RU2805375C1 - Method for determining proper operation of gyromotors of block of damping gyroscopes - Google Patents
Method for determining proper operation of gyromotors of block of damping gyroscopes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805375C1 RU2805375C1 RU2023118980A RU2023118980A RU2805375C1 RU 2805375 C1 RU2805375 C1 RU 2805375C1 RU 2023118980 A RU2023118980 A RU 2023118980A RU 2023118980 A RU2023118980 A RU 2023118980A RU 2805375 C1 RU2805375 C1 RU 2805375C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulses
- gyromotors
- phase windings
- proper operation
- gyromotor
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области гироскопического приборостроения и может найти применение в системах автоматического управления, например, летательными аппаратами.The invention relates to the field of gyroscopic instrumentation and can find application in automatic control systems, for example, aircraft.
Известен блок демпфирующих гироскопов БДГ-30-1, (ОАО «Уральский приборостроительный завод», г. Екатеринбург), состоящий из трех ортогонально расположенных в корпусе датчиков угловых скоростей (ДУС) на базе двухстепенных гироскопов, по одному на каждую ось измерения.A known block of damping gyroscopes BDG-30-1 (JSC Ural Instrument-Making Plant, Yekaterinburg), consisting of three angular velocity sensors (ARS) orthogonally located in the housing based on two-degree gyroscopes, one for each measurement axis.
Однако у блока БДГ-30-1 не указан способ контроля вращения гиромоторов, как основного функционального узла, что снижает его надежность и, в конечном счете, точность формирования выходных сигналов. However, the BDG-30-1 unit does not specify a method for controlling the rotation of gyromotors as the main functional unit, which reduces its reliability and, ultimately, the accuracy of the generation of output signals.
Известен способ контроля правильной работы гиромоторов, реализованный в блоке демпфирующих гироскопов БДГ-25, взятый за прототип (ОАО «Арзамасский приборостроительный завод им. П.И. Пландина», «Техническое описание и инструкция по эксплуатации блоков демпфирующих гироскопов БДГ-25 и БДГ-26»). Способ основан на взаимосвязи угловой скорости вращения и фазовым сдвигом между напряжением и током в фазовых обмотках гиромоторов, на которые подают трехфазные напряжения через первичные обмотки первого и второго трехфазных импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых одновременно охватывают три первичные обмотки, в них осуществляются операции суммирования и дифференцирования. Далее над импульсными сигналами осуществляют операцию логического сложения по схеме «И», и серии импульсов сравнивают по взаимному перекрытию и, если в течение заданного времени перекрытие сохраняется, то формируют сигнал исправности, в противном случае формируют сигнал неисправности. There is a known method for monitoring the correct operation of gyromotors, implemented in the block of damping gyroscopes BDG-25, taken as a prototype (OJSC "Arzamas Instrument-Making Plant named after P.I. Plandin", "Technical description and operating instructions for blocks of damping gyroscopes BDG-25 and BDG- 26"). The method is based on the relationship between the angular speed of rotation and the phase shift between voltage and current in the phase windings of gyromotors, to which three-phase voltages are supplied through the primary windings of the first and second three-phase pulse transformers, the secondary windings of which simultaneously cover three primary windings, and operations of summation and differentiation are carried out in them . Next, a logical addition operation is performed on the pulse signals according to the “AND” circuit, and the series of pulses are compared based on mutual overlap and, if the overlap persists for a given time, then a serviceability signal is generated, otherwise a malfunction signal is generated.
Недостатком способа, примененного в БДГ, который реализован во встроенном блоке контроля вращения гиромоторов аналогового типа, является зависимость работы способа от температуры, отсутствие возможности настройки на различные диапазоны по скорости. The disadvantage of the method used in the BDG, which is implemented in a built-in unit for controlling the rotation of analog-type gyromotors, is the dependence of the method on temperature and the inability to adjust to different speed ranges.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении точности определения взаимного соотношения угловых скоростей вращения гиромоторов, что, в конечном счете, способствует повышению надежности контроля правильной работы блока БДГ в целом.The technical result to which the invention is aimed is to increase the accuracy of determining the mutual ratio of the angular velocities of rotation of the gyromotors, which ultimately helps to increase the reliability of monitoring the correct operation of the BDG unit as a whole.
Технический результат достигается тем, что в способе, основанном на взаимосвязи угловой скорости вращения и фазового сдвига между напряжением и током в фазовых обмотках гиромоторов, при этом токи фазных обмоток дифференцируют в моменты перехода значений токов через ноль, и получают серии импульсов, которые суммируют отдельно для трех фаз каждого гиромотора, и оценивают взаимное положение импульсов во времени, новым является то, что из последовательности импульсов, полученных в результате дифференцирования токов в фазных обмотках, формируют последовательность импульсов в виде меандра, у которых по переднему и заднему фронтам измеряют соответственно время начала и окончания импульсов и определяют параметр исправной работы гиромоторов по анализу измеренных времен по формулеThe technical result is achieved by the fact that in a method based on the relationship of the angular velocity of rotation and the phase shift between voltage and current in the phase windings of gyromotors, the currents of the phase windings are differentiated at the moments when the current values pass through zero, and a series of pulses are obtained, which are summed separately for three phases of each gyromotor, and evaluate the relative position of the pulses in time, what is new is that from the sequence of pulses obtained as a result of differentiation of currents in the phase windings, a sequence of pulses is formed in the form of a meander, in which the start time and the start time are measured along the leading and trailing edges, respectively. the end of the pulses and determine the parameter of proper operation of the gyromotors by analyzing the measured times using the formula
где время начала и окончания импульсов напряжения вторичных обмоток первого и второго импульсных трансформаторов, Where the start and end time of the voltage pulses of the secondary windings of the first and second pulse transformers,
при этом , соответствует исправной работе гиромоторов, а соответствует неисправной работе гиромоторов. wherein , corresponds to the proper operation of the gyromotors, and corresponds to malfunctioning gyromotors.
Существо способа поясняется чертежами, представленными на фиг.1 и фир.2.The essence of the method is illustrated by the drawings shown in figure 1 and figure 2.
На фиг. 1 приведены графики, поясняющие формирование импульсов для одной фазы одного из гиромоторов, входящих в блок демпфирующих гироскопов. На фиг. 2 приведены варианты возможного взаимного расположения импульсов во времени. In fig. Figure 1 shows graphs explaining the formation of pulses for one phase of one of the gyromotors included in the block of damping gyroscopes. In fig. 2 shows options for the possible relative arrangement of pulses in time.
На фиг.1 и фиг.2 приняты следующие обозначения:In Fig. 1 and Fig. 2 the following notations are used:
фазное напряжение в одной из фаз гиромотора, в двух других фазах напряжения будут сдвинуты на электрических градусов соответственно; phase voltage in one of the phases of the gyromotor, in the other two phases the voltages will be shifted by electrical degrees respectively;
ток в одной из фаз гиромотора; current in one of the phases of the gyromotor;
фазовый сдвиг между напряжением и током в фазе гиромотора, зависящий от угловой скорости вращения ротора гиромотора; phase shift between voltage and current in the gyromotor phase, depending on the angular speed of rotation of the gyromotor rotor;
импульсное напряжение, получаемое после операции дифференцирования; pulse voltage obtained after the differentiation operation;
импульсное напряжение, преобразованное в меандр; pulse voltage converted to square wave;
время начала и окончания импульсов напряжения меандра; start and end times of meander voltage pulses;
круговая частота питающего напряжения. circular frequency of the supply voltage.
На фиг. 2 приведены варианты возможного взаимного расположения импульсов меандра в увеличенном по времени масштабе, на которой приняты следующие обозначения:In fig. Figure 2 shows options for the possible relative arrangement of meander pulses on an increased time scale, on which the following notations are adopted:
время начала и окончания импульсов напряжения меандра для первого гиромотора; start and end times of meander voltage pulses for the first gyromotor;
время начала и окончания импульсов напряжении меандра для второго гиромотора; start and end times of meander voltage pulses for the second gyromotor;
параметр исправной работы normal operation parameter
Блок демпфирующих гироскопов (БДГ) состоит из двух датчиком угловых скоростей, оси чувствительности которых параллельны. На каждую ось самолета для измерения угловых скоростей (например, крена) устанавливают несколько блоков демпфирующих гироскопов. В изобретении речь об одном БДГ и способе определения исправной его работы, по соотношению угловых скоростей вращения роторов гиромоторов. При этом используется свойство, определяющее зависимость фазового сдвига между фазовым напряжением и током в фазе и угловой скоростью вращения ротора. Для нормальной работы БДГ угловые скорости двух гиромоторов должны отличаться не более чем на заданную величину (фиг.1, графики и). The block of damping gyroscopes (BDG) consists of two angular velocity sensors, the sensitivity axes of which are parallel. Several blocks of damping gyroscopes are installed on each axis of the aircraft to measure angular velocities (for example, roll). The invention is about one BDG and a method for determining its proper operation, based on the ratio of the angular velocities of rotation of the gyromotor rotors. In this case, the property that determines the dependence of the phase shift is used between phase voltage and current in phase and angular speed of rotation of the rotor. For normal operation of the BDG, the angular velocities of the two gyromotors should differ by no more than a given amount (Fig. 1, graphs And ).
Предлагаемый способ можно представить из последовательности этапов:The proposed method can be represented as a sequence of steps:
1. Формируют производную от тока в каждой фазе гиромотора в районе, когда значение тока меняет знак, при этом получаем положительные и отрицательные импульсы (фиг.1, график . 1. A derivative of the current is formed in each phase of the gyromotor in the area when the current value changes sign, and we obtain positive and negative pulses (Fig. 1, graph .
2. Отсекают отрицательные импульсы, а из положительных импульсов формируют импульсы типа меандр, при этом сохраняют временные параметры, а амплитуду устанавливают порядка 3В для работы с микроконтроллером (фиг.1, график . 2. Negative pulses are cut off, and meander-type pulses are formed from positive pulses, while the time parameters are preserved, and the amplitude is set to about 3V for working with a microcontroller (Fig. 1, graph .
3. Импульсы для трех фаз суммируют, т.к. необходимо иметь информацию о токах в каждой фазе.3. The pulses for the three phases are summed, because it is necessary to have information about the currents in each phase.
4. Измеряют временные параметры импульсов фиг.2, где импульсы приведены в увеличенном масштабе.4. Measure the time parameters of the pulses of Fig. 2, where the pulses are shown on an enlarged scale.
При этом рассмотрены следующие варианты:The following options are considered:
фиг.2а – импульсы, определяющие работу первого гиромотора, опережают импульсы, определяющие работу второго гиромотора, но при этом фазовые сдвиги отличаются настолько, что отличие угловых скоростей роторов первого и второго гиромоторов находятся в заданном диапазоне и, следовательно, параметр т.е. БДГ функционирует исправно; Fig. 2a - the pulses that determine the operation of the first gyromotor are ahead of the pulses that determine the operation of the second gyromotor, but in this case, the phase shifts differ so much that the difference in the angular velocities of the rotors of the first and second gyromotors are in a given range and, therefore, the parameter those. The BDG is functioning properly;
фиг.2б – импульсы, определяющие работу первого гиромотора, отстают от импульсов, определяющих работу второго гиромотора, но при этом фазовые сдвиги отличаются настолько, что отличие угловых скоростей роторов первого и второго гиромоторов находятся в заданном диапазоне и, следовательно, параметр т.е. БДГ функционирует исправно;Fig.2b - the pulses that determine the operation of the first gyromotor lag behind the impulses that determine the operation of the second gyromotor, but in this case, the phase shifts differ so much that the difference in the angular velocities of the rotors of the first and second gyromotors are in a given range and, therefore, the parameter those. The BDG is functioning properly;
фиг.2в – импульсы, определяющие работу второго гиромотора, опережают импульсы, определяющие работу первого гиромотора настолько, чтопри этом фазовые сдвиги отличаются настолько, что отличие угловых скоростей роторов первого и второго гиромоторов не находится в заданном диапазоне и, следовательно, параметр т.е. БДГ функционирует неисправно;Fig. 2c - the pulses that determine the operation of the second gyromotor are ahead of the pulses that determine the operation of the first gyromotor so much that in this case, the phase shifts differ so much that the difference in the angular velocities of the rotors of the first and second gyromotors is not in the specified range and, therefore, the parameter those. The BDG is not functioning properly;
фиг.2г – импульсы, определяющие работу первого гиромотора, опережают импульсы, определяющие работу второго гиромотора настолько, чтопри этом фазовые сдвиги отличаются настолько, что отличие угловых скоростей роторов первого и второго гиромоторов не находится в заданном диапазоне и, следовательно, параметр т.е. БДГ функционирует неисправно.Fig.2d - the pulses that determine the operation of the first gyromotor are ahead of the pulses that determine the operation of the second gyromotor so much that in this case, the phase shifts differ so much that the difference in the angular velocities of the rotors of the first and second gyromotors is not in the specified range and, therefore, the parameter those. The BDG is not functioning properly.
Анализируя четыре возможных ситуации расположения на оси времени импульсов для двух гиромоторов, можно записать обобщенную формулу, определяющую исправную работу двух гиромоторов, а, следовательно, и всего БДГ в целом:Analyzing four possible situations of the location of pulses on the time axis for two gyromotors, we can write a generalized formula that determines the proper operation of two gyromotors, and, consequently, the entire BDG as a whole:
При этом не имеет значения, какой гиромотор работает неправильно, главное определить неисправный БДГ и отключить его от системы управления самолетом.In this case, it does not matter which gyromotor is not working correctly, the main thing is to identify the faulty gyromotor and disconnect it from the aircraft control system.
Реализовать данный способ на практике возможно только с применением микроконтроллера.This method can only be implemented in practice using a microcontroller.
Claims (4)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2805375C1 true RU2805375C1 (en) | 2023-10-16 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2427801C2 (en) * | 2009-11-11 | 2011-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. Н.А. Пилюгина" | Method of predicting variable component of output signal of electromechanical angular velocity sensor (avs) during manufacture of gyromotor thereof based on characteristics of angular vibrations excited by gyromotor, and installation for realising said method |
RU2672311C1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-11-13 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Method of control of correction of integrated sensor units |
CN213363808U (en) * | 2020-11-19 | 2021-06-04 | 九江精密测试技术研究所 | Dynamic balance and remaining rotation time testing device |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2427801C2 (en) * | 2009-11-11 | 2011-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. Н.А. Пилюгина" | Method of predicting variable component of output signal of electromechanical angular velocity sensor (avs) during manufacture of gyromotor thereof based on characteristics of angular vibrations excited by gyromotor, and installation for realising said method |
RU2672311C1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-11-13 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Method of control of correction of integrated sensor units |
CN213363808U (en) * | 2020-11-19 | 2021-06-04 | 九江精密测试技术研究所 | Dynamic balance and remaining rotation time testing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4833405A (en) | Shaft failure monitoring system using angled rotating teeth and phase detection | |
EP2876046B1 (en) | System and method for electronic propeller blade angle position feedback | |
EP3284665A1 (en) | System and method for electronic propeller blade angle position feedback with angled pairs of teeth | |
US4893261A (en) | Apparatus and method for determining airspeed and direction | |
US20160146646A1 (en) | Apparatus and Method for Signal Synchronization | |
CN101604946A (en) | A kind of method for controlling position-less sensor of switched reluctance motor of suitable high speed | |
RU2805375C1 (en) | Method for determining proper operation of gyromotors of block of damping gyroscopes | |
CN103116032A (en) | Method and device for acquiring rotating speed of wind generating set | |
KR20140073502A (en) | Method and device for determining the rotor position and speed of a rotating field machine | |
CN102004165B (en) | Method for measuring instantaneous rotation speed of synchronous generator | |
US6711513B2 (en) | Fault tolerant apparatus and method for determining a revolution rate of a gear | |
CN109238117B (en) | Signal processing circuit and device for non-contact position sensor | |
RU2803706C1 (en) | Device for determining proper operation of gyromotors of block of damping gyroscopes | |
US7088094B2 (en) | Displacement sensing system and method | |
CN110062223A (en) | A kind of method and its circuit system of high-precise synchronization test camera frame signal | |
SU1223175A1 (en) | Phase analyser of lightning position | |
RU2723543C1 (en) | Device for detecting source of frequency and power oscillations | |
EP4194817A1 (en) | Ratiometric position measurement | |
Künkel | NÁVRH A IMPLEMENTACE METODY MONITORINGU INTERAKCE MEZI TURBOGENERÁTOREM A ELEKTRIZAČNÍ SÍTÍ | |
Qu et al. | Design of grating data acquisition system for airborne displacement and angle measurement | |
RU2676049C1 (en) | Damping gyroscopes units output signal generation system | |
Tian et al. | Design and implementation of ISA card for rotary inductosyn signal processing based on AD2S1210 and CPLD | |
SU894595A1 (en) | Follow-up phase meter | |
SU1013913A2 (en) | Interpolator checking device | |
SU744440A1 (en) | Discrete electric drive |