датчика момента. Статор привода закреплен на корпусе, а ротор - на оси платформы. Выход гироскопа подключен через усилитель-регулятор к обмотке управления привода. Этот прибор принят за прототип.
Недостатком прототипа является его невысокая точность, что обусловлено наличием нежесткости в механической цепи передачи момента от ротора привода к платформе. Такая нежесткость практически всегда имеет место в гиростабилизаторах, поскольку конструкционные элементы, соединяющие ротор привода и ту часть платформы, которая обеспечивает основную часть её момента инерции, всегда имеют ограниченную угловую жесткость. Наличие указанной нежесткости не позволяет получить высокий коэффициент обратной связи, величина которого, как правило, определяет, прежде всего, точность прибора, поскольку при этом снижается запас устойчивости автоматической системы стабилизации.
Влияние нежесткости в цепи передачи момента на устойчивость автоматической системы широко известно и описано, например, в (В.А. Бессекерский, Е.А. Фабрикант Динамический синтез систем гироскопической стабилизации, Судостроение, 1968 г., стр. 130-147). Физически это объясняется тем, что при наличии нежесткости автоматическую систему индикаторного гиростабилизатора следует рассматривать состоящей из двух масс: платформы и ротора. Это приводит к тому, что для обеспечения устойчивости необходимо вводить демпфирование движения каждого из этих тел. Обычно коэффициенты «естественного» демпфирования платформы и ротора невелики. Для повышения демпфирования в индикаторном гиростабилизаторе вводят отрицательную обратную связь по скорости (В.А. Матвеев, В.П. Подчезерцев, В.В. Фатеев Гироскопические стабилизаторы на динамически настраиваемых вибрационных гироскопах. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005, стр. 80-101). Для этого сигнал, пропорциональный угловой скорости движения платформы, после усиления и инвертирования, подают на привод. Однако если для абсолютно жесткой системы, в которой угловые скорости платформы и ротора привода одинаковы, это приводит к увеличению демпфирующих моментов и платформы, и ротора привода, то для нежесткой двухмассовой системы, в которой угловые скорости движения платформы и ротора различны, а момент обратной связи, пропорциональный угловой скорости движения одного тела (платформы), прикладывается к другому телу (ротору), это приводит к снижению устойчивости, что может привести к возникновению автоколебаний.
В предложенном индикаторном гиростабилизаторе недостаток прототипа устранен путем установки на ротор гироскопического датчика угловой скорости и подключения его выходного сигнала через усилитель-регулятор к приводу, что позволило значительно увеличить демпфирование движения ротора привода и устойчивость всей системы, что, в свою очередь, позволило повысить коэффициент позиционной обратной связи и соответственно - точность индикаторного стабилизатора.
На рис. 1 и 2 приведены электро-кинематическая и структурная схемы предлагаемого изобретения для одноосного индикаторного гиростабилизатора; они же могут рассматриваться как схемы одного канала многоосного гиростабилизатора.
На рис. 3 представлены спрямленные логарифмические амплитудно-частотные характеристики индикаторного гиростабилизатора (пунктиром представлена ЛАХ прототипа, т.е. - в отсутствии ДУС на роторе привода).
На рис. 1 обозначены позициями:
1 - платформа,
2 - гироскопический измеритель углового положения платформы,
3 - усилитель-регулятор,
4 - ротор привода,
5 - статор привода,
6 - R- угловая жесткость механической цепи передачи момента от привода к платформе,
7 - ДУС - гироскопический датчик угловой скорости ротора.
На рис. 2 обозначены:
моменты внешних сил, демпфирования и пружины, условно обозначающей на рис. 1 нежесткость в механической цепи передачи момента.
Составим передаточную функцию автоматической системы индикаторного гиростабилизатора по рис. 2, разомкнутой в точке «а». Для исследования устойчивости гиростабилизатора представим, следуя (В.А. Бессекерский, Е.А. Фабрикант Динамический синтез систем гироскопической стабилизации, Судостроение, 1968 г., стр. 130-147), передаточную функцию разомкнутой системы в приближенном виде, имея в виду, что практически всегда , коэффициенты «естественного» демпфирования - невелики, а жесткость , наоборот, - достаточно большая, по крайней мере
(*) - аналогичное значение относительного коэффициента затухания получается при переносе входа усилителя-регулятора с передаточной функцией в точку «b»
Соответствующие спрямленные логарифмические амплитудно-частотные характеристики представлены на рис. 3.
Следуя (В.А. Бессекерский, Е.А. Фабрикант Динамический синтез систем гироскопической стабилизации, Судостроение, 1968 г., стр. 130-147), отмечаем, что ЛАХ известного гиростабилизатора в зоне имеет пик, равный , где . Как отмечалось ранее, величина очень мала, что соответствует очень большой величине пика ЛАХ. Если пик ЛАХ в зоне пересекает ось ноля децибел, то возникает опасность потери гиростабилизатором устойчивости и возникновению автоколебаний.
По рис. 3 видно, что введение обратной связи по скорости ротора путем установки на него ДУС, подключенного ко входу усилителя-регулятора, существенно увеличивает относительный коэффициент затухания
Claims (1)
- Индикаторный гиростабилизатор, содержащий корпус, платформу в угловом подвесе, установленный на платформе гироскопический датчик её углового положения, привод, состоящий из статора, установленного на корпусе, ротора, соединенного с платформой механической связью, и обмотки управления, усилитель-регулятор с двумя входами, при этом выход усилителя-регулятора подключен к обмотке управления привода, а выход гироскопического датчика подключен к первому входу усилителя-регулятора, отличающийся тем, что в него введен гироскопический датчик угловой скорости, установленный на роторе привода так, что его ось чувствительности параллельна оси вращения ротора, а его выход подключен ко второму входу усилителя-регулятора.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790028C1 true RU2790028C1 (ru) | 2023-02-14 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1839898A1 (ru) * | 1975-02-14 | 2006-06-20 | Государственное научно-производственное предприятие "Полюс" | Гиростабилизатор |
RU2399960C1 (ru) * | 2009-06-01 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Демонстрационный гиростабилизатор |
WO2021080437A1 (en) * | 2019-10-21 | 2021-04-29 | Sleipner Motor As | Gyro stabilizer |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1839898A1 (ru) * | 1975-02-14 | 2006-06-20 | Государственное научно-производственное предприятие "Полюс" | Гиростабилизатор |
RU2399960C1 (ru) * | 2009-06-01 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Демонстрационный гиростабилизатор |
WO2021080437A1 (en) * | 2019-10-21 | 2021-04-29 | Sleipner Motor As | Gyro stabilizer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2008200126B2 (en) | Combined accelerometer and gyroscope system | |
US3703999A (en) | Wide band stabilizer | |
US4611491A (en) | Accelerometer system | |
US10365131B2 (en) | Hybrid inertial measurement unit | |
CN116499497B (zh) | 基于模态反转的半球谐振陀螺惯导系统误差自校准方法 | |
CN110482479A (zh) | 一种简化的mems多环谐振陀螺自适应闭环控制方法 | |
RU2790028C1 (ru) | Индикаторный гиростабилизатор | |
KR20180039684A (ko) | 관성 센서 | |
CN103543636A (zh) | 一种动力调谐陀螺仪解耦伺服控制回路 | |
CN103345149A (zh) | 一种动力调谐陀螺仪伺服控制回路 | |
RU2382331C1 (ru) | Одноосный силовой гиростабилизатор | |
US4706389A (en) | Attitude displacement measurement apparatus | |
RU2011171C1 (ru) | Одноосный гиростабилизатор | |
RU2803452C1 (ru) | Трехкомпонентный измеритель угловой скорости | |
Malyutin | Gyroscopic stabilization system on micromechanical sensing elements | |
RU2789307C1 (ru) | Гироскопический стабилизатор с контуром управления усилием в опорах гироблока | |
RU193284U1 (ru) | Система стабилизации линии визирования модуля оптоэлектронного | |
RU2734277C1 (ru) | Датчик угловой скорости на базе динамически настраиваемого гироскопа | |
Killen et al. | High acceleration, high performance solid state accelerometer development | |
RU2659970C1 (ru) | Способ управления бесплатформенной гировертикалью с радиальной коррекцией и бесплатформенная гировертикаль для его реализации | |
RU2801138C1 (ru) | Двухосный индикаторный гиростабилизатор | |
RU2787311C1 (ru) | Устройство управления стабилизирующими моторами курсовертикали | |
CN112578147B (zh) | 一种常值加速度引起的陀螺加速度计输出测定方法 | |
RU2804762C1 (ru) | Универсальный прецизионный мехатронный стенд с инерциальными чувствительными элементами для контроля гироскопических измерителей угловой скорости | |
CN112630471B (zh) | 一种陀螺加速度计的输出补偿方法 |